混凝土課程設(shè)計(jì)--鋼筋混凝土連續(xù)梁設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　鋼筋混凝土連續(xù)梁設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)………………………………………………………1</p><p>　　荷載及內(nèi)力計(jì)算……………………………………………………1</p><p>　　驗(yàn)算控制截面尺寸…………………………………………………4&l

2、t;/p><p>　　根據(jù)正截面承載力計(jì)算縱向鋼筋…………………………………5</p><p>　　根據(jù)斜截面承載力計(jì)算腹筋………………………………………6</p><p>　　裂縫驗(yàn)算……………………………………………………………7</p><p>　　撓度驗(yàn)算……………………………………………………………8</p><p&

3、gt;　　附錄：SMsolver力學(xué)求解器求解彎矩及剪力代碼………………9</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁設(shè)計(jì)</p><p>　　計(jì)算梁的正截面承載力</p><p>　　計(jì)算參數(shù)…………………………………………………………11</p><p>　　內(nèi)力計(jì)算…………………………………………………………11</p>&l

4、t;p>　　正截面配筋計(jì)算……………………………………………………12</p><p>　　截面幾何特征………………………………………………………13</p><p>　　計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失……………………………………………………14</p><p>　　正截面承載力計(jì)算…………………………………………………15</p><p>　　斜截面

5、承載力驗(yàn)算，并確定梁的箍筋……………………………16</p><p>　　使用階段正截面抗裂驗(yàn)算…………………………………………17</p><p>　　使用階段斜截面抗裂度驗(yàn)算………………………………………18</p><p><b>　　附件：截面橫剖面圖</b></p><p>　　鋼筋混凝土連續(xù)梁設(shè)計(jì)</p

6、><p>　　一鋼筋混凝土矩形截面兩跨連續(xù)梁，承受均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值為gk=5.0kN/m (不含自重)，均布活載標(biāo)準(zhǔn)值qk=8.0kN/m ，在每跨三分點(diǎn)處截面還承受集中恒載標(biāo)準(zhǔn)值Gk=40kN，集中活載標(biāo)準(zhǔn)值 Qk=50kN，活載準(zhǔn)永久值系數(shù)ψq=0.5，如圖一所示。砼采用C35，受力縱筋采用HRB500，箍筋采用HPB300級(jí)，按《砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）》設(shè)計(jì)該梁。要求：</p>

7、<p>　　進(jìn)行正截面及斜截面承載力計(jì)算，并確定所需的縱筋、箍筋和彎起鋼筋的數(shù)量。</p><p>　　繪制抵抗彎矩圖和彎矩包絡(luò)圖，并給出各根彎起鋼筋的彎起位置。</p><p>　　驗(yàn)算裂縫是否滿足要求。</p><p>　　驗(yàn)算撓度是否滿足要求。</p><p><b>　?。?、設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)</b><

8、/p><p>　　截面設(shè)計(jì)尺寸 </p><p>　　混凝土C35 </p><p>　　縱筋HRB500 </p><p>　　箍筋HPB300 </p><p><b>　　2、荷載及內(nèi)力計(jì)算</b></p><p

9、><b>　　跨度：</b></p><p><b>　　取兩者的較小者　</b></p><p>　　荷載標(biāo)準(zhǔn)值：均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值為gk=5.0kN/m (不含自重) 自重g=3.4375KN/m</p><p>　　受集中恒載標(biāo)準(zhǔn)值Gk=40kN 均布活載標(biāo)準(zhǔn)值qk=8.0kN/m 集中活載標(biāo)準(zhǔn)值 Qk=50k

10、N</p><p>　　荷載設(shè)計(jì)值：均布恒載設(shè)計(jì)值為g=6.0kN/m (不含自重) 自重g’=4.125KN/m</p><p>　　受集中恒載設(shè)計(jì)值G=48kN均布活載設(shè)計(jì)值qk=11.2kN/m 集中活載設(shè)計(jì)值Qk=70kN</p><p><b>　　荷載情況</b></p><p><b>　?、?/p>

11、恒載情況</b></p><p><b>　　②滿布活載情況</b></p><p><b>　?、蹆H左跨受滿布活載</b></p><p><b>　　④僅右跨受滿布活載</b></p><p><b>　　結(jié)構(gòu)最不利荷載組合</b><

12、/p><p><b>　?、?②</b></p><p><b>　　彎矩圖</b></p><p><b>　　剪力圖</b></p><p><b>　?、?③</b></p><p><b>　　彎矩圖</b>

13、;</p><p><b>　　剪力圖</b></p><p><b>　?、?④</b></p><p><b>　　彎矩圖</b></p><p><b>　　剪力圖</b></p><p>　　3、驗(yàn)算控制截面尺寸</p

14、><p>　　按配置兩排縱筋驗(yàn)算；??；</p><p>　　所以截面尺寸滿足要求?！?lt;/p><p>　　4.根據(jù)正截面承載力計(jì)算縱向鋼筋</p><p>　　跨內(nèi)最大正彎矩，按單筋截面設(shè)計(jì)，采用一排布置。</p><p><b>　　；；</b></p><p>　　滿足要求

15、，即在截面受拉區(qū)配置420，實(shí)配。</p><p>　　中間支座為最大負(fù)彎矩處， ，</p><p><b>　　鋼筋按雙排布置 ；</b></p><p><b>　　若按雙筋截面設(shè)計(jì)：</b></p><p><b>　　選用720，實(shí)配。</b></p>&

16、lt;p>　　5、根據(jù)斜截面承載力計(jì)算腹筋</p><p><b>　　（1）支座兩端處</b></p><p>　　支座邊緣處最大剪力設(shè)計(jì)值為，在集中荷載作用下支座邊緣的剪力為</p><p>　　，。所以不需要考慮剪跨比。</p><p><b>　　，按計(jì)算配置腹筋。</b></p

17、><p>　　選用雙肢箍,全長配筋 </p><p><b>　?。?）中間支柱處</b></p><p>　　支座邊緣處最大剪力設(shè)計(jì)值為，所配箍筋和混凝土所能承擔(dān)剪力為</p><p><b>　　??；則</b></p><p>　　在下邊緣彎起一根20的縱筋，</p&g

18、t;<p>　　鋼筋彎起點(diǎn)距中間支座邊緣的距離為，彎起點(diǎn)處的剪力設(shè)計(jì)值為</p><p>　　。所以只需配一排彎起鋼筋，即可滿足斜截面受剪承載力</p><p><b>　　6.裂縫驗(yàn)算</b></p><p>　　該構(gòu)件允許出現(xiàn)裂縫，按三級(jí)抗裂計(jì)算，按荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合計(jì)算。</p><p>　　（1）跨

19、內(nèi)彎矩最大處</p><p>　　鋼筋應(yīng)力為 </p><p>　　矩形截面受彎件下半截面受拉 </p><p>　　又因?yàn)?</p><p><b>　　換算鋼筋直徑</b></p><p><b>　　滿足抗裂要求。</b></

20、p><p>　　（2）支座2處最大負(fù)彎矩</p><p>　　鋼筋應(yīng)力為 </p><p>　　矩形截面受彎件上半截面受拉 </p><p>　　又因?yàn)?</p><p><b>　　換算鋼筋直徑</b></p><p><b>

21、　　故滿足抗裂要求。</b></p><p><b>　　7.撓度驗(yàn)算</b></p><p>　　按荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合計(jì)算的跨內(nèi)最大彎矩</p><p><b>　?。?）短期剛度</b></p><p><b>　?。?）撓度增大系數(shù)</b></p>

22、<p><b>　　根據(jù)《規(guī)范》，取</b></p><p>　?。?）受彎構(gòu)件的剛度</p><p><b>　　（4）跨中撓度</b></p><p><b>　　允許撓度為</b></p><p><b>　　故撓度滿足要求。</b>&

23、lt;/p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　SMsolver力學(xué)求解器求解彎矩及剪力代碼</p><p>　　注：當(dāng)求解只有左跨或者右跨受滿布活載時(shí)，只需刪掉對(duì)應(yīng)活載部分。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁設(shè)計(jì)</p><p>　　一多層房屋的預(yù)應(yīng)力混凝土屋面梁，構(gòu)件及截面

24、尺寸如圖二所示。先張法施工時(shí)在工地臨時(shí)臺(tái)座上進(jìn)行，在梁的受拉、受壓區(qū)采用直徑10mm的熱處理45Si2Cr直線預(yù)應(yīng)力鋼筋。分別在梁的受拉、受壓區(qū)采用錐形錨具一端同時(shí)超張拉鋼筋。養(yǎng)護(hù)時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋與張拉臺(tái)座溫差為250C，混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度以后放松預(yù)應(yīng)力鋼筋，混凝土采用C40，非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用HPB235鋼筋。現(xiàn)已知該梁為一般不允許出現(xiàn)裂縫構(gòu)件，承受均布恒栽標(biāo)準(zhǔn)值為gk=16KN/m(含自重)，均布活載標(biāo)準(zhǔn)值qk=12KN/m，活載準(zhǔn)永久值

25、系數(shù)Ψk=0.5，按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）》設(shè)計(jì)該梁。要求：z（１）進(jìn)行正截面承載力計(jì)算，估算縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋，并根據(jù)構(gòu)造要求估算非預(yù)應(yīng)力鋼筋。（２）計(jì)算總預(yù)應(yīng)力損失。（３）進(jìn)行梁的正截面承載力計(jì)算，確定梁的縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋。（４）進(jìn)行梁的斜截面承載力計(jì)算，確定梁的箍筋。（５）驗(yàn)算梁的使用階段正截面抗裂能力是否滿足要求。（６）驗(yàn)算梁的使用階段斜截面抗裂能力是否滿足要求。（７）

26、驗(yàn)算梁的使用階段撓度是否滿足要求。（８）驗(yàn)算梁在施工階段強(qiáng)度及抗裂能力是</p><p>　　一、計(jì)算梁的正截面承載力，估算縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋，并根據(jù)構(gòu)造要求估算預(yù)非應(yīng)力鋼筋</p><p><b>　　計(jì)算參數(shù)</b></p><p>　　C45混凝土： </p><p><b>　??？</b&

27、gt;</p><p>　　螺旋肋消除應(yīng)力鋼絲： </p><p>　　HRB335非預(yù)應(yīng)力鋼筋： </p><p>　　施工條件：構(gòu)件為“一般不允許出現(xiàn)裂縫構(gòu)件”，允許撓度為L/250,當(dāng)時(shí)，放張預(yù)應(yīng)力筋。</p><p><b>　　內(nèi)力計(jì)算</b></p><p><b>

28、;　　跨中最大彎矩：</b></p><p><b>　　支座截面處最大剪力</b></p><p>　　3. 正截面配筋計(jì)算</p><p>　　按翼緣位于受壓區(qū)的T形截面計(jì)算。計(jì)算時(shí)可先假定中和軸位于翼緣內(nèi)，按寬度的矩形截面計(jì)算，然后再核算與假定是否相符。</p><p>　　構(gòu)件達(dá)到正截面承載力極限狀態(tài)

29、時(shí)，受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋，無論受拉或受壓，其應(yīng)力都較小，在配筋計(jì)算時(shí)可忽略不計(jì)，則本題可按單筋矩形計(jì)算。</p><p>　　考慮彎矩較大，受拉區(qū)可采用雙排布置預(yù)應(yīng)力筋。根據(jù)構(gòu)造要求?。?lt;/p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　與假定相符。</b></p><p>　　考慮

30、到抗裂性等要求，選配，并選，根據(jù)構(gòu)造要求，預(yù)拉區(qū)縱向鋼筋配筋率應(yīng)滿足</p><p><b>　　即； </b></p><p>　　受拉受壓區(qū)選配同樣的非預(yù)應(yīng)力鋼筋：選配210 ，即：</p><p>　　配筋圖—1（詳圖見附件） 截面特征圖—2</p><p>　　4. 截面幾何特征（見圖-2）</p

31、><p>　　表中：—各截面的重心至底邊的距離；</p><p>　　—各截面的重心至換算截面重心的距離；</p><p>　　—各截面對(duì)其自身重心的慣性矩；</p><p>　　—預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土的模量比 </p><p><b>　??；</b></p><p>　　—非預(yù)

32、應(yīng)力鋼筋與混凝土的模量比 </p><p><b>　　；</b></p><p><b>　　換算截面面積：,</b></p><p>　　換算截面重心至底邊的距離為:</p><p><b>　　換算截面慣性矩為：</b></p><p><b

33、>　　二、計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失</b></p><p>　　先張發(fā)構(gòu)件熱處理鋼筋超張拉：</p><p><b>　　(低松弛情況)</b></p><p><b>　　第一批預(yù)應(yīng)力損失：</b></p><p>　　扣除第一批預(yù)應(yīng)力損失后，預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力；</p>&l

34、t;p>　　受拉區(qū)，受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)處混凝土的法向應(yīng)力。</p><p>　　配筋率： </p><p><b>　　∴ </b></p><p><b>　　第二批預(yù)應(yīng)力損失：</b></p><p><b>　　總預(yù)應(yīng)力損失為：</b></p&

35、gt;<p>　　三、正截面承載力計(jì)算</p><p><b>　　1、消壓狀態(tài)時(shí)：</b></p><p><b>　　2、鑒別中和軸位置</b></p><p>　　當(dāng)受壓區(qū)混凝土破壞時(shí)，受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力為：</p><p><b>　　為拉應(yīng)力</b>&l

36、t;/p><p><b>　　在受壓區(qū)有</b></p><p>　　屬于第Ⅰ類截面，中和軸位于受壓翼緣內(nèi)。</p><p><b>　　3、計(jì)算承載力</b></p><p>　　正截面承載力滿足要求。</p><p>　　四、斜截面承載力驗(yàn)算，并確定梁的箍筋</p>

37、;<p><b>　　（1）確定梁的箍筋</b></p><p><b>　　a) 截面尺寸復(fù)核</b></p><p><b>　　截面腹板凈高為：</b></p><p>　　截面尺寸滿足條件要求。</p><p>　　b)計(jì)算箍筋數(shù)量及間距</p>

38、;<p><b>　　對(duì)均布荷載有：</b></p><p><b>　　又</b></p><p><b>　　需按計(jì)算配箍筋。</b></p><p>　　選用雙肢，=358.79mm</p><p>　　根據(jù)構(gòu)造要求350mm，取S=300mm。</p

39、><p><b>　　選用雙肢箍筋。</b></p><p>　?。?）驗(yàn)算斜截面承載力</p><p>　　斜截面抗剪承載力足夠。</p><p>　　五、使用階段正截面抗裂驗(yàn)算</p><p>　?、?扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后鋼筋的合力：</p><p>　　② 混凝土下邊緣的

40、預(yù)壓應(yīng)力：</p><p><b>　?、?抗裂驗(yàn)算：</b></p><p>　　所以構(gòu)件一般不開裂要求，即正截面抗裂度滿足要求。</p><p>　　六、使用階段斜截面抗裂度驗(yàn)算</p><p>　　沿構(gòu)件長度方向，均布荷載作用下簡支梁支座邊緣處剪力為最大，并且沿截面高度其主應(yīng)力在1-1，2-2，3-3處較大（如圖-

41、3），因而，必須逐次地對(duì)以上3處做主應(yīng)力驗(yàn)算。</p><p><b>　　驗(yàn)算截面圖-3</b></p><p><b>　　（1）計(jì)算剪應(yīng)力</b></p><p>　　由材料力學(xué)中剪應(yīng)力計(jì)算公式得：</p><p><b>　?。?）計(jì)算正應(yīng)力</b></p>

42、<p>　　在支座截面處，荷載引起的彎矩為零，所以其正應(yīng)力也應(yīng)為零，而由預(yù)應(yīng)力引起的正應(yīng)力按下式計(jì)算：</p><p><b>　　則：</b></p><p>　?。?）計(jì)算主拉應(yīng)力及主壓應(yīng)力</p><p>　　所以各截面的應(yīng)力為：</p><p><b>　　（4）驗(yàn)算抗裂度：</b&