钢筋混凝土的的伸臂梁设计实例
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钢筋混凝土伸臂梁设计1、设计资料 (2)2、内力计算 (2)2.1设计荷载值 (2)2.2内力值 (3)2.3 包络图 (6)3、正截面承载力计算 (6)3.1 确定简支跨控制截面位置 (6)3.2 确定B支座负弯矩区段长度 (6)3.3 配筋计算 (6)4、斜截面承载力计算 (9)4.1 截面尺寸复核 (9)4.2 箍筋最小配筋率 (9)4.3 腹筋设计 (9)5、验算梁的正常使用极限状态 (10)5.1 梁的挠度验算 (12)5.1.1 挠度限值 (12)5.1.2 刚度 (13)5.1.3 挠度 (14)5.2 梁的裂缝宽度验算 (15)6、绘制梁的配筋图 (16)6.1 按比例画出弯矩包络图 (16)6.2 确定各纵筋及弯起钢筋 (17)5.3 确定弯起钢筋的弯起位置 (17)5.4 确定纵筋的截断位置 (17)1、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。
g 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6m; l2——梁的外伸跨计算跨度2m;q1k——简支跨活荷载标准值35kN/m; q2k——外伸跨活荷载标准值65kN/m;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=21kN/m。
k1采用HRB500级别的纵向受力钢筋,HPB300级别的箍筋,梁的混凝土为C25,截面尺寸为300×650mm。
2、内力计算2.1设计荷载值=0.3×0.65×25=4.875kN/m梁的自重荷载标准值:g2k=1.2×4.875=5.85kN/m梁的自重荷载设计值:g2梁的永久荷设计值:g=1.2×21+5.85=31.05kN/m=1.4×35=49kN/m简支梁跨中活荷载:q1外伸跨活荷载设计值:q1=1.4×65=91kN/m由于悬臂部分的荷载对跨中弯矩的作用是有利的,出于安全的考虑,在计算跨中最大弯矩时,对悬臂部分的梁的永久荷载设计值取:g'=1.0×4.875+1.0×21=25.875kN/m2.2内力值荷载效应计算时,应注意伸臂端上的荷载对跨中正弯矩是有利的,故永久荷载(恒载)设计值作用于梁上的位置虽然是固定的,均为满跨布置,但应区分下列两种情况:① 恒载作用情况之一(如图1):简支跨和外伸跨均作用最大值。
课程设计一、设计资料有一矩形截面钢筋混凝土伸臂梁,如图1所示,简支跨A—B的计算跨度为=6m,伸臂跨B—C的计算跨度为=2.5m,全梁承受均布外荷载标准值为=100KN/m;构件的截面尺寸自拟;混凝土强度等级自拟,纵向受力钢筋采用HRB400,箍筋采用HPB235。
图1 结构布置图(m)二、梁的内力计算和内力图1. 截面尺寸选择按参考尺寸取b=300mm h=700mm则h/b=2.3。
截面中布置两排钢筋,则h0=700mm-60mm=640mm。
2. 荷载计算。
梁恒载(自重)设计值:AB段:gk1=1.0×1.2×0.3m×0.7m×25KN/m3=6.3KN/mBC段:gk2=1.0×1.0×0.3m×0.7m×25KN/m3=5.25KN/m梁活载设计值:AC段:q=1.0×1.4×100KN/m1=140KN/m3. 梁的内力计算和内力包络图本梁中恒载和活载的位置均是固定不变的!AB段总荷载设计值q1=gk1+q=146.3KN/mBC段总荷载设计值q2=gk2+q=145.25KN/m计算简图如下:梁的弯矩图在距离A支座2.48m处AB段有最大正弯矩。
MMAX=450.96KN*m梁的剪力图由于支座和构件连在一起,可以共同承受剪力,因此受剪控制截面应是支座边缘截面!剪力图中只标出了支座处三个控制前力值!分别为FSA右=336.18KN FSB左=487.49KN FSB右=336.25KN三、配筋计算1. 已知条件α1 β1 fc(MP)ft(MP) ftk(MP) EC(MP)砼C30 1 0.8 14.3 1.43 2.01 30000fy(MP) f′y(MP) Es(MP) ξb αsb ρminHRB400级钢筋360 360 200000 0.518 0.3838 0.002b(mm)h(mm)h/b h0 b*h0 hw/b截面300 700 2.333333 640 192000 2.1333333332. 截面尺寸验算VMAX=487.49 KN, hw/b=h0/b=640mm/300mm=2.3<4该梁属于一般梁。
[例5-3] 伸臂梁设计实例本例综合运用前述受弯构件承载力的计算和构造知识,对一教室简支楼面的钢筋混凝土伸臂梁进行设计,使初学者对梁的设计全貌有较清晰的了解。
在例题中,初步涉及活荷载的布置及内力组合的概念,为梁、板结构设计打下基础。
(一) 设计条件某支承在370mm 厚砖墙上的钢筋混凝土伸臂梁,其跨度17.0m l =,伸臂长度2 1.86m l =,由楼面传来的荷载标准值1k 28.60kN m g =(未包含梁自重),活荷载标准值1k 21.43kN m q =,2k 71.43kN m q =(图5-28)。
采用强度等级为C25的混凝土,纵向受力钢筋为HRB335级,箍筋和构造钢筋为HPB300级。
设计使用年限为50年,环境类别为一类。
试设计该梁并绘制配筋详图。
图5-28 梁的跨度、支承及荷载(二) 梁的内力和内力图1.截面尺寸选择 取高跨比110h l =,则700mm h =;按高宽比的一般规定,取250mm b =,2.8h =。
初选0s 700mm 60mm 640mm h h a =-=-=(按两排布置配筋)。
2.荷载计算梁自重标准值(包括梁侧15mm 厚粉刷重):332k 0.25m 0.7m 25kN m 0.015m 0.7m 17kN m 2 4.73kN m g =⨯⨯+⨯⨯⨯=则梁的恒载设计值12 1.228.60kN m 1.2 4.73kN m 40kN m g g g =+=⨯+⨯=当考虑悬臂的恒载对求AB 跨正弯矩有利时,取G 1.0γ=,则此时的悬臂恒载设计值为1.028.60kN m 1.0 4.73kN m 33.33kN m g '=⨯+⨯=活荷载的设计值为1 1.421.43kN m 30kN m q =⨯=2 1.471.43kN m 100kN m q =⨯=3.梁的内力和内力包络图恒载g 作用于梁上的位置是固定的,计算简图如图5-29a 和b 所示;活荷载1q ,2q 的作用位置有两种可能情况,如图5-29c 和d 所示。
钢筋混凝土伸臂梁设计的工程实践与案例分享钢筋混凝土伸臂梁广泛应用于桥梁、高层建筑等工程中,具有良好的承载能力和稳定性。
本文将介绍钢筋混凝土伸臂梁设计的工程实践与案例分享,旨在总结经验并提供参考。
一、材料选择钢筋混凝土伸臂梁的设计中,材料选择至关重要。
主要考虑混凝土的强度等级、钢筋材质和强度等方面。
根据工程要求和环境条件,选取合适的材料,确保梁的强度和稳定性。
二、截面设计钢筋混凝土伸臂梁的截面设计是保证结构安全的重要环节。
在设计中,需确定梁的宽度、高度和钢筋布局等参数。
需要考虑的因素包括荷载情况、抗弯和抗剪等能力。
通过结构分析和计算,得到合适的截面形状和尺寸。
三、受力分析在钢筋混凝土伸臂梁的设计过程中,需进行受力分析,确定梁的受力情况。
主要考虑的受力包括弯矩、剪力和轴力等。
通过合理的受力分析,得到准确的受力结果,为后续的设计提供基础。
四、配筋设计钢筋混凝土伸臂梁的配筋设计是确保结构安全和性能的重要环节。
需要根据截面和受力情况,合理布置钢筋。
同时,需考虑梁的受力性能和建造工艺的可行性。
通过钢筋计算和布置,得到合理的配筋方案。
五、施工要点钢筋混凝土伸臂梁的施工过程需要注意一些关键要点。
首先是混凝土浇筑,需控制浇筑质量和施工工艺,以确保混凝土的强度和密实性。
其次是钢筋绑扎,需按照设计要求和加固要求进行绑扎工作。
最后是养护过程,需做好梁体的适当养护,使其稳定硬化。
六、工程实践案例分享以下是一个具体的工程实践案例分享,以便更好地理解钢筋混凝土伸臂梁设计的实际应用。
在某高速公路桥梁工程中,设计了一座跨度较大的伸臂梁。
在材料选择时,采用了C50混凝土和HRB400钢筋,以保证结构的强度要求。
通过受力分析和截面设计,确定了梁的最佳截面形状和尺寸。
在配筋设计中,合理布置钢筋以满足受力要求。
在施工过程中,严格控制混凝土的浇筑工艺,采用了振捣和养护措施,确保了梁体的质量。
同时,在钢筋绑扎过程中,按照设计要求进行绑扎,确保了梁的加固。
钢筋混凝土伸臂梁设计实例在建筑结构设计中,钢筋混凝土伸臂梁是一种常见且重要的结构构件。
它能够有效地增加结构的跨度,提高结构的承载能力和稳定性。
下面,我们将通过一个具体的设计实例来详细介绍钢筋混凝土伸臂梁的设计过程。
一、设计资料某框架结构中的一根钢筋混凝土伸臂梁,其跨度为 8m,伸臂长度为 2m。
梁上承受的恒载标准值为 15kN/m,活载标准值为 10kN/m。
混凝土强度等级为 C30,钢筋采用 HRB400 级。
二、内力计算1、荷载计算恒载设计值:g = 12×15 = 18kN/m活载设计值:q = 14×10 = 14kN/m2、弯矩计算在均布荷载作用下,简支梁的弯矩计算公式为:M = 1/8×ql²跨中最大弯矩:M1 = 1/8×(18 + 14)×8²= 224kN·m伸臂端最大负弯矩:M2 =-1/2×(18 + 14)×2²=-72kN·m3、剪力计算在均布荷载作用下,简支梁的剪力计算公式为:V = 1/2×ql支座处最大剪力:V1 = 1/2×(18 + 14)×8 = 128kN三、截面设计1、梁的截面尺寸初选根据经验,梁高一般取跨度的 1/10 1/18,梁宽一般取梁高的 1/2 1/3。
初选梁高 h = 600mm,梁宽 b = 250mm。
2、混凝土受压区高度计算根据正截面受弯承载力计算公式:α1fcbx = fyAs其中,α1 为系数,对于 C30 混凝土,α1 = 10;fc 为混凝土轴心抗压强度设计值;b 为梁宽;x 为混凝土受压区高度;fy 为钢筋抗拉强度设计值;As 为受拉钢筋面积。
3、钢筋面积计算将已知数据代入公式,计算出所需的受拉钢筋面积 As。
4、钢筋配置根据计算结果,选择合适的钢筋直径和根数进行配置。
四、斜截面受剪承载力计算1、复核截面尺寸根据公式:hw/b ≤ 4 时,V ≤ 025βcfcbh0其中,hw 为截面的腹板高度;βc 为混凝土强度影响系数。
钢筋混凝土伸臂梁设计例题设计条件:某支承在370mm厚砖墙上的钢筋混凝土伸臂梁,其跨度为7m,伸臂长度为1.86m。
由楼面传来的永久荷载设计值为34.32kN/m,活荷载设计值为30kN/m。
采用混凝土强度等级C25,纵向受力钢筋为HRB335,箍筋和构造钢筋为HPB235。
试设计该梁并绘制配筋详图。
设计步骤:截面尺寸选择:按高宽比的一般规定,取梁的高为h=700mm,宽为b=250mm。
荷载计算:(1)永久荷载:包括梁自重和楼面传来的永久荷载。
梁自重标准值为2kN/m(包括梁侧15mm厚粉刷重),楼面传来的永久荷载标准值为34.32kN/m。
(2)活荷载:包括楼面活荷载和施工荷载。
楼面活荷载标准值为30kN/m,施工荷载标准值为100kN/m。
内力和内力包络图计算:(1)在均布恒载作用下,梁跨中弯矩为M1=34.32×7×7/8=204.67kN·m,支座弯矩为M2=2k×7/2=7kN·m。
因此,总弯矩M=M1+M2=211.67kN·m。
(2)在均布活载作用下,梁跨中弯矩为M3=30×7×7/8=196.88kN·m,支座弯矩为M4=100×7/2=350kN·m。
因此,总弯矩M'=M3+M4=546.88kN·m。
(3)绘制内力包络图,根据最大弯矩和剪力值确定截面尺寸和配筋。
由于本例题未给出具体配筋计算结果和配筋详图,因此无法提供具体数据。
配筋计算:根据最大弯矩和剪力值计算梁的配筋。
由于本例题未给出具体配筋计算结果和配筋详图,因此无法提供具体数据。
总结:通过以上步骤,可以完成钢筋混凝土伸臂梁的设计。
在设计过程中,需要注意选择合适的截面尺寸、合理计算各种荷载下的弯矩和剪力值,并依据内力包络图进行配筋计算。
本例题仅供参考,具体设计时应根据实际情况进行调整和完善。
钢筋混凝土伸臂梁设计的实用案例分析钢筋混凝土伸臂梁是一种常用的结构形式,在建筑工程中起到承重和支撑的重要功能。
本文将通过分析一个实际的设计案例,探讨钢筋混凝土伸臂梁设计的实用性和相关要点。
一、项目概述本案例是某大型商业综合体的主体结构设计,其中包括多层办公楼和商业中心。
伸臂梁被用于连接办公楼和商业中心之间的通道,起到连接和承重的作用。
设计目标是保证伸臂梁的安全可靠,且符合建筑美学要求。
二、荷载计算在进行伸臂梁设计之前,首先需要对荷载进行计算。
根据建筑设计规范和实际使用要求,我们考虑了以下几种主要荷载:自重荷载、活载、风载和地震作用。
通过结构分析软件进行模拟计算,得出了各个方向上的荷载值。
三、材料选择钢筋混凝土伸臂梁由混凝土和钢筋组成,因此在设计过程中需要选择合适的材料。
混凝土的强度等级和配合比需要根据结构设计要求确定。
而钢筋的选用则要考虑到强度、粘结性能和耐久性等因素,以确保梁的整体性能。
四、截面设计伸臂梁的截面设计是关键的一步。
设计时需要根据荷载计算结果,确定适合的截面尺寸和形状。
常见的截面形状包括矩形、T型、I型等。
在实际设计中,我们采用了矩形截面,以满足承载能力和美观度的要求。
五、配筋设计钢筋的布置对伸臂梁的强度和刚度起着至关重要的作用。
根据截面设计的计算结果,我们进行了配筋设计。
通过合理布置主筋和箍筋,使其能够承受荷载并满足强度和变形要求。
具体的配筋参数根据相关规范和实验数据确定。
六、施工工艺伸臂梁的施工工艺直接影响到结构的质量和安全性。
在实际施工中,我们遵循了以下几个方面的要求:首先,严格按照设计图纸和相关规范进行施工;其次,保证模板和钢筋的准确安装;最后,控制混凝土的浇筑和养护过程,确保混凝土的强度和密实性。
七、验收和监测设计完成后,伸臂梁需要进行验收和监测。
验收过程包括检查结构的几何尺寸、表面质量等,以确保符合设计要求。
同时,还需要进行结构监测,包括运用传感器监测变形、应力和裂缝等,以了解结构的工作状态并及时采取相应的维修措施。
钢筋混凝土的的伸臂梁设计实例范本1:第一章前言1.1 背景介绍1.2 设计目标1.3 文档结构第二章设计标准和规范2.1 国家标准2.2 行业规范2.3 相关法规和法律第三章工程概况3.1 项目概述3.2 工程位置3.3 工程条件3.4 设计要求第四章结构设计4.1 结构形式选择4.2 荷载分析4.3 设计参数4.4 梁的截面设计4.5 钢筋布置与配筋4.6 混凝土配合比设计第五章结构施工5.1 施工工艺5.2 施工准备5.3 钢筋预制5.4 混凝土灌浆5.5 梁的浇筑5.6 后续处理工作第六章结构验收和检测6.1 结构验收标准6.2 结构检测方法6.3 检测结果分析第七章结构维护7.1 维护计划7.2 维护方法7.3 常见问题与处理第八章结论8.1 设计成果总结8.2 设计优化建议附件:设计图纸、施工图纸、相关报告文件法律名词及注释:1. 国家标准:由国家标准化管理委员会制定、发布,并经国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会批准的强制性技术规范。
2. 行业规范:由专门行业组织制定的技术规范,用于指导和规范相关行业的设计、施工和维护工作。
3. 相关法规和法律:与该项目相关的国家法律法规和政策文件,包括建造法、规划法等。
范本2:第一章引言1.1 设计目的1.2 文档结构第二章梁的基本知识2.1 梁的定义2.2 梁的分类2.3 梁的承载原理第三章钢筋混凝土设计基础3.1 混凝土的具体性能3.2 钢筋的材料特性3.3 梁设计的基本原则第四章梁设计的荷载分析4.1 梁承受的荷载类型4.2 荷载计算方法4.3 荷载组合第五章梁的截面设计5.1 梁的受力分析5.2 梁的截面尺寸确定5.3 梁的翼缘设计5.4 梁的剪力与弯矩设计第六章梁的配筋设计6.1 钢筋计算原则6.2 弯曲钢筋的布置6.3 剪力钢筋的布置6.4 梁端部钢筋的布置第七章混凝土配合比设计7.1 混凝土强度等级选择7.2 骨料选择及混凝土配合比确定7.3 混凝土施工工艺第八章梁的施工与验收8.1 施工技术要求8.2 梁的预制与浇筑8.3 梁的质量验收与检测第九章结论9.1 设计成果总结附件:设计图纸、相关报告文件法律名词及注释:1. 混凝土:由水泥、骨料、粉煤灰等经一定比例拌和而成的人造石材,在特定条件下能凝固硬化,并具有一定强度和稳定性。
钢筋混凝土伸臂梁设计的创新理念与实践案例钢筋混凝土伸臂梁是一种常见的结构构件,广泛应用于桥梁、建筑等领域。
设计和施工中,我们需要不断探索和应用创新理念,提高工程质量和效率。
本文将介绍钢筋混凝土伸臂梁设计中的一些创新理念,并结合实际案例进行讨论。
一、设计理念1.1 优化梁型在钢筋混凝土伸臂梁设计中,优化梁型是提高梁受力性能的关键。
传统的T型梁可能存在钢筋配筋不合理、混凝土浇筑难度大等问题。
为此,工程师们提出了更加优化的梁型设计,如箱型梁、悬臂梁等。
这些梁型可以有效减少材料用量,提高整体刚度和承载能力。
1.2 引入预应力技术为了增加钢筋混凝土伸臂梁的承载能力和抗震性能,预应力技术被广泛应用。
通过在混凝土浇注前对钢束进行预拉力,可以使梁在使用阶段形成一定的预压力,减小裂缝的产生和扩展。
预应力技术的引入可以有效改善梁的受力状态,提高整体结构的安全性和稳定性。
1.3 智能化设计与监测随着科技的发展,智能化设计和监测技术在钢筋混凝土伸臂梁中得到了广泛应用。
采用计算机辅助设计软件,可以快速进行结构分析和优化;而结构监测系统则可以实时监测梁的受力、挠度等情况,提供精确的数据支持。
这些智能化技术的应用,为梁的设计和施工提供了更加科学和可靠的保障。
二、实践案例2.1 非传统形状的伸臂梁设计在某大型桥梁的设计中,工程师们采用了非传统的桥梁伸臂梁形状设计,以实现更好的力学性能。
该桥梁的梁型采用了类似飞机翅膀的扁平形状,通过对桥梁形貌的优化设计,增加了桥梁的承载能力和抗震性。
此外,采用了预应力技术,进一步提升了桥梁的安全性能。
这一设计创新通过有效利用材料和优化结构,提高了桥梁的整体性能。
2.2 智能化监测系统的应用在某高层建筑的伸臂梁设计中,工程师们引入了智能化监测系统,实时监测梁的受力和挠度等情况。
通过传感器和数据采集设备,梁的受力状态可以在线实时反馈,为工程师们提供了准确的数据支持。
基于这些数据,工程师们能够及时调整设计和施工方案,保障梁的安全性和稳定性。
钢筋混凝土伸臂梁设计实例在建筑结构设计中,钢筋混凝土伸臂梁是一种常见且重要的结构构件。
它能够有效地承受较大的荷载,并在特定的结构体系中发挥关键作用。
接下来,我们将通过一个具体的实例来详细了解钢筋混凝土伸臂梁的设计过程。
首先,我们需要明确设计的基本要求和条件。
假设我们要设计的伸臂梁位于一座多层工业厂房中,跨度为 8 米,伸臂长度为 2 米,梁上承受的均布恒载为 5kN/m,均布活载为 8kN/m,集中恒载为 15kN,集中活载为 25kN。
混凝土强度等级为 C30,钢筋采用 HRB400 级。
根据这些条件,我们开始进行荷载计算。
恒载包括梁自身的自重以及作用在梁上的其他永久性荷载。
通过计算,梁的自重约为 25kN/m。
因此,总的均布恒载为 5 + 25 = 75kN/m。
集中恒载为 15kN。
活载同样需要分别计算均布活载和集中活载。
均布活载为 8kN/m,集中活载为 25kN。
接下来,我们进行内力计算。
根据结构力学的方法,可以计算出梁在各种荷载作用下的弯矩和剪力。
在均布荷载和集中荷载作用下,跨中最大弯矩和支座处的最大剪力是我们关注的重点。
经过计算,跨中最大弯矩为:\M_{max} =\frac{1}{8} \times 75 \times 8^2 +\frac{1}{4} \times 8 \times 8^2 +\frac{1}{4} \times 15 \times 8 +\frac{1}{4} \times 25 \times 8 = 240kN·m\支座处的最大剪力为:\V_{max} =\frac{1}{2} \times 75 \times 8 +\frac{1}{2} \times 8 \times 8 + 15 + 25 = 105kN\有了内力结果,我们就可以进行配筋计算。
根据混凝土结构设计规范,首先计算相对受压区高度。
\\xi =\frac{\beta_1 f_c b x}{f_y A_s}\其中,\(\beta_1\)为系数,对于 C30 混凝土,\(\beta_1 =08\);\(f_c\)为混凝土轴心抗压强度设计值,C30 混凝土为143N/mm²;\(b\)为梁的截面宽度;\(x\)为受压区高度;\(f_y\)为钢筋抗拉强度设计值,HRB400 级钢筋为 360N/mm²;\(A_s\)为受拉钢筋的截面面积。
伸臂梁设计实例实用标准文案本例综合运用前述受弯构件承载力的计算和构造知识,对一简支的钢筋混凝土伸臂梁进行设计,使初学者对梁的设计全貌有较清楚的了解。
在例题中,初步涉及到活荷载的布置及内力包络图的作法,为梁板结构设计打下基础。
例图5-5(一)设计条件某支承在370mm厚砖墙上的钢筋混凝土伸臂梁,其跨度l1=7.0m,伸臂长度l2=1.86m,由楼面传来的永久荷载设计值g1=34.32kN/m,活荷载设计值q1=30kN/m,q2=100kN/m(例图5-5)。
采用混凝土强度等级C25,纵向受力钢筋为HRB335,箍筋和构造钢筋为HPB235。
试设计该梁并绘制配筋详图。
(二)梁的内力和内力图1.截面尺寸选择取高跨比h/l=1/10,则h=700mm;按高宽比的一般规定,取b=250mm,h/b=2.8。
初选h0=h-a s=700-60=640mm (按两排布置纵筋)。
2.荷载计算梁自重设计值(包括梁侧15mm厚粉刷重):则梁的恒荷载设计值。
3.梁的内力和内力包络图恒荷载g作用于梁上的位置是固定的,计算简图如例图5-6(a);活荷载q1、q2的作用位置有三种可能情况,见例图5-6的(b)、(c)、(d)。
例图5-6每一种活载都不可能脱离恒荷的作用而单独存在,因此作用于构件上的荷载分别有(a)+(b)、(a)+(c)、(a)+(d)三种情形。
在同一坐标上,画出这三种情形作用下的弯矩图和剪力图如例图5-7。
显然,由于活荷载的布置方式不同,梁的内力图有很大的差别。
设计的目的是要保证各种可能作用下的梁的使用性能,因而要找出活荷载的最不利布置。
上述三种情况下的内力图的外包线,称为内力包络图。
它表示在各种荷载作用下,构件各截面内力设计值的上下限。
按内力包络图进行梁的设计可保证构件在各种荷载作用下的安全性。
(三)配筋计算1.已知条件混凝土强度等级C25,α1=1,f c=11.9N/mm2,f t=1.27N/mm2;HRB335钢筋,f y=300N/mm2,ξb=0.550;HPB235钢箍,f yv=210N/mm2。
2.截面尺寸验算沿梁全长的剪力设计值的最大值在B支座左边缘,V max=266.65kN。
h/b=640/250=2.56<4,属一般梁。
w故截面尺寸满足要求。
3.纵筋计算:一般采用单筋截面(1)跨中截面(M=394.87kN.m):。
选用425+220,A s=2592mm2。
(2)支座截面(M=242.17kN)本梁支座弯矩较小(是跨中弯矩的61%),可取单排钢筋,令a s=40mm,则h0=700-40=660mm。
按同样的计算步骤,可得选用220+222,A s=1390mm2。
选择支座钢筋和跨中钢筋时,应考虑钢筋规格的协调即跨中纵向钢筋的弯起问题。
现在我们选择将220弯起(若支座截面选用225+216,A s=1384mm2,则考虑225的弯起)例图5-74.腹筋计算各支座边缘的剪力设计值已示于例图5-7。
(1)可否按构造配箍需按计算配箍。
(2)箍筋计算方案一:仅考虑箍筋抗剪,并沿梁全长配同一规格箍筋,则V=266.65kN 由有选用双肢箍(n=2)φ8(A sv1=50.3mm2)有实选φ8@130,满足计算要求。
全梁按此直径和间距配置箍筋。
方案二:配置箍筋和弯起钢筋共同抗剪。
在AB段内配置箍筋和弯起钢筋,弯起钢筋参与抗剪并抵抗B支座负弯矩;BC段仍配双肢箍。
计算过程列表进行(例表5-1)腹筋计算表例表5-1截面位置A支座B支座左B支座右剪力设计值V(kN)222.17 266.65 234.50V c =0.7ftbh(kN) 142.2 146.7选用箍筋(直径、间距)φ8@200 φ8@160227.0 256.1—39.65 ——234—弯起钢筋选择—220Asb=628mm2弯起点距支座边缘距离(mm)—250+650=900弯起上点处剪力设计值V2(kN)—266.65(1-900/3809)=203.60是否需第二排弯起筋—V2<V,不需要(四)进行钢筋布置和作材料图(例图5-8)纵筋的弯起和截断位置由材料图确定,故需按比例设计绘制弯矩图和材料图。
A支座按计算可以配弯钢筋,本例中仍将②号钢筋在A支座处弯起。
例图5-81.按比例画出弯矩包络图根据例图5-7,运用材料力学知识可知:AB跨正弯矩包络线曲(a)+(b)确定AB跨最小弯矩由(a)+(b)确定以上x均为计算截面到A支座中心从标原点的距离。
BC跨弯矩由(a)+(d)确定(以c点为坐标原点):选取适当比例和坐标,即可绘出弯矩包络图。
2.确定各纵筋承担的弯矩跨中钢筋425+220,由抗剪计算可知需弯起220,故可将跨中钢筋分为两种:① 425伸入支座,②220弯起;按它们的面积比例将正弯矩包络图用虚线分为两部分,每一部分就是相应钢筋可承担的弯矩,虚线与包络图的交点就是钢筋强度的充分利用截面或不需要截面。
支座负弯矩钢筋220+222,其中220利用跨中的弯起钢筋②抵抗部分负弯矩,222抵抗其余的负弯矩,编号为③,两部分钢筋也按其面积比例将负弯矩包络图用虚线分成两部分。
在排列钢筋时,应将伸入支座的跨中钢筋、最后截断的负弯矩钢筋(或不截断的负弯矩钢筋)排在相应弯矩包络图内的最长区段内,然后再排列弯起点离支座距离最近(负弯矩钢筋为最远)的弯矩钢筋、离支座较远截面截断的负弯矩钢筋。
3.确定弯起钢筋的弯起位置由抗剪计算确定的弯起钢筋位置作材料图。
显然,②号筋的材料全部覆盖相应弯矩图,且弯起点离它的强度充分利用截面的距离都大于h0/2。
故它满足抗剪、正截面抗弯、斜截面抗弯的三项要求。
若不需要弯起钢筋抗剪而仅需要弯起钢筋后抵抗负弯矩时,只需满足后两项要求(材料图覆盖弯矩图、弯起点离开其钢筋充分利用截面距离≥h0/2)。
4.确定纵筋截断位置②号筋的理论截断位置就是按正截面受弯承载力计算不需要该钢筋的截面(图中D处),从该处向外的延伸长度应不小于20d=400mm,且不小于1.3h0=1.3×660mm=858mm;同时,从该钢筋强度充分利用截面(图中C处)和延伸长度应不小于1.2l a+1.7h0=1.2×661+1.7×660=1915mm。
根据材料图,可知其实际截断位置由尺寸1620mm控制。
③号筋的理论截断点是图中的E和F,其中20d=440mm;1.2l a+h0=1.2×728+660=1534mm。
根据材料图,该筋的左端截断位置由1534mm控制。
(五)绘梁的配筋图梁的配筋图包括纵断面图、横断面图及单根钢筋图(对简单配筋,可只画纵断面图或横断面图)。
纵断面图表示各钢筋沿梁长方向的布置情形,横断面图表示钢筋在同一截面内的位置。
1.按比例画出梁的纵断面和横断面。
纵、横断面可用不同比例;当梁的纵横向断面尺寸相差悬殊时,在同一纵断面图中,纵横向可选用不同比例。
2.画出每种规格钢筋在纵、横断面上的位置并进行编号(钢筋的直径、强度、外形尺寸完全相同时,用同一编号)。
(1)直钢筋①425全部伸入支座,伸入支座的锚固长度l as≥12d=12×25=300mm。
考虑到施工方便,伸入A支座长度取370-30=340mm;伸入B支座长度取300mm。
故该钢筋总长=340+300+(7000-370)=7270mm。
(2)弯起钢筋②220根据作材料图后确定的位置,在A支座附近弯上后锚固于受压区,应使其水平长度≥10d=10×20=200mm,实际取370-30+50=390mm,在B支座左侧弯起后,穿过支座伸至其端部后下弯20d。
该钢筋斜弯段的水平投影长度=700-25×2=650mm (弯起角度,该长度即为梁高减去两倍混凝土保护层厚度)则②筋的各段长度和总长度即可确定。
(3)负弯矩钢筋③222左端按实际的截断位置截断延伸至正截面受弯承载力计算不需要该钢筋的截面之外850mm,大于1.3h0。
同时,从该钢筋强度充分利用截面延伸的长度为1925mm,大于1.2l a+h0。
右端向下弯折20d=440mm。
该筋同时兼作梁的架立钢筋。
(4)AB跨内的架立钢筋可选2φ12,左端伸入支座内370-25=345mm处,右端与③筋搭接,搭接长度可取150mm(非受力搭接)。
该钢筋编号④,其水平长度=345+(7000+-370)—(250+1925)+150=4950mm。
伸臂下部的架立钢筋可同样选2φ12,在支座B内与①筋搭接150mm,其水平长度=1860+185—150—25=1870mm,钢筋编号为⑤。
(5)箍筋编号为⑥,在纵断面图上标出不同间距的范围。
3.为方便施工,绘出单根钢筋图(或作钢筋表)。
详见例图5-8。
4.图纸说明简单说明梁所采用的混凝土强度等级、钢筋规格、混凝土保护层厚度、图内比例、采用尺寸等。
从本书例题可以看出,即使对于这样较简单的钢筋混凝土构件的设计,其计算也是相当麻烦的。
对于复杂的钢筋混凝土结构设计,采用手工计算将耗费大量的人力和时间。
随着计算机的应用和各种软件的开发,从内力计算到配筋图的绘制,读者可以由计算机完成。
[本例题完]。