伸臂梁的设计

天津农学院（水利水电工程专业）水工钢筋混凝土结构学题目：伸臂梁的设计姓名：赵莹学号：0914044216班级：09水电（2）班系别：水利工程系1一、伸臂梁设计任务书1、设计课题一支承在砖墙受均匀荷载作用的伸臂梁2、设计资料如图4-4所示的钢筋混凝土外伸梁，承受的荷载设计值如计算简图所示（永久荷载设计值中已考虑自重）。一类环境条件。混凝土强度等级为C25，纵向受力钢筋采用HRB335钢筋，箍筋采用HPB235钢筋。3、设计要求（1）确定纵向受力钢筋（跨中、支座）的直径和根数（2）确定腹筋（包括弯起钢筋）的直径和间距（箍筋建议选双肢8@250）（3）按抵抗弯矩图布置钢筋，绘出纵剖面、横剖面配筋图及单根钢筋下料图。4、附图23二、伸臂梁设计计算书解：已知2cf119Nmm./,2tf127Nmm./,2yf300Nmm/,2yvf210Nmm/,b250mm,h700mm,k120.，其中l01=6m,l02=1.8m1、内力计算，求ABRR,设图中左支座为A支座，右支座为B支座对A点取矩M0B618618356R6100186206180222....Y0ABRR35610018206180..得出BR4134KN.AR1326KN.荷载作用下的弯矩图、剪力图如图所示设距A点x处剪力为0，弯矩最大，则有xx1326x20x35xM022.2M275x1326x..Mx55x13260'.x2411m.Av13263520012126KN..lBv197435200121908KN...rBV216100200122016KN..支座截面最大弯矩设计值42B1M10020181944KNM2..跨中最大弯矩设计值2M1326241275241115984KNMmax.....rBVV2016KNmax.194.4159.852.41m126190.8201.6M图（KN·M）V图（KN）2、验算截面尺寸估计纵筋需排一层，取a=40mm，则0w0hha70040660mmhh660mm,wh66026440b250..c0025fbh0251192506604909kV1220162419KNmax.......5故截面尺寸满足抗剪要求3、计算纵向钢筋纵向受拉钢筋计算表计算内容跨中H截面支座B截面MKNM159.8194.4KMKNM191.8233.3s2c0KMαfbh0.1480.18sξ112α0.1610.22c0syfbhξAmmf10541309选配钢筋2Φ16+2Φ202Φ16+2Φ25实配钢筋面积103013844、计算抗剪钢筋ct0V07fbh0712725066014669KNKVmax....必须由计算确定抗剪腹筋试在全梁配置双肢箍筋@8250，则2svA101mm，SS250mmmaxsvsvsvA101ρ016ρ015bs250250.min.%.%满足最小配箍率的要求svcsvt0yv0AVV07fbh125fh2167KNS...6（1）支座B左侧lBcsvKV12190822896KNVV2167KN....需加配弯起钢筋帮助抗剪取sα45,并取l1BVV，计算第一排弯起钢筋31csv2sb1ysKVVV22896216710A578mmfα30045...sinsin由支座承担负弯矩的纵筋弯下2sb12Φ16A402mm，第一排弯起钢筋的上弯点安排在离支座边缘250mm处，即1SS250mmmax，第一排弯起钢筋的下弯点离支座边缘的的距离为：700230250890mm该处1csvKV1201908350781962VV....，故不必弯起第二排钢筋。（2）支座B右侧理同支座B左侧，由支座承担负弯矩的纵筋弯下2sb12Φ16A402mm，第一排弯起钢筋的下弯点离支座边缘的的距离为：700230250890mm，此处2csvKV120201610007814832VV....，故不必再弯起第二排钢筋。（3）支座AAcsvKV1201261512VV..理论上可不配弯起钢筋，但为了加强梁端的受剪承载力，仍由跨中弯起2Φ16至梁顶再伸入支座75、钢筋的布置设计钢筋的布置设计要利用抵抗弯矩图RM弯矩图进行图解，为此，现将弯矩图梁的纵剖面按比例画出，再在M图上作RM图，M图及RM图见图纸。6、绘配筋图（见图纸）7、计算钢筋表（见图纸）8三、伸臂梁设计说明书1、下部纵向受力钢筋锚固简支端：cKVV时，asl12d(带肋钢筋），12×16=192mm，①、②号钢筋均取210mm。2、上部纵向受力钢筋锚固③号钢筋向下弯折不小于12d，12×25=300mm，③号钢筋向下弯折取300mm。3、弯起筋的构造梁高500mmh800mm,KVcV时，maxS250mm。4、弯起筋的直线锚固段在采用绑扎骨架的钢筋混凝土梁中，当设置弯起钢筋时，弯起钢筋的弯折终点应留有足够长的直线锚固长度，其长度在受拉区不应小于20d，在受压区不应小于10d，20×16=320，④号钢筋取320mm。5、抵抗弯矩图的绘制先考虑跨中正弯矩的RM图，跨中M22727KNMmax.需配2sA1054mm的纵筋，现实配2s2Φ16+2Φ20A1030mm相差仅-2.27%，可以。并以此按各钢筋面积的比例划分出2Φ16及2Φ20钢筋能抵抗的弯矩值，这就可确定出各钢筋的充分利用点。按预先布置，要从跨中弯起2Φ16（钢筋②）至支座B，弯起2Φ16（钢筋②）9至支座A，钢筋①将直通而不再弯起。这样根据前述钢筋弯起时的RM图的绘制方法可容易地画出跨中RM图，从图中可看出跨中钢筋的弯起点至充分利用点的距离a均大于200.5h330mm的条件。再考虑支座B负弯矩区的RM图。支座B需配纵筋21309mm,实配2φ16+2φ25（2sA1384mm），在支座B左侧要弯下2φ16（钢筋②）。绘出钢筋②RM图后，可发现在E截面可切断钢筋③钢筋③从充分利用点G延伸dl（对HRB235钢筋，混凝土C25，al=35d),dl=1.2al+0h=1.2×35×25+660=1710mm,且应自其理论切断点E延伸wl=max｛20d,0h｝=max｛20×25,660｝=660mm,由M及RM图知，GE的水平投影距离GE=320mm。综上所述，以上两种情况取较大者，故钢筋③应从其理论切断点E至少延伸1685-200=1485mm。从M及RM图看到，钢筋③的实际切断点已进入负弯矩受压区，因而取dl=1.2al+0h及wl=20d已满足要求。6、作图时需注意：（1）在本题中跨中钢筋②从抵抗正截面弯矩来讲，也可以在跨中某部位切断，但考虑到跨中钢筋并不多，而且在受拉区切断钢筋会影响纵筋的锚固作用，减弱受剪承载力，为此仍将钢筋②直通支座。（2）在既有正弯矩又有负弯矩的构件中，钢筋布置的矛盾比较集中在支座附近的截面，原因是那里的M和V都比10较大，这样，弯起钢筋既要抗剪又要抗弯，在布置时要加以综合研究。例如在本题中支座B左侧，钢筋②弯下来是为了抗剪，因此要求其起弯点距支座边缘不大于。同时钢筋②又是支座抵抗负弯矩的配筋，其充分利用点就是支座截面，这样从斜截面受弯承载力的角度来看，其起弯点距支座截面的距离不小于0.50h。在本题中这两个条件都能得到满足。但当这两个条件发生矛盾时，则应首先满足斜截面受弯承载力要求的前提下，单独另加斜筋，以满足受剪承载力要求。或多配一根支座负弯矩钢筋，而钢筋②单纯作抗剪之用。（3）钢筋②弯到支座A，从理论上只要满足水平锚固长度即可切断，但按工程上的习惯做法是将钢筋②弯起后直伸到梁端。