伸臂梁設計實例.ppt

1、例5-3 伸臂梁設計實例,本例綜合運用前述受彎構件承載力的計算和構造知識，對一簡支的鋼筋混凝土伸臂梁進行設計，使初學者對梁的設計全貌有較清楚的了解。在例題中，初步涉及到活荷載的布置及內力包絡圖的作法，為梁板結構設計打下基礎。,（一）設計條件 某支承在370mm厚磚墻上的鋼筋混凝土伸臂梁，其跨度l1=7.0m，伸臂長度l2=1.86m，由樓面?zhèn)鱽淼挠谰煤奢d標準值g1=28.6kN/m（未包括梁自重），活荷載標準值q1k=21.43kN/m，q2k=71.43kN/m（圖5-36）。采用強度等級C25混凝土，縱向受力鋼筋為HRB335，箍筋和構造鋼筋為HPB235。環(huán)境類別為一類。試設計該梁并繪制

2、配筋詳圖。,圖5-36 梁的跨度、支承條件及荷載,設計思路：,1截面尺寸選擇,2荷載計算,3. 計算梁的內力和內力圖（或內力包絡圖）,4. 配筋計算,縱筋計算縱筋選擇,箍筋或彎筋計算箍筋選擇,5. 進行鋼筋布置和作材料圖,6. 繪梁的配筋圖,（二）梁的內力和內力圖 1截面尺寸選擇 取高跨比h/l=1/10，則h=700mm；按高寬比的一般規(guī)定，取b=250mm,h/b=2.8。初選h0=h-as=700-60=640mm（按兩排布置縱筋）。 2荷載計算 梁自重標準值（包括梁側15mm厚粉刷重）：,則梁的恒荷載設計值:,當考慮懸臂段恒載對AB跨正彎矩有利時，取G=1.0，則此時梁的恒荷載設計值:

3、,梁的活荷載設計值:,3.梁的內力和內力包羅圖,圖5-37 梁上各種荷載作用,內力包絡圖：它表示在各種荷載作用下，構件各截面內力設計值的上下限。按內力包絡圖進行梁的設計可保證構件在各種荷載作用下的安全性。,圖5-38 梁的內力圖和內力包絡圖,（三）配筋計算 1已知條件 混凝土強度等級C25，1=1，fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2；HRB335鋼筋，fy=300N/mm2，b=0.550；HPB235鋼箍，fyv=210N/mm2。 2截面尺寸驗算 沿梁全長的剪力設計值的最大值在B支座左邊緣，Vmax=266.65kN。 hw/b=640/250=2.564，屬一般梁。,故截

4、面尺寸滿足要求。,3縱筋計算：一般采用單筋截面 （1）跨中截面(M=394.87kN.m)：,選用4 25+2 20，As=2592mm2。 （2）支座截面（M=242.17kN） 本梁支座彎矩較?。ㄊ强缰袕澗氐?1%），可取單排鋼筋，令as=40mm，則h0=700-40=660mm。,選用2 20+2 22，As=1390mm2。,選擇支座鋼筋和跨中鋼筋時，應考慮鋼筋規(guī)格的協(xié)調即跨中縱向鋼筋的彎起問題?，F(xiàn)在我們選擇將2 20彎起（若支座截面選用2 25+2 16，As=1384mm2，則考慮2 25的彎起)。,按同樣的計算步驟，可得:,4腹筋計算（剪力取控制截面） 各支座邊緣的剪力設計值已

5、示于圖5-37。 （1）可否按構造配箍,需按計算配箍。 （2）箍筋計算 方案一：僅考慮箍筋抗剪，并沿梁全長配同一規(guī)格箍筋，則V=266.65kN,圖5-38 梁的內力圖和內力包絡圖,選用雙肢箍（n=2）8(Asv1=50.3mm2)有,實選8130，滿足計算要求。全梁按此直徑和間距配置箍筋。,方案二：配置箍筋和彎起鋼筋共同抗剪。在AB段內配置箍筋和彎起鋼筋，彎起鋼筋參與抗剪并抵抗B支座負彎矩；BC段仍配雙肢箍。計算過程列表進行（表5-6）,表5-6 腹筋計算表,（四）進行鋼筋布置和作材料圖（圖5-39） 縱筋的彎起和截斷位置由材料圖確定，故需按比例設計繪制彎矩圖和材料圖。A支座按計算可以不配彎

6、鋼筋，本例中仍將號鋼筋在A支座處彎起。,2確定各縱筋承擔的彎矩 跨中鋼筋4 25+2 20，由抗剪計算可知需彎起2 20，故可將跨中鋼筋分為兩種： 4 25伸入支座， 2 20彎起；按它們的面積比例將正彎矩包絡圖用虛線分為兩部分，每一部分就是相應鋼筋可承擔的彎矩，虛線與包絡圖的交點就是鋼筋強度的充分利用截面或不需要截面。,圖5-39伸臂梁配筋圖,支座負彎矩鋼筋2 20+2 22，其中2 20利用跨中的彎起鋼筋抵抗部分負彎矩，2 22抵抗其余的負彎矩，編號為，兩部分鋼筋也按其面積比例將負彎矩包絡圖用虛線分成兩部分。 在排列鋼筋時，應將伸入支座的跨中鋼筋、最后截斷的負彎矩鋼筋（或不截斷的負彎矩鋼筋

7、）排在相應彎矩包絡圖內的最長區(qū)段內，然后再排列彎起點離支座距離最近（負彎矩鋼筋為最遠）的彎矩鋼筋、離支座較遠截面截斷的負彎矩鋼筋。,圖5-39 伸臂梁配筋圖,3確定彎起鋼筋的彎起位置 由抗剪計算確定的彎起鋼筋位置作材料圖。顯然，號筋的材料全部覆蓋相應彎矩圖，且彎起點離它的強度充分利用截面的距離都大于h0/2。故它滿足抗剪、正截面抗彎、斜截面抗彎的三項要求。 若不需要彎起鋼筋抗剪而僅需要彎起鋼筋后抵抗負彎矩時，只需滿足后兩項要求（材料圖覆蓋彎矩圖、彎起點離開其鋼筋充分利用截面距離h0/2）。,4確定縱筋截斷位置 號筋的理論截斷位置就是按正截面受彎承載力計算不需要該鋼筋的截面（圖中D處），從該處向

8、外的延伸長度應不小于20d=400mm，且不小于1.3h0=1.3660mm=858mm；同時，從該鋼筋強度充分利用截面（圖中C處）和延伸長度應不小于1.2la+1.7h0=1.2661+1.7660=1915mm。根據材料圖，可知其實際截斷位置由尺寸1620mm控制。 號筋的理論截斷點是圖中的E和F，其中20d=440mm；1.2la+h0=1.2728+660=1534mm。根據材料圖，該筋的左端截斷位置由1534mm控制。,（五）繪梁的配筋圖 梁的配筋圖包括縱斷面圖、橫斷面圖及單根鋼筋圖（對簡單配筋，可只畫縱斷面圖或橫斷面圖）?？v斷面圖表示各鋼筋沿梁長方向的布置情形，橫斷面圖表示鋼筋在同

9、一截面內的位置。 1按比例畫出梁的縱斷面和橫斷面。 縱、橫斷面可用不同比例；當梁的縱橫向斷面尺寸相差懸殊時，在同一縱斷面圖中，縱橫向可選用不同比例。 2畫出每種規(guī)格鋼筋在縱、橫斷面上的位置并進行編號（鋼筋的直徑、強度、外形尺寸完全相同時，用同一編號）。,（2）彎起鋼筋2 20根據作材料圖后確定的位置，在A支座附近彎上后錨固于受壓區(qū)，應使其水平長度10d=1020=200mm，實際取370-30+50=390mm，在B支座左側彎起后，穿過支座伸至其端部后下彎20d。該鋼筋斜彎段的水平投影長度=700-252=650mm（彎起角度=450 ，該長度即為梁高減去兩倍混凝土保護層厚度）則筋的各段長度和

10、總長度即可確定。,（3）負彎矩鋼筋2 22左端按實際的截斷位置截斷延伸至正截面受彎承載力計算不需要該鋼筋的截面之外850mm，大于1.3h0。同時，從該鋼筋強度充分利用截面延伸的長度為1925mm，大于1.2la+h0。右端向下彎折20d=440mm。該筋同時兼作梁的架立鋼筋。,4）AB跨內的架立鋼筋可選212，左端伸入支座內370-25=345mm處，右端與筋搭接，搭接長度可取150mm（非受力搭接）。該鋼筋編號，其水平長度=345+（7000+-370）（250+1925）+150=4950mm。,伸臂下部的架立鋼筋可同樣選212，在支座B內與筋搭接150mm，其水平長度=1860+185-150-25=1870mm，鋼筋編號為。 （5）箍筋編號為，在縱斷面圖上標出不同間距的范圍。 3為方便施工，繪出單根鋼筋圖（或作鋼筋表）。 詳見例圖6-38。,4圖紙說明 簡單說明梁所采用的混