西南交通大学混凝土结构课程设计

2016117141陈发明0混凝土课程设计姓名：陈发明学号：2016117141班级：铁道工程五班指导老师：严传坤设计时间：2018.12.92016117141陈发明1目录1、钢筋混凝土伸臂梁设计任务书.............................................................................22、设计资料.................................................................................错误!未定义书签。3、内力计算.................................................................................................................44、跨中支座截面抗弯配筋.........................................................................................65、斜截面配筋.............................................................................................................96、翼缘抗弯设计.......................................................................................................117、跨中裂缝及挠度验算.............................................................错误!未定义书签。8、支座截面裂缝验算..................................................................错误!未定义书签。9、伸臂端挠度验算......................................................................错误!未定义书签。10、参考文献................................................................................错误!未定义书签。2016117141陈发明21.《混凝土结构设计原理》课程设计任务书题目：某简支伸臂梁设计基本条件：某过街天桥的简支伸臂梁简图如下图所示，面荷载为除结构构件自重外的恒载g1（含栏杆、装修等）、结构构件自重恒载g2和活载q，在两边伸臂端端部均作用有集中恒载G和活载Q（模拟梯段荷载）。主要数据：荷载取G=Q=0，除构件自重以外的恒载标准值212/kgkNm,活载标准值24kN/kqm，自重标准值按照325/kNm的容重计算。跨度L=6~8m（不用区分计算跨度和净跨度），桥面宽度B=1.5~2.4m，每个同学根据名单上序号确定跨度和桥面宽度，如下表；序号跨度（m）桥面宽度（m）序号跨度（m）桥面宽度（m）16.11.5117.12.026.2127.236.31.6137.32.146.4147.456.51.7157.52.266.6167.676.71.8177.72.386.8187.896.91.9197.92.4107.0208.0序号20之后的依次循环梁截面形式自行拟定，建议采用工字形；设计内容（1）跨中和支座截面抗弯配筋；（2）斜截面配筋；（3）跨中挠度和裂缝验算；（4）支座截面裂缝验算；（5）伸臂端挠度验算。GQGQ≈¼L000L≈¼Lg=g1+g2q2016117141陈发明32.设计资料采用建筑结构相关规范进行计算。设该构件处于正常环境（环境类别为一类），安全等级为二级.混凝土强度等级为C20，钢筋为HRB335级，箍筋为HRB335级，则混凝土和钢筋的材料强度设计值分别为ctyv11b9.6MPa1.10MPa300MPa300MPa1.01.00.550yyfffffmm625127500120lh实际初拟梁高为h=700mm，此时的梁宽可以初拟为280mm5.27005.2175mm47004hbh实际初拟梁宽为b=250mm。初拟f100hmm因该梁为独立梁，故翼缘板的最大有效宽度为f,maxff12250121001450mm2200mmbbhb截面设计如图所示2016117141陈发明43.内力计算梁的永久荷载标准值：(2.20.120.250.5)252.2218.525kN/mkg梁的可变荷载标准值：2.248.8kN/mkq1.由于跨中荷载对跨中弯矩是不利的，伸臂部分的荷载对跨中弯矩的作用是有利的，出于安全的考虑，在计算跨中最大弯矩时，对伸臂部分的梁的永久荷载分项系数取1.0，可变荷载分项系数取0，对于跨中部分的荷载分项系数取值，则应判断永久荷载控制还是可变荷载控制：当永久荷载控制时：跨中荷载设计值：1.3518.525+1.40.78.833.63kN/mq当可变荷载控制时：跨中荷载设计值：1.218.525+1.48.834.55kN/mq应取由可变荷载控制的组合进行承载力极限状态计算，即1.218.525+1.48.834.55kN/mq2222max(/4)34.557.518.525(7.5/4)210.367kNm8282kglqlM2.伸臂部分的荷载越大，则支座截面负弯矩越大，所以伸臂部分荷载为不利荷载，应取由可变荷载控制的组合进行承载力极限状态计算22max(/4)34.55(7.5/4)60.732kNm22qlM2016117141陈发明53.计算截面最大剪力时，所有荷载均为不利荷载，应取由可变荷载控制的组合进行承载力极限状态计算，计算右支座处的剪力：34.557.5/464.78kN34.557.5/434.55(7.57.5/2)/2129.564kNRLVV所以截面最大剪力为129.564kN2016117141陈发明64.跨中和支座截面抗弯配筋4.1简支梁跨中截面截面设计：初拟s40mma则0s70040660mmhha计算梁的跨中弯矩，弯矩值为22221.21.4(/4)82(1.218.5251.48.8)7.518.525(7.5/4)210.367kNmm82kkkgqlglMmkN210.367mkN849.12102100-66010014506.90.12601Mhhhbffffc所以该截面为第一类截面。于是有6221f0210.367100.0371.09.61450660scMfbh1121120.0370.03770.550sb（非超筋）1c02sy1.09.614500.03776601154.52mm300ffbhAfmin45451.1max0.2,%max0.2,%max0.2,0.165%0.2%300tyff2smin(())0.2%(250700(2200250)100740mmffAbhbbh所以选配钢筋420，单排布置，As=1256mm2截面复核：假设箍筋选取双肢6，则：s2020+5+6+=41mm2a0s70041659mmhha属于第一类截面ys1c300125627.07mm1.09.61450ffAxfb2016117141陈发明76u1cf0027.071.09.6145027.076591022243.2kNm1.0210.367kNm210.367kNmxMfbxhM显然，满足安全性要求。相对受压区高度为b027.070.0410.550659xh（非超筋）1min1256(())250700(2200250)1000.34%0.2%sffAbhbbh（非少筋）经检验，合格4.2简支梁支座截面截面设计：计算梁的支座弯矩，弯矩值为初拟s40mma则0s70040660mmhha221.21.4(/4)8(1.218.5251.48.8)(7.5/4)60.732kNm2kkgqlMm60.732kNmkN849.12102100-66010014506.90.12601Mhhhbffffc所以该截面为第一类截面。于是有6221f060.732100.011.09.61450660scMfbh1121120.010.010050.550sb1c02sy1.09.614500.01005660307.77mm300ffbhAf2smin(())0.2%(250700(2200250)100740mmffAbhbbh所以按最小配筋率配筋，取416，As=804mm2。截面复核：2016117141陈发明8假设箍筋选取双肢6，则：s1620+5+6+=39mm2a0s70039661mmhha属于第一类截面ys1c30080417.33mm1.09.61450ffAxfb6u1cf0017.331.09.6145017.336611022157.365kNm1.060.732kNm60.732kNmxMfbxhM显然，满足安全性要求。相对受压区高度为b017.330.0260.550661xh（非超筋）1min804(())(250700(2200250)1000.22%0.2%sffAbhbbh（非少筋）因受压区也配有钢筋，故构件实际承载能力大于Mu，检验合格2016117141陈发明95.斜截面配筋截面设计：根据截面尺寸可知wff700100100500mmhhhhw50024250hb，属一般梁因此可以检查截面尺寸限制条件：3cc0129.564kN0.250.251.09.625066010396kNVfbh满足条件。检查是否需要按计算配置腹筋：3t0129.564kN0.70.71.1025066010127.05kNVfbh必须按计算配置腹筋。暂定只配箍筋，选用双肢6箍筋，则22svsv16256.6mm4AnA因此箍筋间距应满足0svyvt046056.63004481.38mm0.7129564127050hAfsVfbh由《混规》得箍筋间距还应满足：max250mms所以选取200mmstminyv56.61.10.1132%0.240.240.088%250200300svsvAfbsf由于正截面纵向钢筋太少且剪力设计值较小且配置有箍筋，所以无需设置弯起筋。截面复核：s1620+5+6+=39mm2a0s70039661mmhha22svsv16256.6mm4AnA截面最大剪力设计值为：max129.564kNV下限值验算：2016117141陈发明103t0