钢筋混凝土外伸梁设计
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型钢混凝土梁设计一.设计规范钢骨混凝土结构技术规程---YB 9082-2006钢结构设计规范---GB50017-2003高层建筑钢—混凝土混合结构设计规程---CECS230-2008高层建筑混凝土结构技术规程---JGJ3-2010二.构件的截面1.钢骨含钢率的要求2.钢骨的混凝土保护层厚度3.钢骨板件厚度及宽厚比限值4.梁上开洞的要求以上内容可见:《高层建筑钢—混凝土混合结构设计规程》第6.3.1条和6.3.2条;《钢骨混凝土结构技术规程》第6.1.3条和6.1.4条《高层建筑混凝土结构技术规程---JGJ3-2010》第11.4.1条和11.4.2-5 两者规定不同之处:对三级抗震结构含钢率要求,前者为不小于4%,后者为不小于2%。
三.构件设计(略)四.配筋构造1.受力纵向钢筋的最小直径(Ф16)及受拉纵筋最小配筋率(0.2%)2.受拉受压侧钢筋配置均不宜超过两排,尽量避免穿过柱中钢骨翼缘3.箍筋:最小面积配箍率、直径和间距、加密区长度4.受力纵筋的水平间距和竖向间距以上内容可见:《高层建筑钢—混凝土混合结构设计规程》第6.3.9条;《钢骨混凝土结构技术规程》第6.1.6条;《高层建筑混凝土结构技术规程---JGJ3-2010》第11.4.2条之1,2,3款和11.4.3条。
五.栓钉1.栓钉设置的位置和形式2.栓钉直径和间距3.栓钉的混凝土保护层厚度以上内容可见:《高层建筑钢—混凝土混合结构设计规程》第6.3.3条之5款。
六.设计需注意的问题1.混凝土梁截面由于钢骨混凝土保护层厚150,截面宽度至少(Wf+300)。
2.钢骨截面综合考虑含钢率,板厚及宽厚比要求。
一般可先由混凝土梁截面预留保护层厚度得到钢骨翼缘宽度和腹板高度,再由相应抗震等级的最小含钢率求得钢骨截面面积,假设板件厚度相同,得到板件厚度,验算宽厚比,若满足,则适当加大翼缘板厚度,或者选择满足条件的轧制型型钢构件。
另外,还需注意两翼缘间的距离需300,如右图所示3.钢骨混凝土梁在PKPM计算中,未计算梁的剪扭,需复核;在计算次梁处附加箍筋或吊筋时未考虑钢骨的作用。
1.梁加腋处主筋绕过型钢柱当混凝土梁为加腋梁时,上下排钢筋的最外两侧钢筋可按照1∶6比例,弯折后从外侧绕过型钢柱;中部的构造筋伸至型钢柱边弯锚。
2.梁的角筋穿过型钢柱的腹板当主梁位于型钢柱中部时,根据设计要求,两个方向梁4根主筋在遇到型钢柱时,型钢柱腹板开孔(图1)。
3.梁面主筋遇型钢柱翼缘板处的连接型钢混凝土梁上下排钢筋的中间2~4根钢筋既不能绕过型钢柱,也没有足够空间穿过型钢柱腹板,因此梁上排钢筋采用与型钢柱钢托座焊接,焊接长度满足规范要求。
由于部分梁梁面钢筋有两排,因而钢托座面标高相对降低80mm ,在托座位置处另增设条形钢垫板焊接,使梁的上下排筋均有相对焊接位置,避免梁面一、二排钢筋焊接冲突(图2)。
钢骨混凝土结构梁柱节点深化设计方法●经验交流□韩伟蔡宝图1梁角筋穿腹板示意角筋穿腹板焊接于托座焊接于托座角筋穿腹板图2梁面主筋遇型钢柱翼缘板处的连接示意焊接于托座垫块上焊接于托座上钢骨混凝土组合深化设计主要为定位梁、柱交接处各部分的位置关系,以及梁柱钢筋的位置,并设计梁柱钢筋穿过型钢或者与型钢相连接的相关构造,使现场梁柱的型钢、钢筋实际施工满足设计和规范规定。
16图3梁底主筋遇型钢柱翼缘板处的连接用套筒连接焊接于托座上图4柱箍筋在节点处连接示意钢板条两端焊接于托座腹板4.梁底主筋遇型钢柱翼缘板处的连接梁底主筋如与梁面相同做法,需在封梁侧模前先进行焊接工作,工序搭接要求高,施工过程中较为繁琐,为此可采取梁下排钢筋机械连接的方法。
经分析滚轧直螺纹套筒与型钢柱具有可焊性,做相应试验检测,试验结果表明直螺纹套筒与型钢焊接处的强度大于钢筋强度,证明以直螺纹套筒作为型钢与钢筋连接是可行的。
梁中部下排钢筋连接可采用焊接或冷挤压套筒(须做相应试验检测)连接(图3)。
5.部分斜梁遇型钢柱的连接斜梁部分可根据其位置和角度来确定相应做法。
梁外侧纵筋可绕柱型钢通过,满足其锚固长度;梁偏外侧中部的纵筋如遇柱型钢腹板断开,双面焊于型钢柱加劲板上5d ;梁中部纵筋可双面焊于钢托座上5d ,因此斜梁局部托座或连接板需加长。
钢筋混凝土伸臂梁设计任务书一、设计题目:某钢筋混凝土伸臂梁设计二、基本要求本设计为钢筋混凝土矩形截面伸臂梁设计。
学生应在指导教师的指导下,在规定的时间内,综合应用所学理论和专业知识,贯彻理论联系实际的原则,独立、认真地完成所给钢筋混凝土矩形截面伸臂梁的设计。
三、设计资料某支承在370mm厚砖墙上的钢筋混凝土伸臂梁,如图1所示。
k、2k185图1 梁的跨度、支撑及荷载图中:l1——梁的简支跨计算跨度;l2——梁的外伸跨计算跨度;q1k——简支跨活荷载标准值;q2k——外伸跨活荷载标准值;g k=g1k+g2k——梁的永久荷载标准值。
g1k——梁上及楼面传来的梁的永久荷载标准值(未包括梁自重)。
g2k——梁的自重荷载标准值。
该构件处于正常坏境(环境类别为一类),安全等级为二级,梁上承受的永久荷载标准值(未包括梁自重)g k1=21kN/m。
设计中建议采用HRB500级别的纵向受力钢筋,HPB300级别的箍筋,梁的混凝土和截面尺寸可按题目分配表采用。
四、设计内容1.根据结构设计方法的有关规定,计算梁的内力(M、V),并作出梁的内力图及内力包络图。
2.进行梁的正截面抗弯承载力计算,并选配纵向受力钢筋。
3.进行梁的斜截面抗剪承载力计算,选配箍筋和弯起钢筋。
4.作梁的材料抵抗弯矩图(作为配筋图的一部分),并根据此图确定梁的纵向受力钢筋的弯起与截断位置。
5.根据有关正常使用要求,进行梁的裂缝宽度及挠度验算;6.根据梁的有关构造要求,作梁的配筋详图,并列出钢筋统计表。
梁的配筋注意满足《混规》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等条款的要求。
五、设计要求1.完成设计计算书一册,计算书应包含设计任务书,设计计算过程。
计算书统一采用A4白纸纸张打印,要求内容完整,计算结果正确,叙述简洁,字迹清楚,图文并茂,并有必要的计算过程。
2.绘制3#图幅的梁抵抗弯矩图和配筋图一张,比例自拟。
二钢筋混凝土梁板的配筋构造3.1 受弯构件的构造要求(1)梁的一般构造钢筋混凝土梁的常用截面有矩形、T形、工形和花篮形等形式,如图图3.25梁的截面形式受弯构件在外荷载作用下,截面上将同时承受弯矩M和剪力y的作用。
在弯矩较大的区段可能发生沿横截面的(称为正截面)受弯破坏,在剪力较大的区段可能发生沿斜截面的受剪破坏,当受力钢筋过早切断、弯起或锚固不满足要求时,还可能发生沿斜截面的受弯破坏。
一、梁和板的一般构造规定(一)梁的配筋构造1)梁的截面尺寸梁的截面高度h与梁的跨度l及所受荷载大小有关。
一般情况下,独立简支梁,其截面高度h与其跨度l的比值(称为高跨比) h/l=1/12—1/8 ;独立的悬臂梁h/l为1/6左右;多跨连续梁h/l=1/18—1/12 。
梁的截面宽度b与截面高度h的比值b/h,对于矩形截面一般为1/2.5~1/2;对于T形截面一般为1/3~1/2.5 。
为了统一模板尺寸便于施工,梁的常用宽度一般为180mm、200mm、220mm、250mm,250mm以上以50mm为模数;而梁的高度h一般为250mm、300 mm、…、1000mm等尺寸,当h≤800mm时以50mm为模数,当h>800mm时以1OOmm为模数。
2)梁的配筋梁中一般配置下列几种钢筋(图3.26):①纵向受力筋。
如①号筋,它是用来承受弯矩的钢筋。
纵向受力钢筋的常用直径为10-28mm,根数不得少于2根。
梁内受力纵筋的直径应尽可能相同;当采用不同的直径时,它们之间相差至少应为2mm以上,便于施工中容易用肉眼识别,但相差也不宜超过6mm。
②弯起钢筋。
如②、③号钢筋,它是由纵向受力钢筋弯起而成。
它的作用是:中间段同纵向受力钢筋一样,可以承受跨中正弯矩;弯起段可以承受剪力;弯起后的水平段有时还可以用来承受支座处的负弯矩。
弯起钢筋的弯起角度—般是:当梁高h ≤800mm时为45°;当梁高h>800mm 时为60°图3.26梁的配筋形式③箍筋。
钢筋混凝土外伸梁设计.docx【文档1】一:前言这是一份钢筋混凝土外伸梁设计的范本,主要用于指导工程师进行外伸梁的设计工作。
以下将详细介绍外伸梁设计所需考虑的各个方面,供工程师参考使用。
二:设计要求1. 承载能力要求1.1 荷载标准1.2 出挑梁荷载计算1.3 抗震设计要求2. 构造要求2.1 材料选择2.2 截面形式2.3 钢筋布置2.4 预应力钢筋设计2.5 抗裂措施3. 常见问题汇总3.1 外伸梁的挠度控制3.2 外伸梁钢筋粘结问题解决方案 3.3 梁柱节点设计要点三:设计计算1. 几何参数确定1.1 外伸梁几何参数计算公式1.2 预应力筋几何参数计算公式2. 荷载计算2.1 屋面、雨水、风荷载计算2.2 出挑梁自重计算2.3 振动荷载计算3. 构造计算3.1 受弯构件抗剪承载力计算3.2 梁受拉承载力计算3.3 剪力连接件设计计算四:设计结果本文档涉及附件:1. 外伸梁设计参数表2. 外伸梁构造荷载计算表3. 外伸梁构造计算结果表【文档2】一:概述本文档旨在提供一份全面的钢筋混凝土外伸梁设计范本,以工程师进行相关设计工作。
以下将详细介绍外伸梁设计的各个方面,包括设计要求、构造要求和设计计算等。
二:设计要求1. 承载能力要求1.1 荷载标准说明1.2 外伸梁荷载计算方法1.3 抗震设计要求2. 构造要求2.1 材料选择与规格2.2 外伸梁截面形式设计2.3 钢筋布置要求2.4 预应力钢筋设计2.5 抗裂措施考虑3. 常见问题解决方案3.1 外伸梁挠度控制方法3.2 钢筋粘结问题解决方案3.3 梁柱节点设计要点三:设计计算1. 几何参数确定1.1 外伸梁几何参数计算公式1.2 预应力筋几何参数计算公式2. 荷载计算2.1 屋面、雨水和风荷载计算 2.2 外伸梁自重计算2.3 振动荷载计算方法3. 构造计算3.1 受弯构件抗剪承载力计算3.2 外伸梁受拉承载力计算3.3 剪力连接件设计计算四:设计结果本文档涉及附件:1. 外伸梁设计参数表2. 外伸梁构造荷载计算表3. 外伸梁构造计算结果表本文所涉及的法律名词及注释:1. 承载能力:结构构件或材料所能承受的力和负荷。
目录一、设计任务 (2)(一)、初选参数 (3)(二)、初选材料及相关数据 (3)二、设计方案 (3)(一)、初选截面 (3)(二)、按基本组合计算荷载效应,确定关键截面 (4)1.跨中截面弯矩计算 (4)2.支座截面弯矩计算 (5)3.支座a左侧剪力计算 (5)4.支座a右侧剪力计算 (5)(三)、计算跨中正截面配筋及示意图 (6)(四)、计算支座截面配筋及示意图 (8)(五)、计算支座A左右斜截面配筋 (9)三、承载能力验算 (10)(一)、按标准组合和准永久组合计算荷载效应,确定关键内力值 (10)1.按标准组合 (10)2.按准永久组合 (10)四、正常使用验算 (11)(一)、验算跨中挠度和裂缝宽度 (11)1.验算跨中挠度 (11)2.验算跨中裂缝 (12)(二)、验算支座截面裂缝宽度 (13)(三)、伸臂端挠度 (13)五、设计心得 (15)《混凝土结构设计原理》课程设计一、设计任务简支伸臂梁如上图所示。
跨中荷载为除结构构件自重外的恒载g1(含栏杆、装修等)、结构构件自重恒载g2和活载q1。
伸臂段面荷载为除结构构件自重外的恒载g3(含栏杆、装修等)、结构构件自重恒载g4和活载q2。
桥面宽度为B ,梁截面为T 形、槽形、箱型等,也可为矩形。
设计内容:初选混凝土强度等级(C30、C35、C40)、纵筋型号(HRB400)、箍筋型号(HPB300)和主梁截面、进行内力分析、计算控制截面的纵筋和箍筋配置、最后进行挠度和裂缝验算。
环境类别按二a 类。
提示:内力分析时注意区分荷载是有时还是不利,如伸臂段上的荷载对跨中弯矩是有利荷载,再如支座A 右的剪力更复杂一些。
建议:跨度1L =9~12m 、宽度B =2.4~3.6m 、恒载21 1.5~2.5kN/g m =、23 1.5~2.5kN/g m =、活载21 3.0~4.0kN/q m =、22 3.0~4.0kN/q m =。
活载的准永久值系数5.0q =ψ。
钢梁伸缩变形与钢筋混凝土梁伸缩变形钢梁伸缩变形与钢筋混凝土梁伸缩变形导读:在建筑结构中,钢梁和钢筋混凝土梁是常见的承重构件,它们在施工后可能会由于温度变化而发生伸缩变形。
钢梁和钢筋混凝土梁的伸缩变形是因为材料的热胀冷缩性质引起的,这种变形需要在设计和施工过程中予以充分考虑。
本文将对钢梁和钢筋混凝土梁的伸缩变形进行全面评估,并分享个人观点和理解。
一、钢梁伸缩变形钢梁是由钢材制成的构件,具有一定的热传导性能。
在温度变化的情况下,钢梁会发生长度变化,从而引起伸缩变形。
钢梁伸缩变形的计算可以通过温度变化引起的长度变化来推导。
一般来说,钢梁的伸缩变形可以分为两个方面:线性伸缩变形和弯曲伸缩变形。
1. 线性伸缩变形钢材具有热胀冷缩的特性,当受到温度变化的影响时,钢梁的长度会发生变化。
受到温度升高的影响,钢梁会产生线性伸长变形;相反,受到温度降低的影响,则会发生线性收缩变形。
根据线膨胀系数的计算,可以推导出钢梁的线性伸缩变形量。
2. 弯曲伸缩变形钢梁在受到温度变化的作用下,除了发生线性伸缩变形外,还会产生弯曲伸缩变形。
这主要是由于钢梁受到温度变化后,材料内部的拉应力和挤应力的不均匀引起的。
弯曲伸缩变形对于钢梁的整体结构影响较大,所以在设计和施工中需要予以充分考虑。
二、钢筋混凝土梁伸缩变形钢筋混凝土梁是由钢筋和混凝土构成的复合材料,它比钢梁具有较好的抗温性能。
然而,在温度变化的情况下,钢筋混凝土梁仍然会发生一定程度的伸缩变形。
1. 温度应力引起的伸缩变形钢筋和混凝土的热胀冷缩系数不同,当温度变化时,它们之间会产生温度应力,导致梁的伸缩变形。
温度应力引起的伸缩变形主要包括线性伸缩变形和弯曲伸缩变形。
2. 摩擦滑移引起的伸缩变形钢筋混凝土梁中,钢筋与混凝土之间存在一定的摩擦力,当梁受到温度变化作用时,这种摩擦力可能会引起钢筋与混凝土之间的滑移,从而导致梁的伸缩变形。
三、个人观点和理解钢梁和钢筋混凝土梁的伸缩变形在建筑结构中是一个重要的问题。
钢筋混凝土挑梁计算书在建筑结构中,钢筋混凝土挑梁是一种常见且重要的构件,它承担着将上部荷载传递到支撑结构的重要任务。
为了确保挑梁的安全性和稳定性,我们需要进行详细而准确的计算。
以下将对钢筋混凝土挑梁的计算过程进行详细阐述。
一、设计资料首先,我们需要明确挑梁所承受的荷载情况以及相关的设计参数。
1、挑梁的跨度:假设为 L 米。
2、恒载标准值:包括挑梁自重以及可能存在的其他恒载,假设为g₁ kN/m。
3、活载标准值:例如人员活动、临时堆放的物品等产生的荷载,假设为 q₁ kN/m。
4、混凝土强度等级:比如 C30。
5、钢筋级别:选用 HRB400 级钢筋。
二、荷载计算1、恒载设计值 g = 12×g₁ kN/m2、活载设计值 q = 14×q₁ kN/m三、挑梁的内力计算1、最大弯矩设计值在挑梁的外端,最大弯矩 Mmax = g×L²/2 + q×L²/22、剪力计算挑梁根部的剪力 Vmax = g×L + q×L四、挑梁的截面尺寸选择1、挑梁的截面高度 h 一般取 L/6 L/8 ,同时不应小于 300mm 。
2、截面宽度 b 通常取 200mm 300mm 。
五、正截面受弯承载力计算1、计算受压区高度 x根据公式α₁f₁cbx = fyAs ,其中α₁为系数,f₁c 为混凝土轴心抗压强度设计值,b 为截面宽度,fy 为钢筋抗拉强度设计值,As 为受拉钢筋的截面面积。
2、计算相对受压区高度ξ = x/h₀,h₀为截面有效高度。
3、若ξ ≤ ξb (ξb 为相对界限受压区高度),则满足要求,可计算出受拉钢筋的面积 As = Mmax /(fy × h₀(1 05ξ) )。
4、根据计算出的 As ,选择合适的钢筋直径和根数。
六、斜截面受剪承载力计算1、验算截面尺寸当 hw /b ≤ 4 时,V ≤ 025βcf₁cbh₀,其中 hw 为截面的腹板高度,βc 为混凝土强度影响系数。
水工钢筋混凝土结构习题集2-2第四章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算一、思考题1.钢筋混凝土无腹筋梁斜裂缝发生前后梁内应力状态有何变化其应力重分布表现在哪些方面2.钢筋混凝土无腹筋梁的斜截面受剪破坏的主要形态有哪几种它们的破坏原因和破坏过程有何不同在设计中采用什么措施加以防止3.何谓剪跨比它对无腹筋梁斜截面承载力及斜截面破坏形态有何影响对有腹筋梁的斜截面破坏形态影响怎样4.钢筋混凝土梁的斜截面承载力的计算公式是建立在哪种破坏形态之下的如何避免其他斜截面破坏形态的发生?5.影响无腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素有哪些这些因素对斜截面承载力有什么影响?6.何谓配箍率箍筋在钢筋混凝土受弯构件中的作用是什么?箍筋配箍率有无限制7.梁的斜截面受剪承载力计算公式有什么限制条件?为什么要有这样的限制8.在进行梁的斜截面受剪承载力计算时,其截面位置是怎样确定的9.什么是梁的抵抗弯矩图?它与设计弯矩图是什么关系?抵抗弯矩图是怎样画出的(以伸臂梁为例)10.请解释什么是梁的斜截面受弯承载力在什么情况下才考虑梁的斜截面受弯承载力问题梁的斜截面受弯承栽力是怎样保证的11.纵向受拉钢筋的弯起、截断和锚固应满足哪些要求12.当梁中配有计算所需要的受压钢筋时,其箍筋设置应注意哪些问题为什么13.试述受弯构件斜截面受剪承载力的计算步骤,并写出有关的计算公式。
14.画出图4-1所示钢筋混凝土梁裂缝出现的大致位置和方向。
图4-1二、选择题1.无腹筋梁斜截面受剪破坏形态主要有三种,这三种破坏的性质()。
(A)都属于脆性破坏(B)都属于塑性破坏(C)剪压破坏属于塑性破坏,斜拉和斜压破坏属于脆性破坏(D)剪压和斜压破坏属于塑性破坏,斜拉破坏属于脆性破坏2.无腹筋梁斜截面受剪主要破坏形态有三种。
对同样的构件就其受剪承载力而言()。
(A)斜拉破坏>剪压破坏>斜压破坏(B)斜拉破坏<剪压破坏<斜压破坏(C)斜压破坏>剪压破坏>斜拉破坏(D)剪压破坏=斜压破坏>斜拉破坏3.在进行受弯构件斜截面受剪承载力计算时,对于一般梁(hw/b4.0),若V0.25fcbh0/d,可采取的解决办法有()。
混凝土结构设计原理习题集之三5 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算一、填空题:1.影响梁斜截面抗剪强度的主要因素是____ 、___ ____ 、__________ 和__________ 。
2.梁内纵向受力钢筋的弯起点应设在按正截面抗弯计算该钢筋强度全部发挥的截面以外h0/2处,以保证_______ ;同时弯起钢筋与梁中心线的交点应位于按计算不需要该钢筋的截面以外,以保证________ 。
3.无腹筋梁斜截面受剪有三种主要破坏形式,就其受剪承载力而言,对同样的构件,___ 破坏最低,_ 破坏较高,_ 破坏最高;但就其破坏性质而言,均属于_ 破坏。
4.在进行斜截面受剪承载力设计时,用________ 防止斜拉破坏,用______ 的方法来防止斜压破坏,而对主要的剪压破坏,则给出计算公式。
5.抗剪钢筋也称作腹筋,腹筋的形式可以采用____ 和___ 。
6.无腹筋梁斜截面受剪主要破坏形态有__ 破坏,__ 破坏和___ 破坏。
7.在设计中,当一般梁的剪力设计值V>0.25βc f c bh0时,应______ 或_____ ,避免出现_______ 破坏。
8.在设计中,对梁纵向钢筋的弯起必须满足三个要求:满足__________ 的要求;满足_________________的要求;满足__________ 的要求。
9.纵向钢筋的配筋率越大,梁的抗剪强度也越大。
纵向钢筋对抗剪的主要作用有两个:一个是__________________ ,二个是_____________ 。
二、选择题:1.条件相同的无腹筋梁,发生斜拉、剪压、斜压三种破坏形态时,梁的斜截面抗剪承载能力的大致关系是( )。
A.斜压破坏的承载能力>剪压破坏的承载能力>斜拉破坏的承载能力;B.剪压破坏的承载能力>斜压破坏的承载能力>斜拉破坏的承载能力;C.剪压破坏的承载能力>斜压破坏的承载能力<斜拉破坏的承载能力。
2.在进行受弯构件斜截面受剪承载力计算时,对一般梁(h w/b≤4.0),若V≥0.25βc f c bh0, 可采取的解决办法有( )。
大作业一设计说明书设计名称建筑结构大作业(一)设计题目钢筋混凝土外伸梁设计设计设计时间2013.5.09~2013.5.17系别水利工程系专业水文与水资源工程专业班级姓名指导教师2013年5月10 日目录一、任务书 (1)二、计算书 (2)2、1基本资料: (2)2、2内力计算: (2)2、2、1计算跨度 (2)2、2、2计算支座反力 (2)2、2、3计算剪力,弯矩值: (2)2、2、4作此梁的剪力图及弯矩图 (3)2、3正截面承载力计算: (3)2、3、1 验算截面尺寸: (3)2、3、2计算纵向钢筋 (4)2、3斜截面承载力计算 (4)2、3、1验算是否按计算配置钢筋 (4)2、3、2受剪箍筋计算 (4)2、3、3 弯起筋的设置 (5)2、4作此梁抵抗弯矩图 (6)2、5钢筋的图解设计 (7)2、5、1跨中正弯矩段 (7)2、5、2支座负弯矩段 (7)2、5、3纵向构造筋 (7)2、6钢筋表 (8)三、说明书 (8)四、施工图 (9)1任务书某支承在砖墙上的钢筋混凝土矩形截面外伸梁,截面尺寸b×h=250mm×600mm,其跨度l1=7.0m,外伸臂长度l2=1.82m,如图。
该梁处于一类环境条件,2级水工建筑物,在正常使用期间承受永久荷载标准值g1k=20KN/m,g2k=22KN/m(包括自重),可变均布荷载标准值q1k =15KN/m,q2k=45KN/m,采用C20混凝土,纵向钢筋为HRB335级,箍筋为HPB235级。
设计此梁。
设计内容:(1)梁的内力计算,并绘出弯矩图和剪力图。
(2)截面尺寸复核。
(3)根据正截面承载力要求,确定纵向钢筋的用量。
(4)根据斜截面承载力要求,确定腹筋的用量。
(5)绘制梁抵抗弯矩图。
(6)绘制梁的结构施工图。
2计算书2.1基本资料:C20混凝土,f c=9.6N/mm2,f t=1.1N/mm2;纵筋HRB335级f y=300N/mm2;箍筋HPB235级,f yv=210N/mm2;截面尺寸:b=250mm,h=600mm;计算参数:K=1.20,c=30mm。
2.2内力计算:2.2.1计算跨度简支段:l1=7m,悬臂段:l2=1.82m2.2.2计算支座反力R B R A∑=0M∴R B=10.5(1.05g1k+1.20q1k)l12+(1.05g2k+1.20q2k)l2(l1+0.5l2)]/l1 =295.06KN∑=0Y∴R A=(1.05g1k+1.20q1k)l01+(1.05g2k+1.20q2k)l02-R B=118.26KN 2.2.3计算剪力、弯矩值:支座边缘截面的剪力值:V A=R A-(1.05×20+1.2×15) ×0.5×0.37=118. 26-7.22=111.05KN V B r=(1.05×22+1.20×45) ×(1.82-0.5×0.37)=126.06KNV B L=R A-(1.05×20+1.20×15) ×(7-0.5×0.37)=-147.52KNAB跨的最大弯矩:Mmax=118.26×3.033-(1.05×20+1.20×15) ×3.033×0.5×3.032=179.30KN∙mB支座截面弯矩:M B =-(1.05×22+1.20×45) ×1.82×0.5×1.82=-127.69KN∙m2.2.4作此梁的剪力图及弯矩图M(KN`m)179.32.3正截面承载力计算:2.3.1 验算截面尺寸:估计纵筋为一排,曲a s=50mm,则h0=h-a s=600-45=550mm,h w=h0=550mm,h w/b=550/250=2.22<4.0则0.25fcbh0=0.25×9.6×250×550=330KN>KVmax=1.20×147.53=177.02KN 故截面尺寸满足抗剪要求。
2、3、2计算纵向钢筋表1正截面承载力计算表计算内容 跨中H 截面 支座B 截面 M(KN ∙m) 179.3 127.69 KM(KN ∙m)215.16 153.23 αs =20fcbh KM0.296 0.211 ξ=s α21-<0.85ξb0.361 0.240 As=fyh fcb 0ξ1588 1056 选配钢筋 4φ22 3φ22 实配钢筋面积1520 1140 ρ=bh As 实>ρmin 1.10%0.83%2、3斜截面承载力计算2、3、1验算是否按计算配置钢筋0.7ftbh 0=0.7× 1.1×250×550=105.87KN<KVmax=1.20×111.04=133.20KN 必须由计算确定抗剪腹筋。
2、3、2受剪箍筋计算s Asv =025.1fyvh VcKV -=0.206mm 2/mm 假设选用双肢箍筋,则Asv=101mm 2,则s<=Asv/0.206=101/0.206=490mm,s max =250mm,取s=250mm,即箍筋采用φ8@250,沿全梁分布。
ρsv =bsAsv =250×250101=0.16%>ρsvmin =0.15% 满足最小配筋率要求。
Vcs=0.7f t bh 0+1.25fyvAsvh 0/s=0.7×1.1×250×550+1.25×210×101×550/250=164.20KN 2、3、3 弯起筋的设置 支座B 左侧:KV B ’=1.20×147.52=177.04>Vcs=164.20KN 需加弯起钢筋帮助抗剪。
取α=45,取V 1=V B r =-147.52KN 计算第一排弯起筋: Asb=(KV1-Vcs)(fysin45)=(1.20⨯147.52-164.720)⨯103/(300⨯0.707)=60mm由支承担负弯矩的纵筋弯下1Φ22(Asb1=380.1mm 2).第一排弯起筋的上弯点安排在离支座边缘250mm,即s 1=smax=250mm,则第一排弯起筋的下弯点离支座边缘的距离为250+(600-2⨯30)=790mm,该处有:KV 2=1.20⨯[147.53-(1.05⨯20+1.20⨯15)⨯0.79]=140.05KN<Vcs=164.20KN 故不需要第二排弯起筋。
支座B 右侧:KV B r =1.20⨯126.06=151.27KN<Vcs=165.70KN,为了加强梁的受剪承载力,仍由跨中弯起1φ22至梁顶再伸入支座。
第一排弯起钢筋的上弯点安排在离支座边缘100mm,s=100mm<smax,则第一排弯起筋下弯点离支座边缘:100+(600-30⨯2)=640mm支座A:KV A=1.20⨯111.04=133.25KN<Vcs=165.70KN,同样为了加强梁的受剪承载力,仍由跨中弯起1φ22至梁顶再伸入支座,第一排弯起钢筋的上弯点安排在离支座边缘100mm,s=100mm<smax,则第一排弯起钢筋的下弯点离支座边缘:100+(600-2⨯30)=640mm.2、4作此梁抵抗弯矩图2、5钢筋的图解设计2、5、1跨中正弯矩段跨中正弯矩的M R图。
跨中Mmax=179.3KN•m,需配As=1588mm2的纵筋,现实配4φ22(As=1520mm2),因两者钢筋面积相近,故可直接在M图上Mmax处,按各钢筋面积的比例划分出钢筋4φ22所能抵抗的弯矩值,可确定出各根钢筋各自的充分利用点和理论截断点。
按预先布置要从跨中弯起钢筋4φ22至支座B和A,且由图也可看得出跨中钢筋的弯起点至充分利用点的距离a均大于0.5h0=275mm。
2、5、2支座负弯矩段支座B负弯矩的M R图。
支座B需配纵筋1056 mm2看,现实配3ϕ22(As=1140 mm2),可直接在M R图上三等分看,每一等分即1φ22所能承担的弯矩。
在支座B左侧弯下1φ22(钢筋 ),另两根放在角隅的钢筋1因要绑扎箍筋形成骨架,兼作架力筋,必须全梁直通。
在支座B右侧需弯下1φ22。
2、5、3纵向构造筋在梁的两侧应沿高度设置两排4φ12的纵向构造筋,并设置φ8@500的连系拉筋。
2、6钢筋表3说明书1. 纵向受力筋○1其长度L-2c=8945mm 。
2.此梁的腹板高度mm h w 450≥在梁的两侧设置腰筋4号钢筋,并用拉筋 2 号钢筋联系固定。
因为腰筋的截面面积大于腹板截面尺寸w bh 的0.1%,所以采用间距为250mm ,拉筋直径等于箍筋直径为8mm 。
第 9 页 腰筋的长L-2c=8945mm ,拉筋的长度b-2c+4d=222mm 。
3.弯起钢筋:图中3号钢筋为弯起钢筋其弯起部分的高度为h-2c=540mm,弯折角为45º,弯起后的水平段距离为440mm,BC 的中间为764mm,所以 3号钢筋长为9619mm 。
4.箍筋5的构造为提高梁的抗剪能力,所以采用封闭式箍筋,直径为8mm ,型号为HPB235,间距为250mm ,数量为421][=+n l 。
一根的长度为2×[(b-2c)+(h-2c)]=2×(190+540)+100=1560,总长度为42×1560=65520mm 。
4施工图见图纸。