精选西南交通大学钢筋混凝土伸臂梁课程设计92#题

1、钢筋混凝土伸臂梁设计姓名：XXX学号：XXX班级：XXX 指导老师：XXX设计时间：XXX TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 1、钢筋混凝土伸臂梁设计任务书 1 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 2、设计资料3 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 3、内力计算4 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 设计荷载值 4 HYPERLINK l bookmark12 o Current

2、Document 组合工况4 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 包络图6 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 4、正截面承载力计算 7 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 确定简支跨控制截面位置 7 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 配筋计算7 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 5、斜截面承载力计算 10 HYPERLINK l bookmark32

3、o Current Document 截面尺寸复核 10 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 箍筋最小配筋率10腹筋设计10 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 6、验算梁的正常使用极限状态 12 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 梁的挠度验算14挠度限值14刚度14挠度17 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 梁的裂缝宽度验算 177、绘制梁的抵抗弯矩图 19 HYPERLINK l bookmark

4、48 o Current Document 按比例画出弯矩包络图 19 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 确定各纵筋及弯起钢筋 20 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 确定弯起钢筋的弯起位置 20 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 确定纵筋的截断位置 201、钢筋混凝土伸臂梁设计任务书（编写：潘家鼎 2013.10.26）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

5、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370mnS砖墙上的钢筋混凝土伸臂梁，如图1所示。gk q1kgk q2k_EtrAh_ B C185 L185185 l_） 185l 1 12图1梁的跨度、支撑及荷载图中：11 梁的简支跨计算跨度；1 2梁的外伸跨计算跨度；q 1k 简支跨活荷载标准值；q 2k外伸跨活荷载标准值；g k=g1k+g2k 梁的永久荷载标准值。g 1k梁上及楼面传来的梁的永久荷载标准值（未包括梁自重）。g 2k 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

6、级，梁上承受的永 久荷载标准值（未包括梁自重）gk1=21kN/m设计中建议采用HRB50CM别的纵向受力钢筋，HPB30CM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.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。.进行梁的正截面抗弯承载力计算，并选配纵向受力钢筋。.进行梁的斜截面抗剪承载力计算，选配箍筋和弯起钢筋。.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。.根据有关正常使用要求，进行梁的裂缝宽度及挠度验算；.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

7、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.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。.绘制3#图幅的梁抵抗弯矩图和配筋图一张，比例自拟。图纸应内容齐全，尺寸无误，标注规范，字迹工整，布局合理，线条清晰，线型适当。.完成时间：17周周五之前上交。六、参考文献：.建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068- 2001.混凝土结构设计规范 GB50010-2010.混凝土

8、结构设计原理教材注：相比所学教材的规范版本，本设计所采用的主要规范（见上，请各位同学到网上下载电子版规范）为规范的新版本，设计中应注意在材料等级、计算公 式、构造要求等方面均有一定的差别。七、题目分组本设计按梁的几何尺寸、荷载大小和材料强度等参数进行分组，每位同学根 据自己在教学班的序号，采用相应号码的题号及设计参数设计：注：指导教师可根据需要，调整各题号的设计参数。查表得设计参数如下:1 丁 PPJ受荷载标准值简支跨度悬臂跨度截面尺寸混凝土等级q1k(kN/m)q2k(kN/m)l 1(m)12(m)bxh(mm mm)92455062300X650C352、设计资料某支承在370mnS砖墙

9、上的钢筋混凝土伸臂梁，如图1所示gk、qikgk ?2kta小 BC185j1 185185 l_) 185l 图1梁的跨度、支撑及荷载图中：11梁的简支跨计算跨度6m 2梁的外伸跨计算跨度2mq 1k简支跨活荷载标准值45kN/m；q 2k外伸跨活荷载标准值50kN/m；g k=g1k+g2k梁的永久荷载标准值。g 1k梁上及楼面传来的梁的永久荷载标准值（未包括梁自重）。g 2k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）gk1=21kN/m采用HRB50制别的纵向受力钢筋，HPB30制别的箍筋，梁的混凝土为C35, 截面

10、尺寸为300X 650mm|23、内力计算设计荷载值梁的自重荷载标准值：g2k=0.3 X 0.65 X 25=4.875kN/m梁的自重荷载设计值：g2=1.2 X4.875=5.85kN/m梁的永久荷设计值：g=1.2 X21+5.85=31.05kN/m简支梁跨中活荷载：q 1=1.4 x 45=63kN/m外伸跨活荷载设计值：q2=1.4 x 50=70kN/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 X 4.875+1.0 X21=25.875kN/m组合工况荷载效应计算时，应注意伸臂端上的荷载对跨

11、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 下列三种情况：包载作用情况之一（如图下图）：简支跨和外伸跨均作用最大值。g1 CAB图 2.2.1 包载作用情况之二（如图下图）：简支跨作用最大值，外伸跨作用最小值。H川II插露插出而 CAB图 2.2.2 包载作用情况之三（如图下图）：简支跨作用最小值，外伸跨作用最大值。ngCB图 2.2.3可变荷载（活载）设计值qi、q2的作用位置有三种情况: 活载作用位置之一（如图下图）：简支跨作用活载qi,外伸跨无活载。q1一cAB图 2.2.4活载作用位置之二（如图下图）：简支跨无活载，外伸跨作用活载

12、q2图 2.2.5活载作用位置之三（如图下图）：简支跨作用活载qi,外伸跨作用活载q2图 2.2.6求简支跨（AB跨）跨中最大正弯矩按+组合, 求简支跨（AB跨）跨中最小正弯矩按+组合, 求支座B的最大负弯矩按+组合， 求支座A的最大剪力按+组合， 求支座B的最大剪力按+组合，按以上组合情况绘制内力图及内力包络图。+组合:图2.2.7 :+组合弯矩图图2.2.8 :+组合剪力图+组合:藜囹图2.2.10 :+组合剪力图图2.2.9 :+组合弯矩图+组合:图2.2.11 :+组合弯矩图图2.2.12 :+组合剪力图2.3包络图由2.2对内力的计算得到弯矩和剪力的包络图如下图2.3.2 :剪力包络

13、图图2.3.1 :弯矩包络图4、正截面承载力计算确定简支跨控制截面位置从工程经验上可知，跨中最大弯矩处距离简支跨跨中距离很小，取简支跨中 位置为简支跨控制截面位置配筋计算AB跨中截面基本数据：截面尺寸为b h 300 650,混凝土强度等级为C35,环境类别为一类，1.0, 1 0.8, fc 16.7N/mm2, ft 1.57N/mm2。 1ct纵向钢筋为 HRB50制别,fy 435N/mm2, b 0.482,Es 2.0 105N/mm2设计弯矩 M max 397.35kN m按相关规范当混凝土等级大于C25,环境类别为一类时混凝土保护层厚度至 少为20mm本设计取为c=25mm布

14、置成两排。假设 as取 65mm h0=has=650 65=585mm计算纵向受拉钢筋面积As：0.232M397.35 1062, _ 21fcbh01.0 16.7 300 5851.1 2 0.232 0.268a 1 fcbh。AsF435验算使用条件:0.268 b0.482（非超筋梁） ft minmax0.2%,0.45 100%fy1.57max0.2%,0.45100%4351.0 0.268 16.7 300 58521805.67mm B支座截面基本数据：截面尺寸为b h 300 650,混凝土强度等级为C35,环境类别为一类,1 1.0,1 0.8, fc 16.7N

15、/mm2, ft 1.57N/mm2。max0.2%,0.13%0.2%As 1805.671.03%bh0300585min0.2%（非少筋梁）通过上述计算,选配6叠20钢筋.，双排布置，A=1884m2n截面复核:箍筋预选双肢8,1256 (258 10) 628 (25 8 20 25 10)188458mmh0 h as 650 58 592 mmfyAs1 fcb435 18841.0 16.7 300163.58mmMu1fcbx(h0 -) 1.0 16.7 300 163.58 (592 163.58)22418.14kN mx 163.58h05920.2760.482 （非

16、超筋梁）Asbh018841.06%300 592min0.2% （非少筋梁）纵向钢筋为 HRB50制别,fy 435N/mm2, b 0.482,Es 2.0 105N/mm2。设计弯矩 Mmax 202.10kN m按相关规范当混凝土等级大于C25,环境类别为一类时混凝土保护层厚度至 少为20mm本设计取为c=25mm预选纵向受拉钢筋直径为22,布置成一排。22则as 25 36mm, h0 h as 650 36 614mm。计算纵向受拉钢筋面积As：Ms21 fcbh01.1 2 s1.1 2 0.1070.1131 fcbh0Ask0 0.113 16.7 300 614 799.0

17、9mm2435202.1 106 2 0.107 1.0 16.7 300 6142验算使用条件:0.113 b0.482（非超筋梁）min max 0.2%,0.45ftfy100%1.57max0.2%,0.45100%435max0.2%,0.13%0.2%Asbh0799 090.434%300614min0.2%（非少筋梁）通过上述计算,选配3至20钢筋.，单排布置，A=942m2n截面复核:箍筋预选双肢208,贝U as 25 8 43mm 2h0 h as650 43 607 mmfyAsx 1 fcb435 94281.79mm1.0 16.7 300 TOC o 1-5 h

18、z x81.79Mu 1fcbx(h0 -) 1.0 16.7 300 81.79 (607)22231.97 kN mxh0Asbho942 八300 607min0.2% （非少筋梁）81-79- 0.135 b 0.482 (非超筋梁) 6075、斜截面承载力计算5.1截面尺寸复核当h/b 时，应满足V 0.25 B cfcbh。否则，可酌情增大截面尺寸或 提高混凝土强度等级。2 592 1.97 4b 300Vmax 315.83kN0.25 cfcbh00.25 1.0 16.7 300 592 741.48kNc cVmax 0.25 c，满足要求箍筋最小配筋率Vc 0.7 ftb

19、h0 0.7 1.57 300 592 195.18kN cVmax 315.83kN Vc 195.18kN ,需要按计算配箍筋。腹筋设计查规范，当 500 h 800 时，smax 250mm选用双肢8200m箍筋，Asv2250.3mm ,n 2, fyv 270N / mmsv%界归0.17%bs 300 200sv,min 0.24；0.24 yv1.572700.14% (可以)Vcs 0.7ftbh00.7 1.57300 5925922002 50.3 270275.58kN支座边缘最大剪力V 315.830.185315.83 248.47298.43kNAV VcsA cs

20、sb _ _ _0.8fySin sb(298.43 275.58) 0.8 435 sin45103292.86mm弯起两根120, Asb 628mm2取弯起钢筋弯终点到支座边缘的距离为Si50mm ,则第一根弯起钢筋起弯点处的剪力最大值为Vi 298.43 (50 607 43)315.83 248.476000240.68kN Vcs 275.58kN因此以上的弯起方式可行。6、验算梁的正常使用极限状态正常使用极限状态下，使用准永久组合计算裂缝和挠度。(1)包载作用情况：简支跨和外伸跨均梁的永久荷设计值:21+4.875=25.875kN/m。25.875图5.1 :恒载图示(2)活载

21、作用位置之一：简支跨作用活载 qik45kN/m,外伸跨无活载。图5.3 :活载qik作用2025刖 m图5.4 :活载qik作用弯矩图(3)活载作用位置之一：外伸跨作用活载 q2k60kN/m,简支跨无活载。53例/用图5.5 :活载q2k作用图5.6 :活载q2k作用弯矩图取准永久组合系数为=0.4。(1)简支跨跨中下挠的最不利情况为图5.1 +图5.3 :简支跨跨中最大弯矩为：Mm MGkMQk90.56 0.4 202.5 171.56kN mqGkQk(2)外伸跨C端上挠最不利情况为图5.1+图5.3:B支座最大弯矩为：M M M 51.75 0.4 0 51.75kN m qBGk

22、Qk简支跨跨中最大弯矩为：MMGkMQk90.56 0.4 202.5 171.56kN mqGkQk(3)外伸跨C端下挠的最不利情况为图5.1 +图5.5 :B支座最大弯矩为：MqBMGkMQk51.75 0.4 100 91.75kN m简支跨跨中最大弯矩为：MqMGkMQk90.56 0.4 50 70.56kN m6.1梁的挠度验算6.1.1挠度限值规范规定，当构件计算跨度l 7m时，挠度极限值fmaxO计算悬臂构200件挠度极限值时，计算跨度lo按实际悬臂长度的2倍取用。简支跨跨中挠度极限值f1,maxC端的挠度极限值f2,max2 12 -200112002600030mm6.1.

23、2 刚度(1)简支跨刚度查规范ftk2.20N /mm2, Ec 3.15cEsEc2.0 1054 6.3493.15 104情况一图5.1 +图5.3组合:Asbh018840.0106300 592Aste0.5bhMq中sq200200020020mm104N /2mm , Es 2.0s_52105N/mm2/票嬴0.01930.87hoAs171.56 1062176.80 N/mm 0.87 592 18841.1 0.65ftk1.10.652.2te sq0.0193 176.800.681 0.2 且1.0梁的短期刚度国：口EsAsh。2Bs1_ _ _1.150.2 6

24、E2.0 105 1884 59229.5211.15 0.681 0.2 6 6.349 0.010613210 N mm挠度增大系数当0时，取 2.0,梁的刚度Bs1s1Bl19 4.761 10、mm2 2情况二图5.1 +图5.5组合:1884bhg 300 5920.0106teAs0.5bh18840.5 300 6500.0193sqMq中70.56 1060.87hAs0.87 592 1884272.72N/mm21.1 0.65ftk1.12.2te sq0.65 0.081 0.20.0193 72.72取为0.2梁的短期刚度Bs2：2EsAsh。Bs21.150.2 6

25、 e_522.0 105 1884 59221.15 0.2 0.26 6.349 0.0106_1421.584 10 N mm2挠度增大系数当0时，取 2.0,梁的刚度B|2Bs2一141.584 1013 m7.919 10 N2 mm(2)外伸跨刚度外伸跨C端上挠As942bhg 300 6070.0052A _ te _0.5bh 0.5942300 6500.0097sq取为MqB0.87hgAs1.1 0.650.251.75 1060.87 607 9421.1 0.65te sq梁的短期刚度小:2104.03N/mm22.20.317 0.20.0097 104.03Bs3E

26、sAA2 1150.2 6 e2.0 105 942 60721.15 0.2 0.2 6 6.349 0.00521421.105 1014N mm2挠度增大系数当0时，取梁的刚度Bs3 1.105210145.52613210 N mm外伸跨c端下挠9420.0052bhg 300 607teAs0.5bh9420.00970.5 300 650MqBsq0.87h0 As91.75 1062184.44N/mm0.87 607 9421.1 0.65ftk1.10.652.20.301te sq0.0097 184.440.2且1.0梁的短期刚度R4：Bs4EsAsh。21.150.2

27、6 e2.0 105 942 60721.15 0.301 0.2 6 6.349 0.00529.327 1013N mm2挠度增大系数当0时，取 2.0 ,梁的刚度Bs49.327Bi4213-0- 4.6641013N2 mm6.1.3 挠度(1)简支跨跨中挠度425 (9k 0.4q1k)l1M bLf1384B1116Bn5 43.875 60004 51.75 106 60002384 4.761 101316 4.761 101313.11mm f-max 30mm,满足要求(2)外伸跨C端向上挠度34(gk 0.4qk)l1 l2 g/224Bn8Bl3MbL123Bl143.

28、875 60003 2000 25.875 2000451.75 106 6000 200024 4.761 10138 5.526 101311.30mm f2,max20mm,满足要求3 4.761 1013(3)外伸跨C端向下挠度(gk)l1324Bl225.875Mb, 3Bl2 60003l224 7.919 10138Bl491.75 106 60003 7.919 10132000(25.875 0.4 50) 200048 4.664 10130.72mm f2 max 20mm,满足要求,I max6.2梁的裂缝宽度验算对于一类环境，三级裂缝控制等级,wlim0.3mm(1)

29、 简支跨最大裂缝宽度构件受力特征系数cr521.9 , Es 2.0 10 N/mm , c25mm , deq 22mmtesqAsbhg1884300 592As0.5bhMq中0.010618840.5 300 6500.01930.87hbAs171.56 1062176.80 N/mm 0.87 592 18841.1 0.65ftk1.1 0.652.20.681te sq0.0193 176.800.2且1.0wmaxcr(1.9CEsd eq0.08q)te1.9 0.681176.802.00.149mmwlim5 (1.9 25 0.08100.3mm,满足要求200.0193)(2)外伸跨最大裂缝宽度teAs0.5bha 9420.0052bh0300 607942942 0.00970.5 300 650sqMqB0.87hAs91.75 1060.87 607 942一 ,2184.44N/mm1.1 0.65ftk1.10.652.2te sq0.0097 184.440.301 0.2 且1.0sqeqWmaxcr (1.9c 0.08 )Este184.44