結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程設(shè)計計算書

1、一、 設(shè)計目的與要求(1) 掌握鋼筋混凝土簡支梁正截面和斜截面承載力的計算方法(2) 并熟悉內(nèi)力包絡(luò)圖和材料圖的繪制方法(3) 了解并熟悉現(xiàn)梁的有關(guān)構(gòu)造要求(4) 掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工圖的表達方式和制圖規(guī)定,進一步提高制圖的基本技能二、 設(shè)計題目裝配式鋼筋混凝土簡支梁設(shè)計三、 設(shè)計資料T型截面梁的尺寸如圖所示,梁體采用C25混凝土,主筋采用HRB400級鋼筋,箍筋采用R235級鋼筋。簡支梁計算跨徑L0=24M和均布荷載設(shè)計值=40KN/M?？缰薪孛妫篗dm=×q=×42×242=3024KN·M =0L/4截面：Mdl=×q=×48

2、×202=1800KN·M支點截面：Md0=0=qlb=504KN 四、 設(shè)計內(nèi)容(1) 確定縱向受拉鋼筋數(shù)量及腹筋設(shè)計。(2) 全梁承載能力圖校核。(3) 繪制梁截面配筋圖。(4) 計算書：要求計算準確,步驟完整,內(nèi)容清晰。五、 準備基本數(shù)據(jù)由查表得：C25混凝土抗壓強度設(shè)計值fcd=11.5MPa,軸心抗拉強度設(shè)計值ftd=1.23MPa?；炷翉椥阅Ａ縀c=2.80×104MPa。HRB400級鋼筋抗拉強度設(shè)計值fSd=330MPa, 抗壓強度設(shè)計值fSd=330MPa。R235級鋼筋抗拉強度設(shè)計值fSd=195MPa, 抗壓強度設(shè)計值fSd=195MPa。

3、六、 跨中正截面鋼筋設(shè)計1、 確定T型截面梁受壓翼板的有效寬度由圖所示的T型截面梁受壓翼板的寬度尺寸為其等效的平均厚度=110mm=L0=×24000=8000=1580mm(相臨兩主梁軸線間距離)=b+2bh+12=200+12×110=1520mm受壓翼板的有效高度為：=Min(,)=1520mm，繪制T型梁的計算截面如圖所示2、 鋼筋數(shù)量計算查附表得受壓高度界限系數(shù)b=0.56（1） 確定截面有效高度設(shè)as=120mm，則h0=h-as=1300-120=1180mm（2）判斷截面類型 fcd（h0-）=11.5×1520×110×（11

4、80-）=2163.15 KN<3024KN·M屬于第類T型梁截面 （3） 確定受壓區(qū)高度X由公式r0Md= fcd bx（h0-）+ fcd (-b)（h0-）得1.0×3024×106=11.5×200X×（1180-）+11.5×（1520-200）×110×（1180-）即：X2-2360X+9960652.174=0解得X=550.45 mm <bh0=0.56×1180=660.8 mm且X>=110mm（4） 求受拉鋼筋面積As 由公式fcd bx+ fcd (-b)=fS

5、dAs得 As=11.5×200×550.45+11.5×（1520-200）×110/330=8896.47 mm 2 選鋼筋832+428，截面面積As=8897 mm 2鋼筋布置如圖所示七、 跨中正截面承載力復(fù)核由于受拉鋼筋為832（6434 mm 2），fSd=330Mpa，428（2463 mm 2），fSd=330Mpa，查表得32的外徑為34.5 mm，28的外徑為30.5 mm，取保護層厚度為30mm，則as=6434×330×（30+2×34.5）+2463×330×（30+34.5&#

6、215;4+30.5）/6434×330+2463×330=126.5127 mm h0=h-as=1300-127=1173mm1、判斷截面類型fcd=11.5×1520×110=1922.8 KN·MfSdAs=330×8897=2936.01 KN·M由于fcd<fSdAs，故為第類截面2、求受壓區(qū)高度X 由公式fcd bx+ fcd (-b) =fSdAs得、 X= =330×8897-11.5×（1520-200）×110/11.5×200 =565.53 mm<

7、bh0=0.56×1180=660.8 mm（不是超筋梁） 取X=565.53 mm3、 正截面抗彎承載力驗算由公式r0Md= fcd bx（h0-）+ fcd (-b)（h0-）得Md=11.5×200×565.53×(1173-)+11.5×(1520-200)×110×(1173-) =3024.8 KN·M>3024KN·M=3.79%>=0.20%(不是少筋梁)4、 結(jié)論該梁為適筋梁，且正截面的抗彎承載力能夠滿足要求八、 腹筋設(shè)計1、 截面尺寸驗算根據(jù)構(gòu)造要求，梁最底層兩排鋼筋432

8、通過支座截面，其面積為：As=3217 mm 2>8897×20%=1779.4 mm 2支座截面有效高度h0=h-（30+34.5）=1236mm0.51×10 -3×bh0=0.51×10 -3××200×1236=630.36 KN> =qlb=504KN 可知截面尺寸符合要求2、 檢查是否需要根據(jù)計算配置箍筋跨中截面：0.51×10 -3×ftdbh0=0.51×10 -3×1.23×200×1173=144.28 KN支點截面：0.51

9、5;10 -3×ftdbh0=0.51×10 -3×1.23×200×1236=152.03 KN因為=0 <0.51×10 -3×ftdbh0< =qlb=504KN ,故可在跨中的某一長度范圍內(nèi)按構(gòu)造配置箍筋，其余區(qū)段應(yīng)按照計算配置腹筋。3、 計算分配剪力根據(jù)幾何關(guān)系在剪力包絡(luò)圖中確定出僅按構(gòu)造要求配置箍筋的區(qū)域長度為：L=×12000=3435 mm距中心線處的計算剪力，由剪力包絡(luò)圖按照幾個關(guān)系求得：=× =476.7KN其中應(yīng)由混凝土和箍筋共同承擔的計算剪力為：=br0取=0.6，則0

10、.6=286.02KN，應(yīng)該由彎起鋼筋（包括斜筋）承擔的計算剪力為：（1-）=0.4=109.68KN，應(yīng)設(shè)置彎起鋼筋的區(qū)段長度為4、 箍筋設(shè)計采用直徑為8mm的雙肢箍筋,箍筋截面面積=n=2×50.3=100.6 mm 2。按照公式=設(shè)計箍筋時，式中的縱筋配筋率及截面有效高度h0可按照支座截面和跨中截面的平均值取用，計算如下：跨中截面： h0=1173 mm支點截面： h0=1236 mm則取平均值分別為： mm箍筋間距計算為：=297.19 mm現(xiàn)取箍筋間距250 mm（滿足規(guī)范構(gòu)造要求）在支座中心線附近h=1300mm范圍內(nèi)，取箍筋的間距為100mm確定箍筋率：=>=0.

11、18%5、 彎起鋼筋及斜筋設(shè)計設(shè)焊接鋼筋骨架的架立鋼筋為22，鋼筋重心至受壓翼板上邊緣距離a=42mm，彎起鋼筋的彎起角度為45º，彎起鋼筋上方末端與架立鋼筋焊接，為了得到每對彎起鋼筋的分配剪力要根據(jù)各排彎起鋼筋的末端點應(yīng)該落在前一排彎起鋼筋的彎起點的構(gòu)造規(guī)定，來得到各排彎起鋼筋的彎起點計算位置，根據(jù)計算規(guī)定，簡支梁的第一排彎起鋼筋的末端彎折點位于支座中心截面處。由公式可以得 第一排彎起鋼筋所承擔的剪力190.68KN第一排彎起鋼筋所需截面面積=1089.5 mm2232鋼筋提供截面面積為1609 mm2>8=1089.5 mm2第一排彎起鋼筋彎起段的水平投影長度L1=1300

12、-(30+24+34.5/2)=1112.5 mm 第二排彎起鋼筋所承擔的=171.26KN第二排彎起鋼筋所需截面面積=978.6 mm2232鋼筋提供截面面積為1609 mm2>=978.6 mm2第二排彎起鋼筋彎起段的水平投影長度L2=1112.5-34.5=1078 mm 第三排彎起鋼承擔的剪力=125.98KN第三排彎起鋼筋所需截面面積=719.8 mm2228鋼筋提供截面面積為1232 mm2>=696.1 mm2第三排彎起鋼筋彎起段的水平投影長度L3=1078-34.5=1043.5 mm 第四排彎起鋼筋所承擔的剪力=82.2KN第四排彎起鋼筋所需截面面積=469.7

13、mm2228鋼筋提供截面面積為1232 mm2>=469.7 mm2第四排彎起鋼筋彎起段的水平投影長度L4=1043.5-34.5=1013 mm 第五排彎起鋼筋所承擔的剪力=39.6KN第五排彎起鋼筋所需截面面積=226.3 mm214鋼筋提供截面面積為308 mm 2>=226.3 mm2第五排彎起鋼筋彎起段的水平投影長度L5=1013-30.5=982.5 mm2現(xiàn)在根據(jù)已知主鋼筋情況彎起N1N5鋼筋，將計算的各排彎起鋼筋彎起點截面的水平投影長度Li,距離支座中心距離Xi，分配的剪力值，所需的彎起鋼筋面積鋼筋所提供的截面面積以及彎起鋼筋與梁軸交點到支座中心的距離列入下表中：滿

14、足抗剪強度要求的各排彎起鋼筋用量及位置計算表彎起點12345Li（mm）1112.510781043.51013982.5距離支座中心距離（mm）1112.52190.5323442475229.5分配的剪力值(KN)190.68171.26125.9882.239.6所需的彎起鋼筋面積（mm2）1089.5978.6719.8469.7226.3鋼筋所提供的截面面積（mm2）1609160912321232308彎起鋼筋與梁軸交點到支座中心的距離（mm）5561652271237414232由上表可見，各排彎起鋼筋用量均能滿足抗剪強度的要求，按照計算剪力布置彎起鋼筋如圖所示：6、 檢驗各排彎

15、起鋼筋的彎起點是否符合構(gòu)造要求 按照同時滿足梁跨間正截面和斜截面抗彎要求，確定彎起點的位置是否符合構(gòu)造要求，又已知的Mdm=2400KN·M，Md0=0按照二次拋物線繪制彎矩包絡(luò)圖如圖所示：各梁段的抵抗彎矩Mui可按照公式Mu求得：各梁段彎矩復(fù)核表梁區(qū)段縱筋h0（mm）Mui（mm）Xi（mm）Mdi（KN）支點中心1點43212361057.121200001點2點63212191585.8410887.5534.712點3點83212022114.249809.51003.253點4點832+22811872519.0887661410.304點5點832+42811722923.5977531761.715點6點832+428+21411643024.86770.52061.37彎起鋼筋彎起位置復(fù)核表彎起鋼筋序號彎起點符號彎起點距跨中距離X1鋼筋與梁中軸線交點距跨中距離X2充分利用