混凝土結構設計原理課程設計報告說明書

1、.課程設計說明書課程設計名稱：混凝土結構設計原理課程設計課程設計題目：鋼筋混凝土伸臂粱設計學院名稱：專業(yè)班級：學生學號：學生姓名：學生成績：指導教師：課程設計時間：至Word 資料.格式說明（打印版格式，手寫版不做要求）（ 1）任務書三項的內容用小四號宋體，1.5 倍行距。（ 2）目錄（黑體，四號，居中，中間空四格），內容自動生成，宋體小四號。（ 3）章的標題用四號黑體加粗（居中排） 。（ 4）章以下的標題用小四號宋體加粗（頂格排）。（ 5）正文用小四號宋體， 1.5 倍行距；段落兩端對齊，每個段落首行縮進兩個字。（ 6）圖和表中文字用五號宋體，圖名和表名分別置于圖的下方和表的上方，用五號宋體

2、（居中排）。（ 7）頁眉中的文字采用五號宋體，居中排。頁眉統(tǒng)一為：武漢工程大學本科課程設計。（ 8）頁碼：封面、扉頁不占頁碼；目錄采用希臘字母、 排列，正文采用阿拉伯數(shù)字1、2、3 排列；頁碼位于頁腳，居中位置。（ 9）標題編號應統(tǒng)一，如：第一章，1， 1.1， ；論文中的表、圖和公式按章編號，如：表1.1、表 1.2 ；圖1.2、圖 1.2 ；公式（1.1）、公式（ 1.2）。Word 資料.課程設計任務書一、課程設計的任務和基本要求1、設計條件受 均布 荷載 作用 的 伸臂 梁， 簡支 跨 L1 =6m ，均 布荷 載的 標準 值 q 1k = 65kN/m ，伸 臂跨 L2 =2m ，均

3、 布 荷載 的標 準值 q 2 k =130kN/m，梁 支承 情況 如下圖 。梁 截面 尺寸 b= 1/16 mm， h=1/8mm?；?凝 土的 強度 等級 為 C35 ，縱 筋采用 HRB335 級鋼筋，箍筋采用 HPB300 級鋼筋，要求對梁進行配筋計算，并布置鋼筋。最后進行正常使用極限狀態(tài)驗算。（注：構件處于正-81常環(huán)境，環(huán)境類別一類）參考設計參數(shù)：序 號q1kq2 kL1Lbxh混凝土等級216515062h=(1/81/12)L， 高 寬 比 取 2.03.5自定26514562h=(1/81/12)L，高寬比取 2.03.5自定36515071.5h=(1/81/12)L，高

4、寬比取 2.03.5自定46514571.5h=(1/81/12)L，高寬比取 2.03.5自定56513062h=(1/81/12)L，高寬比取 2.03.5自定66513071.5h=(1/81/12)L，高寬比取 2.03.5自定Word 資料.7751306h=(1/81/12)L，高寬比取 2.03.52自定8751307h=(1/81/12)L，高寬比取 2.03.51.5自定9751506h=(1/81/12)L，高寬比取 2.03.52自定10751507h=(1/81/12)L，高寬比取 2.03.51.5自定2、設計說明書內容及要求(1)梁的內力 (M 、V)計算，繪制內力

5、圖和內力包絡圖；(2)正截面承載能力計算：包括截面尺寸，正截面縱向受彎鋼筋的截面面積；(3)斜截面承載能力計算：包括斜截面受剪鋼筋（彎起鋼筋和箍筋）的截面面 積(4)截面校核：包括正截面和斜截面尺寸校核和強度校核（正截面受彎和斜截面受剪承載力）；(5)梁裂縫寬度驗算；(6)梁撓度驗算。3、設計成果要求(1) 設計計算書一份(2) 結構圖一張，包括縱斷面圖和橫斷面圖結構圖采用 1 號圖紙，結構圖須包含承載能力圖二、進度安排2018 年 12 月 3 日發(fā)題（1）2018 年 12 月 16 日-2018 年 12 月 19 日截面尺寸和內力計算Word 資料.（2）2018 年 12 月 20

6、日-2018年12月 21日正截面承載能力能力計算（3）2018 年 12 月 22 日-2018年 12月 23日斜截面承載能力計算并截面校核（4）2018 年 12 月 24 日-2018年12月 25日主梁裂縫寬度、撓度驗算（5）2018 年 12 月 26 日-2018年12月 28日書寫設計計算說明書，繪制施工圖（6）2018 年 12 月 29 日組織答辯和交課程設計說明書三、參考資料或參考文獻1 混凝土結構設計規(guī)范 GB50010-20102 東南大學等，混凝土結構（上）混凝土結構設計原理 (第五版）3 沈蒲生 .混凝土結構設計原理第四版 .高等教育出版社， 20124 龍馭球

7、,包世華 .結構力學上冊第三版 .高等教育出版社， 20125 盧傳賢 .土木工程制圖第四版 .中國建筑工業(yè)出版社， 2012本科生課程設計成績評定表姓名專業(yè)班級學號課程設計題目：Word 資料.課程設計答辯記錄：（手寫）成績評定依據(jù)：項目得分比例考勤記錄設計結果報告撰寫答辯成績備注：成績評定依據(jù)的項目內容和項目分值比例可以由老師按指導的專業(yè)進行調整，但成績評定依據(jù)的項目數(shù)不得少于 3 項。Word 資料.最終評定成績：指導教師簽名：年月日Word 資料.目錄鍵入章標題 (第 1 級).1鍵入章標題 (第 2級 ).2鍵入章標題 (第3級 ) .3鍵入章標題 (第 1 級).4鍵入章標題 (第

8、 2級 ).5鍵入章標題 (第3級 ) .6Word 資料.1 設計題目某支承在 370mm 厚磚墻上的鋼筋混凝土伸臂梁， 其跨度 L1= 6m ，伸臂長度 L2=2m ，活荷載設計值 q 1=65kN/M ，q2=130kN/M （圖 1）。采用混凝土強度等級C35，縱向受力鋼筋為 HRB335，箍筋和構造鋼筋為HPB300。試設計該梁并繪制配筋詳圖。Word 資料.圖 12 設計條件跨度 L1=6m ，伸臂長度 L2=2m ，有樓面?zhèn)鱽淼挠谰煤奢d設計值g 1=30kN/m ，活荷載設計值q 1k=65kN/m ，q 2 k =130kN/m ，采用混凝土強度等級為C35。q 1 =1.4&

9、#215;q 1k =91kN/mq 2 =1.4 ×q 2 k =182kN/m2.1 截面尺寸選擇取跨高比為： h/L=1/10, 則 h=600mm ，按高寬比的一般規(guī)定， 取 b=300mm ，h/b=2則 h0=h-a s=600-40=560mm2.2 荷載計算梁自重設計值（包括梁側15mm 厚粉刷層重）鋼筋混凝土自重 25kN/m, 混凝土砂漿自重17kN/m 。g=1.2 ×(0.25×0.6)×25+1.2(0.015×0.6×17×2+0.015 ×0.25×17）=5kN/m則梁的恒

10、荷載設計值為：g=5kN/m2.3 梁的內力和內力包絡圖（1）荷載組合情況恒荷載作用于梁上的位置是固定的，計算簡圖為圖2(a)，活載 q1 q2 的作用位置有三種可能的情況，圖2 的(a)、(c)、 (d)。每一種活荷載都不可能脫離恒荷載的作用而單獨存在，因此作用于構件上的荷載分別有(a)+(b)、(a)+(c)、(a)+(d) 三種情形。Word 資料.（2）計算內力 (截面法 )(a)+(b)2/2=0得 YB1=26.7N(a)作用下：MA1 =0 ，即 YB1L1+g （L +L2）1Y=0，即 YA1+YB1+g( L1 +L2)=0得 YA1 =13.3kN(b)作用下：Y=0，

11、得 YA2=YB2=273kN(a) +（ b ）作用下剪力：VA=YA1+YA2=13.3+273=286.3kNVB 左 =YA1 +YA2 (g+q 1)L1=286.3 （ 5+91)×6= 289.7kNVB 右 = gL2=5 ×2=10kNM B= gL22 /2= 5×22 /2=-10kN.m由于當剪力 V 等于零時彎矩有最大值， 所以設在沿梁長度方向X 處的剪力 V=0，則由 M(x)=V AX (g+q 1 )X2/2, 對其求一階導 M'(x)=V （x）=V A (g+q 1)X當 V=0 時， 在 D 點， 有 M 取得最大值，

12、即 V(x)=VA (g+q 1 )X =0 時， M 取得最大值Word 資料.則 AB 段中的最大的彎矩 M ：當 x=2982mm 時有 M maxQ圖M圖 (a)+(c)(c)作用下：MA3 =0 ，YB3L1 q2L2（L1+ L2/2 ） =0 得 YB3=212.6kNY=0 ，得 YA3=-151.4kN（a）+ （c）作用下的剪力：VA=YA1+YA3=13.3-151.4=-138.1kNVB 左 =YA1 +YA3 gL1 =-138.1 30=-168.1kNVB 右 =( g+q 2 )L2= （5+182 ）×2=374kNM B= （ g+q 2 )L2

13、2/2= （ 5+182)2 2/2= 374kN.mQ圖M圖 (a)+(d)(d)作用下：M A4=0 ，YB4L1 q2L2（L1+ L2/2 ） q 1L12/2=0 得 YB4=697.7kNY=0 ，得 YA4=212.3kNWord 資料.（a）+ （d）作用下的剪力：VA=YA1+YA4=13.3+212.3=225.6kNVB 左 =YA1 +YA4 (g+q 1)L1=225.6 （ 5+91 ）6= 350.4kNVB 右 =( g+q 2 )L2= （5+182 ）×2=374kNM B= （ g+q 2 )L22/2= （ 5+182)2 2/2= 374kN

14、.m同理可以得出 AB 段中的最大的彎矩M ：當 x=2350mm 時有 M maxQ圖M圖畫出這三種情形作用下的彎矩圖和剪力圖包絡圖如圖6 所示W(wǎng)ord 資料.圖 63 配筋計算3.1 已知條件混凝土強度等級為C25， 1 =1 ，fc=11.9N/mm 2 ,ft =1.27 N/mm 2；HRB335 鋼筋，f y=300N/mm 2 ，b=0.550 ；HPB300 鋼筋， fyv=270 N/mm 2 。3.2 截面驗算沿梁全場的剪力設計值的最大值在B 支座左邊邊緣， Vmax=289.7kNhw/b=560/300=1.87<4，屬于一般梁0.25fcbh0 =0.25

15、15;11.9×300×560=499.8kN > Vmax=289.7kN ，故截面尺寸滿足要求；3.3 縱筋計算（一般采用單筋截面）Word 資料.3.3 縱筋計算（采用單筋截面）(1) 跨中截面（ M max=427kNm）112 M11242710 620 . 51 < b =0.5523005601f c b h 011 .9AS1 fcbh 011.9 300 560 0.31999.2mm 2 >0.15%bh=270mm 2fy300選用 2?22+2 ? 28， AS=760+1232=1992 mm 2(2) 支座截面（ M max =

16、374kN m）h0=h-a s=600-40=560mm。112M1 12112.51060.42 <b =0.55211.9 300 56021 fcbh0A S1fc bh 011 .93005600.122f y300=799.68mm選用 2?25，A =760.2 mm2S3.4 腹筋計算（1）可否按構造配筋0.7ftbh 0=0.7×1.27×300×560=149.4kN<V=289.7kN需按計算箍筋（2）箍筋計算方案一：僅考慮箍筋抗剪，并沿梁全長配同規(guī)格的箍筋，則V=289.7kN由 VVCS0.7 ft bh01.0 fyv AS

17、Vh0 得：sA SVV0 .7 f t bh 0289 .7149 .30 .93 mms1. 0 fyv h 0270560選用雙肢箍（ n=2 ）? 8（ A =50.3mm2）有SV1s= n ASV1/0.93=2 ×50.3/0.93mm=108.2mmWord 資料.所以選取 s=200mm, 即箍筋用量為 ? 8200.nA sv 1250 .30.167 %配箍率svs300200b最小配箍率sv m inf t0.241.270.240.11 %f yv270sv 因此滿足需要。方案二：配置箍筋和彎起鋼筋共同抗剪。在AB 段內配置箍筋與彎起鋼筋），彎起鋼筋參與抗剪

18、并抵抗B 支座負彎矩， BC 段內仍采用雙肢箍。在支座 B 處將 AB 段 2? 25 彎起 450，承受支座處的剪力。V 0.8Af sin 0.8 982300166.7kNsbsby22所以混凝土和箍筋承擔的剪力：V =V-V=289.7-166.7=123kN<0.7ftbh=149.3kNcssb0故不需要計算配筋，只需按構造配筋? 8200.需驗算彎起鋼筋配筋率和剪力承受值：nA sv1250 .3svs3000.167 % >0.11%b200V 0.7 ft bh0 1.0 fyvASVh0 = 149.4 103 +270 ×0.503×560

19、=225.5kN>85.51kNs所以滿足需要。4 進行鋼筋布置和繪材料抵抗彎矩圖4.1 鋼筋布置及材料抵抗彎矩圖4.2 確定縱筋承擔的彎矩跨中鋼筋 2? 28+2? 22，由抗剪筋計算可知需彎起2? 22，故可將跨中鋼筋分為兩種：2? 28 伸入支座，2? 22 彎起。按他們的面積比例將正彎矩包絡圖用虛線分成兩部分，每一部分就是相應鋼筋可承擔的彎矩，虛線與包絡圖的交點就是鋼筋強度的充分利用截面或不需要截面。Word 資料.支座負彎矩鋼筋2? 22 其中 2? 22 利用跨中的彎起鋼筋抵抗部分負彎矩，按其面積比例將負彎矩包絡圖繪出。在排列鋼筋時，應將伸入支座的跨中鋼筋，最后截斷的負彎矩鋼筋（或不截斷的負彎矩鋼筋）排在相應彎矩包絡圖內最長區(qū)段內，然后再排彎起點離支座距離近（負彎矩為最遠）的彎起鋼筋，離支座較遠截面截斷的負彎矩鋼筋。4.3 確定彎起鋼筋的位置由抗剪計算確定的彎起鋼筋位置做材料圖,2? 22 號鋼筋材料全部覆蓋相應彎矩圖，且彎起點離它的強度充分利用截面的距離都大于h0/2, 故滿足抗剪，正截面抗彎，斜截面抗彎三項要求。若不需要彎起鋼筋抗剪而僅需要彎起鋼筋后抵抗彎起負彎矩時，只需滿足后兩項要求。5 裂縫驗算（混凝土等級為 C35 ，ftk =1.78N/mm 2 ）