工程結構設計原理課設

2022-05-03 15:21:10 字數 3581 閱讀 4800

鋼筋混凝土伸臂梁設計

(一)設計條件

如圖所示鋼筋混凝土伸臂梁,計算跨度l1=7000mm,l2=1800mm,支承在370mm厚磚牆上;承受均布恆荷載設計值g1=g2=32kn/m,均布活荷載設計值q1=48kn/m,q2=118kn/m;採用c25混凝土,縱向受力鋼筋為hrb335鋼筋,箍筋為hpb235鋼筋,試求梁的配筋、繪製材料圖、確定縱筋的彎起和截斷位置、繪梁的配筋縱斷面和橫斷面,列出鋼筋表(說明構件的名稱、鋼筋編號與規格、鋼筋簡圖、直徑、長度、根數、總長和重量等)。繪製cad圖,統一列印a3圖紙。

(二)梁的內力和內力圖

1.截面尺寸

高跨比h/l=1/9.3,符合高跨比的一般規定;初選h0=h-as=750mm-60mm= 690mm (按兩排布置縱筋)。

2.荷載計算

梁自重設計值(包括梁測15mm厚粉刷重)

g2=1.2 x 0.25m x 0.

75m x 25kn/m3+1.2 x 20kn/m3 x0.015m x(0.

7m x 2+ 0.25m+0.3m)=6.

2658kn/m

則梁的恆荷載設計值

g=g1+g2=32kn/m+6.2658kn/m=38.2658kn/m

3.梁的內力和內力包絡圖

恆荷載g作用於梁上的位置是固定的,計算簡圖如下圖所示;活荷載q1,q2的作用位置有三種可能情況,如下圖b,c,d所示。

繪梁的內力圖和內力包絡圖,如下圖所示

(三)配筋計算

1.已知條件

混凝土強度等級c25,α1=1,c=11.9 n/mm2 ,t=1.27 n/mm2 ;hrb335鋼筋,y=300 n/mm2 , ξb=0.

550; hpb235箍筋,yv=210 n/mm2 。

2.截面尺寸驗算

沿梁全長的剪力設計值的最大值在b支座左邊緣,vmax=266.65 kn。

hw/b=690mm/250mm=2.76<4,屬一般梁。

0.25fcbh0=0.25 x 11.9n/mm2 x 250mm x 690mm =513.2 kn > vmax = 322.14kn故截面尺寸滿足要求。

3.縱筋計算(採用單筋截面)

(1) 跨中截面(m = 497.84 kn·m)

選用4b28+2b22,as=3223mm2.。

(2)支座截面(m=281.28kn·m)

按單排配筋,令as=40mm,則h0=750mm-40mm=710mm。可得

選用4b22,as=1520mm2。

選擇支座和跨中鋼筋時,應考慮縱向鋼筋的彎起.設計中選用了2b22彎起。

4.腹筋計算

(1)可否按構造配箍

0.7ftbh0=0.7 x 1.27n/mm2 x 250mm x 690mm =153.35 kn < v

需按計算配箍。

(2)箍筋計算(配置箍筋和彎起鋼筋共同抗剪)

在ab段內配置箍筋和彎起鋼筋,彎起鋼筋參與抗剪並抵抗b支座負彎矩;bc段仍配雙支箍。

支座剪力設計值v=277.115kn/m,vc+vsb=0.7 tbh0+0.

8 yasbsinαs=153.35kn+0.8×300n/mm2×760mm2×sin45°=153.

35 kn +128.98 kn = 282.33kn>v

故只需按構造配箍,選用a8@200。彎起點距支座邊緣距離50mm+700mm =750mm 。

校核彎起點剪力,vc+vsv=vc+1.25 yvasbh0/s=vc+1.25×210n/mm2×101mm2×690mm/200mm=153.

35kn+91.47kn=244.82kn>v=212.

41kn,滿足要求。

支座左剪力設計值v=322.14kn,vc +vsb =244.82kn,與設計值相差不大,適配a8@200

則vu=vc +vsv+vsb=153.35kn+91.47kn+128.98kn=373.80kn>v

滿足要求。

故選用a8@200,彎起點距支座邊緣距離 250mm+700mm=950mm 。

校核彎起點剪力,vu= vc +vsv=153.35kn+91.47kn=244.82kn>v=240.18kn ,滿足要求。

支座右剪力設計值v=252.37kn,

初選箍筋直徑a,則

s≧101mm/0.5313=190mm

取s=150mm,箍筋選用a8@150。

(四)進行鋼筋布置和作材料圖(伸臂梁配筋圖)

縱筋的彎起和截斷位置由材料圖確定,故需按比例設計繪製彎矩圖和材料圖。

1.按比例畫出彎矩包絡圖

ab跨正彎矩包絡圖由(a)+(b)確定。

ab跨最小彎矩由(a)+(c)確定。

以上x均為計算截面到a支座中心處軸線的距離。bc跨彎矩由(a)+(d)確定(以c點為座標原點)

2.確定各縱筋承擔的彎矩

跨中鋼筋①4b28+②2b22,由抗剪計算彎起2b22,按兩種鋼筋的面積比將正彎矩包絡圖用虛線分為兩部分,虛線與包絡圖的的交點就是鋼筋強度的充分利用截面或不需要截面。

支座負彎矩鋼筋4b22,其中2b22為跨中彎起鋼筋②,其餘2b22編號③,兩部分鋼筋也按面積比將負彎矩包絡圖用虛線分為兩部分。

3.確定縱筋截斷位置

③號鋼筋的理論截斷點是負彎矩為零的點,其中h0=690;1.2la+h0=1.2x728mm +690mm=1564mm。根據材料圖,該筋截斷位置由1564mm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。

1.按比例畫出梁的縱斷面面和橫斷面

縱橫斷面可用不同比例。

2.畫出每種規格鋼筋在縱、橫斷面上的位置並進行編號

(1)直鋼筋①4b28全部伸入支座,伸入支座錨固長度las≧12d=12x28mm= 336mm,為便於施工,伸入a支座長度取370mm-20mm=350 mm ;伸入b支座長度取350mm。故該鋼筋總長=350mm+350mm+(7000mm-370mm)=7330mm。

(2)彎起鋼筋②2b22,在a支座附近彎上後錨固於受壓區,應使其水平長度 ≧10d=10x20mm=200mm,實際取370mm-25mm+50mm=395mm ;在b支座左側彎起後,穿過支座伸至其端部後下彎20d。斜彎段水平投影長度=750mm-25mmx2=700mm,則②號鋼筋的各段長和總長即可確定。

(3)負彎矩鋼筋③2b22左端的實際截斷位置為正截面受彎承載力計算不需要該鋼筋的截面之外710mm。同時,從該鋼筋的充分利用截面延伸的長度為2190mm,大於h0+1.2la 。

右端向下彎折20d=440mm。該筋同時兼做梁的架立鋼筋。

(4)ab跨內的架立鋼筋可選2b12,左端伸入支座370mm-25mm=345mm處,右端與③筋搭接,搭接長度取150mm(非受力搭接)。該鋼筋編號為④,其水平長度=345mm+(7000mm-370mm)-(250mm+2190mm)+150mm=4685 mm 。

伸臂下部的架立鋼筋可同樣選2a12,在支座b內與①號鋼筋搭接330mm,其水平長度=1800+165-25mm=1940 mm,鋼筋編號為⑤。

(5)箍筋編號為⑥,在縱斷面圖上標出不同間距的範圍。

3.繪出單根鋼筋圖

詳見伸臂梁配筋圖。

4.圖紙說明

說明梁所採用的混凝土強度等級、鋼筋規格、混凝土保護層厚度等。

孩子,這份僅供參考,別抄

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