混凝土课程设计任务书西南交大

1、课程设计课程名称：混凝土结构设计原理设计题目：钢筋混凝土T形截面简支梁设计姓 名 龙国富 学 号 20137433 班 级 道路桥梁与渡河工程3班指导老师 严传坤 西南交通大学 2015年 6 月目录1. 设计资料32.设计任务33设计内容53.1拟定截面尺寸53.2内力计算63.3正截面承载力计算73.4翼缘板承载力计算83.5腹筋设计83.6斜截面抗剪承载力复核93.7正截面抗弯承载力复核103.8斜截面抗弯承载力复核103.9验算裂缝宽度和挠度11参考文献：12钢筋混凝土简支梁设计任务书题目: 13 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

2、），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11m20m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： 材料：采用C30混凝土，纵筋采用HRB400钢筋；箍筋采用HPB300钢筋。 荷载：面活载标准值，恒载仅考虑自重，其标准值按照的容重进行计算。 截面尺寸：取翼缘宽度，其他尺寸根据荷载大小自行拟定。2.设计任务 1.拟定梁的截面尺寸。 2.进行内力（M、V）计算，作内力图。 （按可变荷载控制进行荷载组合） 3.正截面承载力计算，选配纵向受力钢筋并复核。 设计翼缘板上边缘的横向钢筋以保证悬臂板的横向抗弯承载力。 4.腹筋设计，要求

3、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，要求能完整准确地表达配筋情况。 7.验算该梁的裂缝宽度和挠度。3设计内容查表：c = 20mm 0=1.0 ft=1.43 N/mm2 fc=14.3 N/mm2 fy=360 N/mm2 f'y=360 N/mm2 fyv=270 N/mm2 1=1.0 b=0.518 3.1拟定截面尺寸伸缩缝宽：l=lt=1.2×10-5×13×103×40=6.24mm基本锚固长度：lab=fyftd=0.14×3601.

4、43×25=881.12mm (先假设钢筋直径为25mm)计算跨度：l0=l-l-lab=13000-6.24-881.12=12112.64mm净跨：ln=l-l-2lab=13000-6.24-2×704.90 =11231.52mmh=116l0=116×12112.64=757.04mmb=14h=14×757.04=189.26mm初步拟定截面尺寸为:b×h=200mm×800mm h'f=150mm b'f=1000mm，为布筋需要，将布筋区进行马蹄形加宽如图： b'f=1000mm h'f

5、=150mm h=800mmb=200mm3.2内力计算 qk=35kN/m gk=8.25kN/m l l0 ln Q=1.4 G=1.2活载：qk=qk×b'f=35kN/m2×1000×10-3 =35kN/m 恒载：gk=q×A=25kN/m3×0.33=8.25kN/m活载设计值：q=Qqk=1.4×35=49kN/m恒载设计值：g=Ggk=1.2×8.25=9.9kN/m弯矩设计值计算：梁上无偶然荷载，只需考虑荷载的基本组合。按照荷载基本组合的原则，应考虑活荷载为主的荷载组合和恒荷载为主的荷载组合两种情况

6、，选其中较大者进行配筋计算，题目要求 “按可变荷载控制进行荷载组合”设计使用年限为50年0=1.0 L=1.0当以活荷载为主时Q=1.4 G=1.2 跨中截面最大弯矩设计值M=180QLqk+ Ggkl02=18×1.0×1.4×1.0×35+ 1.2×8.25×12.112642=1080.2kN·m因此弯矩设计值Mmax=M=1080.2kN·m 弯矩图剪力设计值计算：剪切破坏一般出现在支座内边缘处，故应选择该截面用净跨长进行抗剪配筋计算。由活荷载为主时，0=1.0 L=1.0 Q=1.4 G=1.2，该截面的

7、剪力设计值 V1=120QLqk+ Ggkln=12×1.0×1.4×1.0×35+1.2×8.25×11.23152 =330.8kN 因此剪力值Vmax=V=330.8kN Vmax Vmax 剪力图3.3正截面承载力计算考虑双排布筋，拟定as=65mmh0=h-as=800-65=735mmMu=1fcb'fh'fh0-h'f2=1.0×14.3×1000×150×735-1502=1415.7kN·m>M=1080.2kN·m所以，属第一

8、类T型截面计算纵向受拉钢筋截面面积：s=M1fcb'fh20=1080.21.0×14.3×103×1000×10-3×(735×10-3)2=0.1398=1-1-2s=1-1-2×0.1398=0.151< b=0.518As=1fcb'fh0fy=1.0×14.3×1000×0.151×735360=4408.6mm2min=0.2%>0.45ftfy=1.79×10-3As>minbh=0.2%×200×800=3

9、20mm2 选8 28进行配筋 正截面复核：As=4926mm2 fyAs=360×10××d22=360×4926 =1773.4kN<1fcb'fh'f=2145kN属第一类T型截面x=fyAs1fcb'f=360×49261.0×14.3×1000=124mm<h'f=150mmMu=fyAs(h0-x2)=360×4926×735-56.95=1202.4kN·m>1080.2kN·m截面安全3.4翼缘板承载力计算及配筋qk=3

10、5kN/m gk=25×0.15×(l-l)=48.73kN/m2 M=0QLqk+ Ggk×(500-100)×10-3)22=1.0×1.4×1.0×35+1.2×48.73×0.08=8.6kN·m取as=35h0=150-35=115mm 1fcbxh0-x2=M x=0.4mm As=1fcbxfy=208.2mm2 所需钢筋面积很小，所以只需考虑构造配筋即可此翼缘板采用82003.5腹筋设计界面限制条件：0.30fcbh0=0.3×1.0×14.3×20

11、0×735=630.63kN>V=330.8kN混凝土抗剪承载力：Vc=cvftbh0=0.7×1.43×200×735=147.147kN <330.8kN最小配箍率：sv,min=0.24×ftfyv=0.24×1.43270=0.13% 选用双肢箍8200sv=Asvbs=100.5200×200=0.25%>sv,min=0.13% 符合最小配箍率要求Vcs=Vc+Vsv=cvftbh0+fyvAsvsh0=147.147+99.72=246.9kN <V=330.8kN配置弯起筋：取s=45

12、°AsbV-Vcs0.8fysins=330.8-246.9×1030.8×360×sin45°=264.7mm2 将抵抗正弯矩的1号钢筋弯起1 28（Asb1=(d2)2=615.8mm2）,弯起筋水平投影长度为：m=h-2(as+28)=800-2×93=614mm,支座边沿到第一批弯起筋上弯点的距离取n=200mm<smax=250mm,所以支座边沿到第一批弯起筋下弯点的距离为s1=200+614=814mm验算弯起点斜截面：V1=12×q+gln×10-3-2s1×10-3=12×

13、58.9×9.6=282.8kN>Vcs=246.9kN所以需要设置第二批弯起筋，将抵抗正弯矩的2号钢筋弯起1 28（Asb2=(d2)2=615.8mm2），则该批弯起筋下弯点到支座边沿的距离为：s2=2s1=1628mm验算弯起点斜截面：V2=12×q+gln×10-3-2s2×10-3=12×58.9×8=234.9kN<Vcs=246.9kN该截面满足受剪承载力要求，所以该梁只需配置两批弯起筋。3.6斜截面抗剪承载力复核hwb=650÷200=3.25<4 0.30fcbh0=0.3×1.

14、0×14.3×200×735=630.63kN>V=330.8kN所以截面尺寸和混凝土强度等级适合sv,min=0.24×ftfyv=0.24×1.43270=0.13% sv=Asvbs=100.5200×200=0.25%>sv,min=0.13% 满足要求，也满足构造要求Asb1=Asb2=(d2)2=615.8mm2 Vu1=Vcs+Vsb=Vcs+0.8fyAsbsin45°=246.9+0.8×360×615.8×0.71×10-3=372.3kN>V=3

15、30.8kN 所以斜截面抗剪承载力满足要求。由于弯起钢筋为同种型号，且梁的支座边缘处剪力最大，所以支座边缘处斜截面抗剪承载力合格，则整根梁均合格。3.7正截面抗弯承载力复核第一批弯起筋弯起点设计弯矩：M1=12×q+g·l0×s1+lab2-s1+lab2·q+g·s1+lab22=12×58.9×12.11×1.3-1.3×58.9×1.32=401.2kN·m 第一批弯起筋弯起点的抵抗弯矩：Mu1=34Mu=34×1202.4=901.8kN·m>M1 第

16、二批弯起筋弯起点设计弯矩：M2=12×q+g·l0×(s2+lab2)-(s2+lab2)·q+g·(s2+lab2)2=12×58.9×12.11×2.1-2.1×58.9×2.12=611.9kN·m 第二批弯起筋弯起点的抵抗弯矩：Mu2=78Mu=78×1202.4=1052.1kN·m>M2 所以正截面抗弯承载力符合要求。3.8斜截面抗弯承载力复核s3=ln2-s2=3987.8mm>h02=367.5mm 第二批弯起筋弯起点的抵抗弯矩：Mu2=

17、78Mu=78×1202.4=1052.1kN·m M2=12×q+g·l0·X-X·q+g·X2 当Mu2=M2时，解得X=5.08ms4=X-s1-lab2=5.08-0.814-0.441=3825mm>h02=367.5mm 故斜截面抗弯符合要求。3.9验算裂缝宽度和挠度梁的最大裂缝宽度验算查表：Es=2×105N/mm2 ftk=2.01N/mm2 lim=0.4 cr=1.9 s=M0.87h0As=1080.20.87×735×4926=342.9N/mm2 Ate=0.5b

18、h+bf-bhf=0.5×200×800+400-200×200=1.2×105mm2 te=AsAte=49261.2×105=0.041 =1.1-0.65ftktes=1.1-0.65×2.010.041×342.9=1.01 取1.0max=crsEs1.9cs+0.08deqte =1.9×1.0×342.92×1051.9×23+0.08×280.041 =0.32< lim=0.4 故最大裂缝宽度符合要求梁的最大挠度验算：te=AsAte=49261.2×105=0.041 s=M0.87h0As=1080.20.87×735×4926=342.9N/mm2 =Asbh0=4926200×735=0.034 =1.1-0.65ftktes=1.1-0.65×2.010.041×342.9=1.01 取1.00.2h0=0.2×735=147<h'f=150 取h'f=0.2h0=147mm'f=(b'f-b)h'fbh0=(1000-200)×147200×7