鋼筋混凝土伸臂梁課程設(shè)計 第21頁鋼筋混凝土伸臂梁設(shè)計姓 名：XXX學(xué) 號：XXX班 級：XXX指導(dǎo)老師：XXX設(shè)計時間：XXX目 錄1、鋼筋混凝土伸臂梁設(shè)計任務(wù)書12、設(shè)計資料33、內(nèi)力計算43.1設(shè)計荷載值43.2組合工況42.3 包絡(luò)圖64、正截面承載力計算74.1 確定簡支跨控制截面位置74.2 配筋計算75、斜截面承載力計算105.1 截面尺寸復(fù)核105.2 箍筋最小配筋率105.3 腹筋設(shè)計106、驗算梁的正常使用極限狀態(tài)126.1 梁的撓度驗算146.1.1 撓度限值146.1.2 剛度146.1.3 撓度176.2 梁的裂縫寬度驗算177、繪制梁的抵抗彎矩圖197.1 按比例畫出彎矩包絡(luò)圖197.2 確定各縱筋及彎起鋼筋207.3 確定彎起鋼筋的彎起位置207.4 確定縱筋的截斷位置201、鋼筋混凝土伸臂梁設(shè)計任務(wù)書（編寫：潘家鼎 2013.10.26）1、 設(shè)計題目：某鋼筋混凝土伸臂梁設(shè)計2、 基本要求本設(shè)計為鋼筋混凝土矩形截面伸臂梁設(shè)計。學(xué)生應(yīng)在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，在規(guī)定的時間內(nèi)，綜合應(yīng)用所學(xué)理論和專業(yè)知識，貫徹理論聯(lián)系實際的原則，獨(dú)立、認(rèn)真地完成所給鋼筋混凝土矩形截面伸臂梁的設(shè)計。3、 設(shè)計資料某支承在370mm厚磚墻上的鋼筋混凝土伸臂梁，如圖1所示。圖1 梁的跨度、支撐及荷載圖中：l1梁的簡支跨計算跨度； l2梁的外伸跨計算跨度； q1k簡支跨活荷載標(biāo)準(zhǔn)值； q2k外伸跨活荷載標(biāo)準(zhǔn)值； gk=g1k+g2k梁的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值。 g1k梁上及樓面?zhèn)鱽淼牧旱挠谰煤奢d標(biāo)準(zhǔn)值（未包括梁自重）。 g2k梁的自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值。該構(gòu)件處于正常壞境（環(huán)境類別為一類），安全等級為二級，梁上承受的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值（未包括梁自重）gk1=21kN/m。設(shè)計中建議采用HRB500級別的縱向受力鋼筋，HPB300級別的箍筋，梁的混凝土和截面尺寸可按題目分配表采用。4、 設(shè)計內(nèi)容1 根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的有關(guān)規(guī)定，計算梁的內(nèi)力（M、V），并作出梁的內(nèi)力圖及內(nèi)力包絡(luò)圖。2 進(jìn)行梁的正截面抗彎承載力計算，并選配縱向受力鋼筋。3 進(jìn)行梁的斜截面抗剪承載力計算，選配箍筋和彎起鋼筋。4 作梁的材料抵抗彎矩圖（作為配筋圖的一部分），并根據(jù)此圖確定梁的縱向受力鋼筋的彎起與截斷位置。5 根據(jù)有關(guān)正常使用要求，進(jìn)行梁的裂縫寬度及撓度驗算；6 根據(jù)梁的有關(guān)構(gòu)造要求，作梁的配筋詳圖，并列出鋼筋統(tǒng)計表。梁的配筋注意滿足混規(guī)9.2.1、9.2.2、9.2.3、9.2.4、9.2.6、9.2.7、9.2.8、9.2.9和9.2.10等條款的要求。5、 設(shè)計要求1 完成設(shè)計計算書一冊，計算書應(yīng)包含設(shè)計任務(wù)書，設(shè)計計算過程。計算書統(tǒng)一采用A4白紙紙張打印，要求內(nèi)容完整，計算結(jié)果正確，敘述簡潔，字跡清楚，圖文并茂，并有必要的計算過程。2 繪制3圖幅的梁抵抗彎矩圖和配筋圖一張，比例自擬。圖紙應(yīng)內(nèi)容齊全，尺寸無誤，標(biāo)注規(guī)范，字跡工整，布局合理，線條清晰，線型適當(dāng)。3 完成時間：17周周五之前上交。6、 參考文獻(xiàn)：1 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB5006820012 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB5001020103 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理教材注：相比所學(xué)教材的規(guī)范版本，本設(shè)計所采用的主要規(guī)范（見上，請各位同學(xué)到網(wǎng)上下載電子版規(guī)范）為規(guī)范的新版本，設(shè)計中應(yīng)注意在材料等級、計算公式、構(gòu)造要求等方面均有一定的差別。7、 題目分組本設(shè)計按梁的幾何尺寸、荷載大小和材料強(qiáng)度等參數(shù)進(jìn)行分組，每位同學(xué)根據(jù)自己在教學(xué)班的序號，采用相應(yīng)號碼的題號及設(shè)計參數(shù)設(shè)計：注：指導(dǎo)教師可根據(jù)需要，調(diào)整各題號的設(shè)計參數(shù)。查表得設(shè)計參數(shù)如下：序號可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值簡支跨度懸臂跨度截面尺寸混凝土等級q1k(kN/m)q2k(kN/m)l1(m)l2(m)bxh(mmmm)74456062300650C352、 設(shè)計資料某支承在370mm厚磚墻上的鋼筋混凝土伸臂梁，如圖1所示。圖1 梁的跨度、支撐及荷載圖中：l1梁的簡支跨計算跨度6m； l2梁的外伸跨計算跨度2m； q1k簡支跨活荷載標(biāo)準(zhǔn)值45kN/m； q2k外伸跨活荷載標(biāo)準(zhǔn)值60kN/m； gk=g1k+g2k梁的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值。 g1k梁上及樓面?zhèn)鱽淼牧旱挠谰煤奢d標(biāo)準(zhǔn)值（未包括梁自重）。 g2k梁的自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值。該構(gòu)件處于正常壞境（環(huán)境類別為一類），安全等級為二級，梁上承受的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值（未包括梁自重）gk1=21kN/m。采用HRB500級別的縱向受力鋼筋，HPB300級別的箍筋，梁的混凝土為C35，截面尺寸為300650mm。3、內(nèi)力計算3.1設(shè)計荷載值梁的自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值：g2k=0.30.6525=4.875kN/m 梁的自重荷載設(shè)計值：g2=1.24.875=5.85kN/m梁的永久荷設(shè)計值： g=1.221+5.85=31.05kN/m簡支梁跨中活荷載： q1=1.445=63kN/m外伸跨活荷載設(shè)計值：q2=1.460=84kN/m由于懸臂部分的荷載對跨中彎矩的作用是有利的，出于安全的考慮，在計算跨中最大彎矩時，對懸臂部分的梁的永久荷載設(shè)計值?。?g=1.04.875+1.021=25.875kN/m3.2組合工況 荷載效應(yīng)計算時，應(yīng)注意伸臂端上的荷載對跨中正彎矩是有利的，故永久荷載（恒載）設(shè)計值作用于梁上的位置雖然是固定的，均為滿跨布置，但應(yīng)區(qū)分下列三種情況： 恒載作用情況之一(如圖下圖)：簡支跨和外伸跨均作用最大值。 圖2.2.1 恒載作用情況之二(如圖下圖)：簡支跨作用最大值，外伸跨作用最小值。圖2.2.2 恒載作用情況之三(如圖下圖)：簡支跨作用最小值，外伸跨作用最大值。圖2.2.3可變荷載（活載）設(shè)計值q1、q2的作用位置有三種情況：活載作用位置之一(如圖下圖)：簡支跨作用活載q1，外伸跨無活載。圖2.2.4 活載作用位置之二(如圖下圖)：簡支跨無活載，外伸跨作用活載q2。圖2.2.5 活載作用位置之三(如圖下圖)：簡支跨作用活載q1，外伸跨作用活載q2。圖2.2.6 求簡支跨（AB跨）跨中最大正彎矩按+組合，求簡支跨（AB跨）跨中最小正彎矩按+組合，求支座B的最大負(fù)彎矩按+組合，求支座A的最大剪力按+組合，求支座B的最大剪力按+組合，按以上組合情況繪制內(nèi)力圖及內(nèi)力包絡(luò)圖。+組合： 圖2.2.7：+組合彎矩圖 圖2.2.8：+組合剪力圖+組合: 圖2.2.9：+組合彎矩圖 圖2.2.10：+組合剪力圖 +組合： 圖2.2.11：+組合彎矩圖 圖2.2.12：+組合剪力圖2.3 包絡(luò)圖由2.2對內(nèi)力的計算得到彎矩和剪力的包絡(luò)圖如下 圖2.3.1：彎矩包絡(luò)圖 圖2.3.2：剪力包絡(luò)圖4、正截面承載力計算 4.1 確定簡支跨控制截面位置從工程經(jīng)驗上可知，跨中最大彎矩處距離簡支跨跨中距離很小，取簡支跨中位置為簡支跨控制截面位置。4.2 配筋計算（1）AB跨中截面基本數(shù)據(jù)：截面尺寸為，混凝土強(qiáng)度等級為C35，環(huán)境類別為一類，?？v向鋼筋為HRB500級別，。 設(shè)計彎矩 按相關(guān)規(guī)范當(dāng)混凝土等級大于C25，環(huán)境類別為一類時混凝土保護(hù)層厚度為20mm，本設(shè)計取為c=25mm，預(yù)選縱向受拉鋼筋直徑為22，布置成一排。則。計算縱向受拉鋼筋面積： 驗算使用條件： 通過上述計算，選配5D22鋼筋.，單排布置，As=1900mm2截面復(fù)核：箍筋預(yù)選A8，則 （非超筋梁） （非少筋梁）（2）B支座截面 基本數(shù)據(jù)：截面尺寸為，混凝土強(qiáng)度等級為C35，環(huán)境類別為一類，。縱向鋼筋為HRB500級別，。 設(shè)計彎矩 按相關(guān)規(guī)范當(dāng)混凝土等級大于C25，環(huán)境類別為一類時混凝土保護(hù)層厚度為20mm，本設(shè)計取為c=25mm，預(yù)選縱向受拉鋼筋直徑為22，布置成一排。則。計算縱向受拉鋼筋面積： 驗算使用條件： 通過上述計算，選配3D22鋼筋.，單排布置，As=1140mm2 截面復(fù)核：箍筋預(yù)選 A8 ，則 （非超筋梁）（非少筋梁）5、斜截面承載力計算5.1 截面尺寸復(fù)核 當(dāng)h/b 4時，應(yīng)滿足V0.25cfcbh0 。否則，可酌情増大截面尺寸或提高混凝土強(qiáng)度等級。 ，滿足要求5.2 箍筋最小配筋率 ，需要按計算配箍筋。5.3 腹筋設(shè)計 查規(guī)范，當(dāng)500h800時， 選用雙肢A8200mm箍筋， （可以） 支座邊緣最大剪力 彎起一根D22， 取第一根彎起鋼筋彎終點到支座邊緣的距離為。由于支座截面存在抵抗負(fù)彎矩的縱筋，因此彎至第二排，則第一根彎起鋼筋起彎點處的剪力最大值為因此以上的彎起方式可行。6、驗算梁的正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)下，使用準(zhǔn)永久組合計算裂縫和撓度。 （1）恒載作用情況：簡支跨和外伸跨均梁的永久荷設(shè)計值：21+4.875=25.875kN/m。 圖5.1： 恒載圖示 圖5.2 ：恒載作用下彎矩圖（2） 活載作用位置之一：簡支跨作用活載q1k45kN/m，外伸跨無活載。 圖5.3： 活載q1k作用 圖5.4： 活載q1k作用彎矩圖（3） 活載作用位置之一：外伸跨作用活載q2k60kN/m，簡支跨無活載。 圖5.5： 活載q2k作用 圖5.6： 活載q2k作用彎矩圖取準(zhǔn)永久組合系數(shù)為=0.4。 （1）簡支跨跨中下?lián)系淖畈焕闆r為圖5.1+圖5.3：簡支跨跨中最大彎矩為： （2）外伸跨C端上撓最不利情況為圖5.1+圖5.3：B支座最大彎矩為：簡支跨跨中最大彎矩為： （3）外伸跨C端下?lián)系淖畈焕闆r為圖5.1+圖5.5：B支座最大彎矩為：簡支跨跨中最大彎矩為：6.1 梁的撓度驗算6.1.1 撓度限值 規(guī)范規(guī)定，當(dāng)構(gòu)件計算跨度。計算懸臂構(gòu)件撓度極限值時，計算跨度按實際懸臂長度的2倍取用。 簡支跨跨中撓度極限值C端的撓度極限值6.1.2 剛度 （1）簡支跨剛度 查規(guī)范，則情況一圖5.1+圖5.3組合： 梁的短期剛度Bs1：撓度增大系數(shù) ，梁的剛度情況二圖5.1+圖5.5組合： 梁的短期剛度Bs2：撓度增大系數(shù) ，梁的剛度（2）外伸跨剛度外伸跨C端上撓 梁的短期剛度Bs3： 撓度增大系數(shù) ，梁的剛度 外伸跨C端下?lián)?梁的短期剛度Bs4： 撓度增大系數(shù) ，梁的剛度6.1.3 撓度 （1）簡支跨跨中撓度 （2）外伸跨C端向上撓度 （3）外伸跨C端向下?lián)隙?6.2 梁的裂縫寬度驗算對于一類環(huán)境，三級裂縫控制等級， (1)簡支跨最大裂縫寬度 ，, (2)外伸跨最大裂縫寬度 7、繪制梁的配筋圖7.1 按比例畫出彎矩包絡(luò)圖(1) AB跨中承載能力 (2) B支座處承載能力7.2 確定各縱筋及彎起鋼筋跨中截面下邊緣為522，由抗剪計算可知需彎起122，故可以將跨中鋼筋分為三種： 222全長布置（充當(dāng)架立鋼筋），122在B支座截面彎起，222在A支座右側(cè)彎起，在B支座處截斷。按它們的面積比例將正彎矩包絡(luò)圖用虛線分為三部分，每一部分就是相應(yīng)鋼筋可承擔(dān)的彎矩，虛線與包絡(luò)圖的交點就是鋼筋強(qiáng)度的充分利用截面或不需要截面。支座截面上邊緣為322分為兩種，其中122在理論截斷點處截斷，為222全長布置（充當(dāng)架立鋼筋）。7.3 確定彎起鋼筋的彎起位置規(guī)范規(guī)定：彎起鋼筋的彎起位置至少要超過其充分利用點0.5，經(jīng)過檢驗符合要求。彎起批次鋼筋1根22起彎點距B支座邊緣565mm,鋼筋彎起的位置見上圖。7.4 確定縱筋的截斷位置批次122鋼筋可以考慮在簡直跨內(nèi)截斷。 規(guī)范規(guī)定：當(dāng)時，截斷鋼筋要延伸至理論斷點以外至少且不小于20d，且應(yīng)該從該鋼筋充分利用點伸出長度（其中為縱向受力鋼筋的錨固長度）。(1) 即鋼筋從理論斷點處保留至少606mm長度。(2)