伸臂梁設(shè)計(jì)實(shí)例.ppt

1、例5-3 伸臂梁設(shè)計(jì)實(shí)例,本例綜合運(yùn)用前述受彎構(gòu)件承載力的計(jì)算和構(gòu)造知識(shí)，對(duì)一簡(jiǎn)支的鋼筋混凝土伸臂梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，使初學(xué)者對(duì)梁的設(shè)計(jì)全貌有較清楚的了解。在例題中，初步涉及到活荷載的布置及內(nèi)力包絡(luò)圖的作法，為梁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。,（一）設(shè)計(jì)條件 某支承在370mm厚磚墻上的鋼筋混凝土伸臂梁，其跨度l1=7.0m，伸臂長(zhǎng)度l2=1.86m，由樓面?zhèn)鱽?lái)的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值g1=28.6kN/m（未包括梁自重），活荷載標(biāo)準(zhǔn)值q1k=21.43kN/m，q2k=71.43kN/m（圖5-36）。采用強(qiáng)度等級(jí)C25混凝土，縱向受力鋼筋為HRB335，箍筋和構(gòu)造鋼筋為HPB235。環(huán)境類別為一類。試設(shè)計(jì)該梁并繪制

2、配筋詳圖。,圖5-36 梁的跨度、支承條件及荷載,設(shè)計(jì)思路：,1截面尺寸選擇,2荷載計(jì)算,3. 計(jì)算梁的內(nèi)力和內(nèi)力圖（或內(nèi)力包絡(luò)圖）,4. 配筋計(jì)算,縱筋計(jì)算縱筋選擇,箍筋或彎筋計(jì)算箍筋選擇,5. 進(jìn)行鋼筋布置和作材料圖,6. 繪梁的配筋圖,（二）梁的內(nèi)力和內(nèi)力圖 1截面尺寸選擇 取高跨比h/l=1/10，則h=700mm；按高寬比的一般規(guī)定，取b=250mm,h/b=2.8。初選h0=h-as=700-60=640mm（按兩排布置縱筋）。 2荷載計(jì)算 梁自重標(biāo)準(zhǔn)值（包括梁側(cè)15mm厚粉刷重）：,則梁的恒荷載設(shè)計(jì)值:,當(dāng)考慮懸臂段恒載對(duì)AB跨正彎矩有利時(shí)，取G=1.0，則此時(shí)梁的恒荷載設(shè)計(jì)值:

3、,梁的活荷載設(shè)計(jì)值:,3.梁的內(nèi)力和內(nèi)力包羅圖,圖5-37 梁上各種荷載作用,內(nèi)力包絡(luò)圖：它表示在各種荷載作用下，構(gòu)件各截面內(nèi)力設(shè)計(jì)值的上下限。按內(nèi)力包絡(luò)圖進(jìn)行梁的設(shè)計(jì)可保證構(gòu)件在各種荷載作用下的安全性。,圖5-38 梁的內(nèi)力圖和內(nèi)力包絡(luò)圖,（三）配筋計(jì)算 1已知條件 混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25，1=1，fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2；HRB335鋼筋，fy=300N/mm2，b=0.550；HPB235鋼箍，fyv=210N/mm2。 2截面尺寸驗(yàn)算 沿梁全長(zhǎng)的剪力設(shè)計(jì)值的最大值在B支座左邊緣，Vmax=266.65kN。 hw/b=640/250=2.564，屬一般梁。,故截

4、面尺寸滿足要求。,3縱筋計(jì)算：一般采用單筋截面 （1）跨中截面(M=394.87kN.m)：,選用4 25+2 20，As=2592mm2。 （2）支座截面（M=242.17kN） 本梁支座彎矩較小（是跨中彎矩的61%），可取單排鋼筋，令as=40mm，則h0=700-40=660mm。,選用2 20+2 22，As=1390mm2。,選擇支座鋼筋和跨中鋼筋時(shí)，應(yīng)考慮鋼筋規(guī)格的協(xié)調(diào)即跨中縱向鋼筋的彎起問(wèn)題?，F(xiàn)在我們選擇將2 20彎起（若支座截面選用2 25+2 16，As=1384mm2，則考慮2 25的彎起)。,按同樣的計(jì)算步驟，可得:,4腹筋計(jì)算（剪力取控制截面） 各支座邊緣的剪力設(shè)計(jì)值已

5、示于圖5-37。 （1）可否按構(gòu)造配箍,需按計(jì)算配箍。 （2）箍筋計(jì)算 方案一：僅考慮箍筋抗剪，并沿梁全長(zhǎng)配同一規(guī)格箍筋，則V=266.65kN,圖5-38 梁的內(nèi)力圖和內(nèi)力包絡(luò)圖,選用雙肢箍（n=2）8(Asv1=50.3mm2)有,實(shí)選8130，滿足計(jì)算要求。全梁按此直徑和間距配置箍筋。,方案二：配置箍筋和彎起鋼筋共同抗剪。在AB段內(nèi)配置箍筋和彎起鋼筋，彎起鋼筋參與抗剪并抵抗B支座負(fù)彎矩；BC段仍配雙肢箍。計(jì)算過(guò)程列表進(jìn)行（表5-6）,表5-6 腹筋計(jì)算表,（四）進(jìn)行鋼筋布置和作材料圖（圖5-39） 縱筋的彎起和截?cái)辔恢糜刹牧蠄D確定，故需按比例設(shè)計(jì)繪制彎矩圖和材料圖。A支座按計(jì)算可以不配彎

6、鋼筋，本例中仍將號(hào)鋼筋在A支座處彎起。,2確定各縱筋承擔(dān)的彎矩 跨中鋼筋4 25+2 20，由抗剪計(jì)算可知需彎起2 20，故可將跨中鋼筋分為兩種： 4 25伸入支座， 2 20彎起；按它們的面積比例將正彎矩包絡(luò)圖用虛線分為兩部分，每一部分就是相應(yīng)鋼筋可承擔(dān)的彎矩，虛線與包絡(luò)圖的交點(diǎn)就是鋼筋強(qiáng)度的充分利用截面或不需要截面。,圖5-39伸臂梁配筋圖,支座負(fù)彎矩鋼筋2 20+2 22，其中2 20利用跨中的彎起鋼筋抵抗部分負(fù)彎矩，2 22抵抗其余的負(fù)彎矩，編號(hào)為，兩部分鋼筋也按其面積比例將負(fù)彎矩包絡(luò)圖用虛線分成兩部分。 在排列鋼筋時(shí)，應(yīng)將伸入支座的跨中鋼筋、最后截?cái)嗟呢?fù)彎矩鋼筋（或不截?cái)嗟呢?fù)彎矩鋼筋

7、）排在相應(yīng)彎矩包絡(luò)圖內(nèi)的最長(zhǎng)區(qū)段內(nèi)，然后再排列彎起點(diǎn)離支座距離最近（負(fù)彎矩鋼筋為最遠(yuǎn)）的彎矩鋼筋、離支座較遠(yuǎn)截面截?cái)嗟呢?fù)彎矩鋼筋。,圖5-39 伸臂梁配筋圖,3確定彎起鋼筋的彎起位置 由抗剪計(jì)算確定的彎起鋼筋位置作材料圖。顯然，號(hào)筋的材料全部覆蓋相應(yīng)彎矩圖，且彎起點(diǎn)離它的強(qiáng)度充分利用截面的距離都大于h0/2。故它滿足抗剪、正截面抗彎、斜截面抗彎的三項(xiàng)要求。 若不需要彎起鋼筋抗剪而僅需要彎起鋼筋后抵抗負(fù)彎矩時(shí)，只需滿足后兩項(xiàng)要求（材料圖覆蓋彎矩圖、彎起點(diǎn)離開(kāi)其鋼筋充分利用截面距離h0/2）。,4確定縱筋截?cái)辔恢?號(hào)筋的理論截?cái)辔恢镁褪前凑孛媸軓澇休d力計(jì)算不需要該鋼筋的截面（圖中D處），從該處向

8、外的延伸長(zhǎng)度應(yīng)不小于20d=400mm，且不小于1.3h0=1.3660mm=858mm；同時(shí)，從該鋼筋強(qiáng)度充分利用截面（圖中C處）和延伸長(zhǎng)度應(yīng)不小于1.2la+1.7h0=1.2661+1.7660=1915mm。根據(jù)材料圖，可知其實(shí)際截?cái)辔恢糜沙叽?620mm控制。 號(hào)筋的理論截?cái)帱c(diǎn)是圖中的E和F，其中20d=440mm；1.2la+h0=1.2728+660=1534mm。根據(jù)材料圖，該筋的左端截?cái)辔恢糜?534mm控制。,（五）繪梁的配筋圖 梁的配筋圖包括縱斷面圖、橫斷面圖及單根鋼筋圖（對(duì)簡(jiǎn)單配筋，可只畫(huà)縱斷面圖或橫斷面圖）?？v斷面圖表示各鋼筋沿梁長(zhǎng)方向的布置情形，橫斷面圖表示鋼筋在同

9、一截面內(nèi)的位置。 1按比例畫(huà)出梁的縱斷面和橫斷面。 縱、橫斷面可用不同比例；當(dāng)梁的縱橫向斷面尺寸相差懸殊時(shí)，在同一縱斷面圖中，縱橫向可選用不同比例。 2畫(huà)出每種規(guī)格鋼筋在縱、橫斷面上的位置并進(jìn)行編號(hào)（鋼筋的直徑、強(qiáng)度、外形尺寸完全相同時(shí)，用同一編號(hào)）。,（2）彎起鋼筋2 20根據(jù)作材料圖后確定的位置，在A支座附近彎上后錨固于受壓區(qū)，應(yīng)使其水平長(zhǎng)度10d=1020=200mm，實(shí)際取370-30+50=390mm，在B支座左側(cè)彎起后，穿過(guò)支座伸至其端部后下彎20d。該鋼筋斜彎段的水平投影長(zhǎng)度=700-252=650mm（彎起角度=450 ，該長(zhǎng)度即為梁高減去兩倍混凝土保護(hù)層厚度）則筋的各段長(zhǎng)度和

10、總長(zhǎng)度即可確定。,（3）負(fù)彎矩鋼筋2 22左端按實(shí)際的截?cái)辔恢媒財(cái)嘌由熘琳孛媸軓澇休d力計(jì)算不需要該鋼筋的截面之外850mm，大于1.3h0。同時(shí)，從該鋼筋強(qiáng)度充分利用截面延伸的長(zhǎng)度為1925mm，大于1.2la+h0。右端向下彎折20d=440mm。該筋同時(shí)兼作梁的架立鋼筋。,4）AB跨內(nèi)的架立鋼筋可選212，左端伸入支座內(nèi)370-25=345mm處，右端與筋搭接，搭接長(zhǎng)度可取150mm（非受力搭接）。該鋼筋編號(hào)，其水平長(zhǎng)度=345+（7000+-370）（250+1925）+150=4950mm。,伸臂下部的架立鋼筋可同樣選212，在支座B內(nèi)與筋搭接150mm，其水平長(zhǎng)度=1860+185-150-25=1870mm，鋼筋編號(hào)為。 （5）箍筋編號(hào)為，在縱斷面圖上標(biāo)出不同間距的范圍。 3為方便施工，繪出單根鋼筋圖（或作鋼筋表）。 詳見(jiàn)例圖6-38。,4圖紙說(shuō)明 簡(jiǎn)單說(shuō)明梁所采用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋規(guī)格、混凝土保護(hù)層厚度、圖內(nèi)