1、材料選擇
(1)、混凝土試件尺寸為mm,計算跨度=1.2m。
(2)、混凝土等級選用c25.
(3)鋼筋:縱筋採用hrb400級,直徑有6.2mm,8.5mm,12mm、14mm、16mm、18mm;箍筋採用hpb300級,直徑有6mm和8mm。
(4)試驗荷載載入採用四點彎矩方式,剪跨比在試驗中均有各自說明。
2、混凝土配合比的設計計算
乾燥環境,混凝土的設計強度等級為c25,坍落度為30~50mm,施工單位標準差為5.0mpa,所有材料:32.
5復合矽酸鹽水泥(考慮水泥富餘係數),中砂,符合ⅱ區級配,碎石,粒級5~40,自來水,用假定表觀密度法計算混凝土的初步配合比,並計算拌製66.7l混凝土所需材料的用量。
(一)初步配合比的計算
①計算混凝土的配製強度
②水灰比的計算
根據混凝土28d理論強度公式
粗骨料用碎石,即、、,則
查表,得最大水灰比為
所以該水灰比符合耐久性要求。
③確定用水量
查表,取
④計算水泥用量()
查表,最小水泥用量為260kg,故取=356kg。
⑤確定含砂率()
查表,取=32% 。
⑥計算沙、石用量
假定表觀密度法,假定混凝土表觀密度為
代入已知資料得:
初步配合比:
(二)、則67.5l混凝土拌合物中各材料的用量為:
3、混凝土受彎試件的設計計算
(一)正截面適筋破壞型別
取構件計算簡圖如下:
查表可得係數:
,縱筋:
箍筋:1、確定荷載水平
(1)、取鋼筋保護層厚度則截面有效高度
假定選取配筋為,則
(2)、界限配筋率
相對受壓區高度
(3)、此時的彎矩水平為
(4)、所以取彎矩則荷載值
2、計算縱向受拉鋼筋
採用單層鋼筋
(1)、取鋼筋保護層厚度則截面有效高度
(2)、計算截面抵抗矩係數
截面相對受壓區高度
內力矩力臂係數
(3)、計算縱向受拉鋼筋面積
則選取配筋為
(4)、驗算截面配筋
、鋼筋保護層厚度
截面有效高度
相對受壓區高度
最小配筋面積:
(5)、估算正截面適筋破壞時的荷載值
即**在實驗情況下載入到83kn時構件即發生正截面破壞。
3、計算斜截面受剪箍筋
為保證斜截面不發生破壞需進行箍筋的設計計算。
(1)、首先進行截面條件驗算
由設計荷載圖可知:,
由混凝土等級為c25可知
判斷梁型別:,即為厚腹梁,
,即截面滿足承載力條件,不需要加大尺寸或者提供混凝土強度等級。
(2)、設計箍筋
由於實驗加荷方式為四點彎曲,所以只需要按照箍筋配置即可。接下來驗算是否需要按照計算配置箍筋(按照集中荷載公式進行計算):
剪跨比則所以需要按照計算配置箍筋。
(3)、計算箍筋
選配箍筋@100,則
配箍率(滿足)
(2)、正截面少筋破壞型別
1、第一步仍是選取荷載水平
(1)、取縱筋的配筋率
(2)、相對受壓區高度
(3)、設計彎矩
(4)、取設計彎矩
2、設計縱向受拉鋼筋
(1)、取鋼筋保護層厚度
則截面有效高度
(2)、截面抵抗矩係數
截面相對受壓區高度
內力矩力臂係數
(3)、則縱向受拉鋼筋的截面積
選取配筋,
3、設計箍筋
由於是少筋梁,其破壞時荷載值較小。因此斜截面承載能力上只需要保證構造箍筋即可,即配置箍筋為@200.
(3)、正截面超筋破壞型別
1、確定荷載水平
由正截面超筋破壞的適用條件取。
計算荷載
取2、計算縱向鋼筋
(1)、取鋼筋保護層厚度則截面有效高度
(2)、由於荷載比較大,首先驗算一下截面尺寸是否滿足要求:
截面尺寸不滿足要求。由於截面尺寸受到限制,我們可以將鋼筋保護層厚度放大到,則
(3)、則截面抵抗矩係數
截面相對受壓區高度
內力矩力臂係數
(4)、計算縱筋
選取3、確定箍筋
由於荷載值比較大,選取箍筋@60即可。
(4)、斜截面剪壓破壞型別
1、確定荷載水平
同正截面破壞型別的計算步驟,首先初步確定荷載水平(梁的荷載計算簡圖同正截面破壞型別)。
由於使用的是hrb400的鋼筋,我們直接取則取
2、計算縱向鋼筋(按雙筋截面進行設計)
(1)、取,,,
(2)、則縱向受壓鋼筋承擔的彎矩
縱向受壓鋼筋截面積
所以選取鋼筋,
(3)、則縱向受拉鋼筋
選取3、計算箍筋(只配箍筋)
(1)、首先驗算截面尺寸
截面尺寸滿足要求。
(2)、驗算是否需要按照計算配置箍筋
剪跨比(3)、計算箍筋
選取@150,則
(4)、驗算配箍率
(5)、斜截面斜拉破壞型別
其計算簡圖與正截面相同。由於下來破壞只要控制箍筋的最小配箍率即可,所以我們取
則箍筋配置為
,選配箍筋@250,則
由於斜拉破壞時荷載比較小,最大彎矩也較小,故其正截面的設計與剪壓破壞型別相同。
(6)、斜截面斜壓破壞型別
當剪跨比的時候,梁斜截面發生斜壓破壞。梁的計算簡圖如下:
剪跨比由於斜壓破壞下樑斜截面的承載能力主要與截面尺寸有關,
即當截面載入到166kn時斜截面即發生斜壓破壞,箍筋布置採用@100.
又此時截面最大彎矩水平,所以縱向鋼筋的布置與剪壓破壞型別相同。
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