混凝土结构设计原理-12m钢筋混凝土简支梁设计
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钢筋混凝土简支梁设计任务书
题目: 12 m 钢筋混凝土简支梁设计
1. 设计资料
某钢筋混凝土简支梁,构件处于正常坏境(环境类别为一类),安全等级为二级,试设计该梁并绘制其配筋详图。 每位同学的跨度取值为:根据学号尾数在11m~20m 之间选取。 (如:学号尾数为7的同学,其选用跨度为17m )
其他条件及要求:
① 材料:采用C30混凝土,纵筋采用HRB335钢筋;箍筋采用HPB300钢筋。
② 荷载:活载标准值30/k q kN m =,恒载仅考虑自重,其标准值按照325/kN m 的容重进行计算。
③ 截面尺寸:取翼缘宽度'
1000f b mm =,(跨度13m 以下取700mm )
其他尺寸根据荷载大小自行拟定。
2.设计内容
1.拟定梁的截面尺寸。
2.进行内力(M 、V )计算,作内力图。 (梁端伸缩缝取6cm,
支座宽度取40cm)
3.正截面承载力计算,选配纵向受力钢筋并复核。
4.腹筋设计,要求必须设置不少于两批弯起钢筋。
5.斜截面抗剪、正截面抗弯和斜截面抗弯承载力的复核,
必要时对腹筋进行修改或调整。
6.作配筋图,并列出钢筋统计表。
3.设计要求
1.完成计算书一套,计算书应包含设计任务书,设计计算过程。
2.绘制梁的配筋图及抵抗弯矩图一张A4,比例适当。
3.计算书统一采用A4白纸纸张,字迹工整,符号书写正确,计算应有必要的数据及计算过程;绘图图纸布局合理,线条清晰,线型适当。
4.时间:8月21号20:00之前上交。
设计书内容
一、已知条件
混凝土强度等级C30:1 1.0α= 214.3/c f N mm = 21.43/t f N mm = HRB335级钢筋: 0.550b ξ= ƒy =ƒy ’=300N/mm 2
HPB300级钢筋:2270/yv f N mm =
30/k q kN m =, 容重325/kN m (梁端伸缩缝取6cm,支座宽度取40cm)
二、截面尺寸拟定
'
f b =700mm ,'
f h =250mm 。
12l m =,00.5(20.0620.4)0.4611.54l l m m l m m =-⨯⨯-⨯=-=,设高跨比0115
h l =, 净距10.520.0620.40.8611.14l l m m l m m =-⨯⨯-⨯=-=
所以h =750mm 。 设 3.4h b =,所以b=220mm 。 60s mm α=,075060690s h h mm α=-=-=。
'
0690250440w f h h h mm =-=-=
三、内力计算(内力图绘制见附页)
k g =25×(0.7×0.25+0.22×(0.75-0.25))=7.125kN/m
按永久荷载控制考虑:
取永久荷载分项系数G γ=1.35,可变荷载分项系数Q γ=1.4,此时0.7G k Q k g q γγ+=39.02KN/M;
取永久荷载分项系数G γ=1.2,可变荷载分项系数Q γ=1.4,此时G k Q k g q γγ+=50.55KN/M
取较大值则
支座截面剪力
11()2
G k Q k V g q l γγ=+=0.5⨯39.02N ⨯11.14=281.564kN 跨中截面弯矩
200()d G Gk Q Qk M M M l γγγ=+
=1.0×50.55⨯211.54=841.478kN/m
四、正截面承载力计算
配筋 最小配筋率min 1.43max{0.45,0.2%} 2.145%300ρ=⨯
= 10250() 1.014.3700250(690)22f
c f f h f b h h '''-=⨯⨯⨯⨯-
α 6601413.91210mm 841.47810mm d N M N γ=⨯⋅>=⨯⋅
属于第一类T 形截面。
00()2
d cd f x M f b x h γ'=-=6841.47810mm N ⨯⋅ 6
'
2210841.478100.1771.014.3700690s c f M f b h ⨯α===α⨯⨯⨯
10.196ξ==
0b 0x h 0.196690mm 135.047mm h 379.5mm ξξ=⨯=⨯=<⨯=
故该梁不超筋。
所以
214.3700135.0474506300
c f s y f b x
A mm f '⨯⨯=== 采用412436ФФ+(245240724524s A mm =+=)
正截面抗弯复核
配筋率
min 04524 2.58%0.450.215%220690s td sd
A f bh f ρρ===>==⨯ 配筋率满足要求。
因为 33250310135710c f f y s f b h N f A N ''=⨯>=⨯
所以 可以按宽度'
f b 来计算受压区高度:
3004524135.58425014.3700
y s f c f f A x mm h mm f b ⨯'===<='⨯
所以正截面抗弯承载力
0135.584()14.3700135.584(690)22
u c f x M f b x h '=-=⨯⨯⨯- 66844.46010841.47810d N mm M N mm =⨯⋅>=⨯⋅
正截面承载力满足要求。
五、腹筋设计
(1)设计截面检验:
max V = 281.564kN 。
w h /b 440mm /220mm 24==<属于一般梁。
c 00.25b h c f ⨯⨯⨯⨯=β2max 0.2514.3N /mm 220mm 690mm 542.685kN V ⨯⨯⨯=>
故截面尺寸满足要求。
2c t 0V 0.7b h 0.71.43N /mm 220mm 690mm 151.518kN 281.564kN f =⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=< 故应按计算配置腹筋。
(2)腹筋设计:
由以上计算得知剪力设计值1V =281.564 KN