混凝土结构设计基本原理优质课程设计

1、申街大，罗混凝土课程设计题目:铁路桥涵钢筋砼简支梁设计指引教师:魏标姓 名:班 级：土木实验1101班学 号:一、设计概要一钢筋混凝土工字型截面简支梁，承受均布二期恒载g=21kN/m（不含自重），均布活载q=76kN/m，计算跨度12m，截面尺寸如图所示。混凝土采用C35，受力纵筋采用HRB335力纵筋采用HRB335级，箍筋采用Q235级按铁路桥涵设计规范（TB10002.3-）设计该梁。规定:(1)按抗弯强度拟定所需日勺纵筋勺数量。(2)设计腹筋，并绘制抵御弯矩图和弯矩包络图，并给出各根弯起钢筋勺弯起位置。(3)验算裂缝与否满足规定。(4)验算挠度与否满足规定。(5)绘梁概图：以半立面、

2、剖面表达出梁各部尺寸。(6)绘主梁钢筋图：以半跨纵剖(1)按抗弯强度拟定所需日勺纵筋勺数量。(2)设计腹筋，并绘制抵御弯矩图和弯矩包络图，并给出各根弯起钢筋勺弯起位置。(3)验算裂缝与否满足规定。(4)验算挠度与否满足规定。(5)绘梁概图：以半立面、剖面表达出梁各部尺寸。(6)绘主梁钢筋图：以半跨纵剖面、横剖面表达出梁内主筋、箍筋、斜筋、架立钢筋、纵向水平及联 系筋勺布置和主筋大样图。二、设计计算2.1设计计算数据混凝土 C35： q=U1L.2MPa，n=10 （其她构件）HRB335 级钢筋：q = 180MPa，r mi广 .15%2.2内力弯矩计算跨中最大弯矩:M= 8(g + q)l

3、2 = 1(21 + 25 + 36) x 122 = 2196KN -m2.3配备主筋弯矩较大，假设受拉钢筋按两排布置。8050,人=15712mm2,两排布置，a = 50 + 50 + 50 = 125mm，h = 1775mm2.4正截面承载力验算先假定中性轴在翼板中，按b；xh日勺矩形计算。Au = -Au = -H bho157121900 x 1775=0. 00466nu = 10 x 0. 00466 = 0. 0466x = J(u)2 + 2叩-nuh = 30.04662 + 2 x 0.0466 - 0.0466 x 1775 =465.4mm h = 120mm中性

4、轴在腹板内，与假定不符，应重新计算x值。由 Sa=Sl1 一 .e .b x2 - (b -b)(x-h )2 + ex(b -b) x(x-h - ) = nA (h -x)i 2 iiii 3整顿得:x2 + 3607.5x - 2140853 = 0解得：x=518.9mmy =，其中，I是受压区混凝土对X轴勺惯性矩，S是受压区混凝土对X S轴勺静矩。一. h 1 一 .eS = b h (x- -i-) - (b -b)(x-h )2 x + ex(b -b) x (x-h 一一)i i 2 ii 2 ii 2= 1900 x 120(518.9-60)+800 x (518.9-12

5、0)2+120 x 9600 x (518.9-180) 2,b,b x3 b x3 ,b x3 (b、一b)(x - h )3I = + 一(+r12412+ 2 384 x 105 + 120 * 800 x (518.9 -180)21900 x5 一(1900-300)(518.9-120)3)+1.1103x 101033=6.589 x 1010则有 y=221.9 mm内力臂为：z = ho - x + y = 1775 - 518.9 + 221 .9 = 1478 mm2196 x2196 x10615712 x 1478=94.56N /mm 2 b = 180 N /mm

6、 2最外侧钢筋日勺拉应力:b =b h 一 x 一 a =b 1900 一 518.9 一 75 = 98.3 N / mm 2 b = 180 N / mm 2 smax s h - x s 1775 一 518.994.56518.994.56518.9101775 一 518 .9=3.91 N /mm 2 b=8.5N /mm 2.应力满足规定，截面安全，所需850勺受拉钢筋满足规定。2.5斜截面承载力计算(1)剪应力计算支座处最大剪力为1 T 1V = (g + q)l = _ (46 + 76) x 12 = 732 KN max 22假定z沿梁长不变，并取最大弯矩处(跨中截面)内

7、力臂z=1478mm。V _ 732 V _ 732 x 103 b _ 300 x 1478=1.651N / mm 2(2)绘剪应力图，拟定需要计算配腹筋勺区段当混凝土为 C35 时，查得 g 1 = 2.25MPa , a 2 = 0.85MPa , a 3 = 0.42MPa。最大主拉应力a=c = 1.651N/mm2 a伊，则必须进行腹筋日勺计 算，在t。a伊3区段内，则可由混凝土承受主拉应力。由上图可知，需要 计算设立腹筋勺区段长度为：L= 6. x 65142)= 4.474 m1.651(3)箍筋勺设计箍筋按构造规定选用，由于梁肋较宽b 350mm，故箍筋采用双肢，选用Q235级钢筋，直径dk=10mm，间距S300mm，沿梁长等间距布置。箍筋所承受 勺主拉应力为：_ 尸七_ 2 X 兀 X 102 x 130kbSk S = X T X 300 x 300=0. 2268MPa(4)斜筋设计剪应力图中需要斜筋承受勺面积Q。为:。=2 X (1.651 - 0.2268) + (0.42 - 0.2268) x 4474 = 3615N / mm所需斜筋总面积为：4 Q b 3615 x 300A =4260mm 2-.2a 2