簡支伸臂梁設(shè)計課程設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計</b></p><p>　　課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書</p><p>　　題 目: 簡支伸臂梁設(shè)計 </p><p><b>　　一、設(shè)計的目的</b></p><p>　　通過本設(shè)計，使學(xué)生鞏固所學(xué)的梁正截面抗彎承載力

2、計算、梁斜截面抗彎承載力計算以及梁裂縫寬度驗算、撓度驗算等結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本知識，加深對所學(xué)內(nèi)容的理解，并學(xué)會如何將各相關(guān)內(nèi)容成為一個有機的整體，提高分析、解決問題的能力，并為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)。 </p><p>　　二、設(shè)計的內(nèi)容及要求</p><p>　　根據(jù)已知條件計算截面內(nèi)力（彎矩和剪力）；

3、 </p><p>　　根據(jù)設(shè)計彎矩選擇截面尺寸、設(shè)計縱向受力鋼筋； </p><p>　　根據(jù)設(shè)計剪力設(shè)計腹筋（箍筋和彎起鋼筋）； </p><p>　　繪彎矩包絡(luò)圖和材料圖，檢查各截面的正截面抗彎強度； </p>

4、<p><b>　　三、指導(dǎo)教師評語 </b></p><p>　　四、成 績 </p><p>　　指導(dǎo)教師 (簽章) </p><p>　　年 月 日</p><p&g

5、t;<b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p><b>　　一、設(shè)計資料</b></p><p>　　有一矩形截面鋼筋混凝土伸臂梁，如圖1所示，簡支跨A—B的計算跨度為，伸臂跨B—C的計算跨度為，全梁承受均布荷載設(shè)計值為；構(gòu)件的截面尺寸自擬；混凝土強度等級自擬，縱向受力鋼筋采用HRB335或HRB400，箍筋采用HPB235。（參考截面尺

6、寸：）</p><p><b>　　圖1 結(jié)構(gòu)布置圖</b></p><p><b>　　二、設(shè)計要求</b></p><p>　　1、正截面設(shè)計：設(shè)計縱向受彎鋼筋、架立鋼筋；</p><p>　　2、斜截面設(shè)計：設(shè)計斜截面受剪鋼筋（彎起鋼筋和箍筋）；</p><p><

7、;b>　　3、裂縫寬度驗算；</b></p><p><b>　　4、撓度驗算；</b></p><p>　　5、繪制梁的內(nèi)力圖（彎矩、剪力）、抵抗彎矩圖（材料圖）、梁的配筋詳圖。</p><p><b>　　三、時間安排</b></p><p>　　利用課余時間完成，第16周上課

8、前上交。 設(shè)計過程</p><p><b>　　一、基本數(shù)據(jù):</b></p><p>　　q=25 KN/m L1=6m L2=1.5m 取ɑ1=1.0</p><p>　　HPB235: fyv=fy=210N/mm2 C25:fc=11.9 N/mm2 ft=1.27 N/mm2<

9、;/p><p>　　HRB335: fyv=fy=300N/mm2 C30:fc=14.3 N/mm2 ft=1.43 N/mm2</p><p>　　HRB440: fyv=fy=360N/mm2 C35:fc=16.7 N/mm2 ft=1.57 N/mm2</p><p>　　截面尺寸 b×h=250mm×700mm</p

10、><p>　　布鋼筋兩排 h0=h-as=700mm-60mm=640mm</p><p>　　二、求出支座反力： FA=252 KN FB=588 KN</p><p>　　畫出剪力圖、彎矩圖如下：</p><p><b>　　Fs圖（KN）</b></p><p><b>　

11、　M圖（KN·m）</b></p><p><b>　　三、正截面設(shè)計</b></p><p>　　Mmax=255KN·m</p><p><b>　　根據(jù)公式</b></p><p>　　fyAs=ɑ1fcbx ………….①</p>&

12、lt;p>　　Mu=ɑ1fcbx (h0-x/2) ………….②</p><p>　　由②式：255×106=1.0×11.9×250×x×(640-x/2)</p><p>　　解之得：x=152mm</p><p>　　由①式：300×As=1.0×11.9×250×

13、;152</p><p>　　解之得：As=1507mm2</p><p>　　選配縱向受彎鋼筋：6Ⅱ20，As=1884mm2.</p><p>　　驗算: ρmin=0.2% ξb=0.55</p><p>　　是否少筋：As=1884 mm2>ρmin×b×h0</p><p>　　

14、=0.2%×250×640</p><p><b>　　=320 mm2.</b></p><p>　　相對受壓區(qū)高度：x<ξb×h0=0.55×640=352m.</p><p><b>　　均符合要求。</b></p><p>　　其初步縱向配筋圖如

15、下：</p><p>　　最頂上面兩根鋼筋為架立鋼筋。</p><p><b>　　四、斜截面設(shè)計</b></p><p>　　1.彎起鋼筋選用HRB400型鋼筋,箍筋選用HRB235型鋼筋：</p><p>　　HPB235: fyv=fy=210N/mm2</p><p>　　HRB440:

16、fyv =fy=360N/mm2</p><p>　　C25:fc=11.9 N/mm2 ft=1.27 N/mm2</p><p>　　由Fs圖可知最大剪力B支座邊緣處V1=325.8KN/m .</p><p><b>　　2.復(fù)核梁截面尺寸</b></p><p>　　hw=h0=640mm hw/b=640/

17、250=2.56<4 屬于一般梁。</p><p>　　0.25βcfcbh0=0.25×1.0×11.9×250×640=476KN>325.8KN.</p><p><b>　　截面尺寸滿足要求。</b></p><p>　　3.驗算可否按構(gòu)造配筋</p><p>

18、;　　0.7ftbh0=0.7×1.27×250×640=142.24KN<325.8KN. 應(yīng)按計算配置腹筋。</p><p><b>　　4.腹筋配置</b></p><p>　　AB段梁選用Φ8@200雙肢箍，則：</p><p>　　ρsv=Asv/bs=2×50.3/(250×

19、200)=0.2012%.</p><p>　　ρmin=0.24×ft/fyv=0.24×1.27/210=0.1451%.</p><p>　　顯然 ρsv>ρmin</p><p>　　Vcs=0.7 ftbh0+1.25×fyv×(Asv/s)×h0</p><p>　　=142

20、240+1.25×210×(2×50.3/200)×640</p><p>　　=226.744KN.</p><p><b>　　取ɑ=45。得</b></p><p>　　V-Vcs≤0.8Asbfysinɑ</p><p>　　Asb≥(V1-Vcs)/(0.8fysinɑ)

21、=(325800-226744)/(0.8×360×sin45.=486mm2</p><p>　　選用2∏25縱筋做彎起鋼筋，Asb=982mm2,滿足計算要求。</p><p>　　BC段梁選用Φ8@160雙肢箍</p><p>　　ρsv=Asv/bs=2×50.3/(250×160)=0.2515%.</p>

22、;<p>　　ρmin=0.24×ft/fyv=0.24×1.27/210=0.1451%.</p><p>　　顯然 ρsv>ρmin</p><p>　　此時 Vcs=0.7 ftbh0+1.25×fyv×(Asv/s)×h0 </p><p>　　=142240+1.25×210

23、×(2×50.3/160)×640</p><p>　　=247.87KN.</p><p>　　5.核算是否需要第二排彎起鋼筋：</p><p>　　取s=200mm，計算彎起鋼筋水平投影的長度時，上下部縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度均取30mm，Sb=h-600=640mm,則截面 的剪力可由相似三角形關(guān)系求得.</p>

24、<p>　　V2=V1(1-(200+640)/2900)=231KN>Vcs</p><p>　　故需要配置第二排彎起鋼筋。</p><p><b>　　其大致配筋圖如下：</b></p><p><b>　　五、裂縫寬度驗算</b></p><p>　　取最大裂縫寬度限值ωm

25、in=0.3mm. 保護層厚度取C=30mm</p><p><b>　　AB段梁：</b></p><p>　　最大彎矩在跨中Mk=255KN·m</p><p>　　C25混凝土：ftk=1.78N/mm</p><p>　　HRB335:Es=200×10^3N/mm2</p>&

26、lt;p>　　H0=640mm As=1884mm2</p><p>　　Vi=v=1.0 deq=d/v=20mm</p><p>　　ρte=As/(0.5bh)=1884/(0.5×250×700)=0.0215.</p><p>　　σsk=Mk/(0.87h0As)=255×10^6/(0.87×640

27、5;1884)=243N/mm2</p><p>　　ψ=1.1-0.65ftk/(ρte·σsk)=1.1-0.65×1.78/(0.0215×243)=0.8785</p><p>　　ωmax=2.1ψ·σsk/Es×(1.9c+0.08deq/ρte)</p><p>　　=2.1×0.8785&#

28、215;243/(200×10^3) ×(1.9×30+0.08×20/0.0215)</p><p>　　=0.295<0.3mm </p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p><b>　　BC段梁：</b></p><p>　　最

29、大彎矩在B支座Mk=240KN·m</p><p>　　C25混凝土：ftk=1.78N/mm</p><p>　　HRB335:Es=200×10^3N/mm2</p><p>　　H0=640mm As=1884mm2</p><p>　　Vi=v=1.0 deq=d/v=20mm</p><p&g

30、t;　　ρte=As/(0.5bh)=1884/(0.5×250×700)=0.0215.</p><p>　　σsk=Mk/(0.87h0As)=240×10^6/(0.87×640×1884)=229N/mm2</p><p>　　ψ=1.1-0.65ftk/(ρte·σsk)=1.1-0.65×1.78/(0.02

31、15×229)=0.8650</p><p>　　ωmax=2.1ψ·σsk/Es×(1.9c+0.08deq/ρte)</p><p>　　=2.1×0.8650×229/(200×10^3) ×(1.9×30+0.08×20/0.0215)</p><p>　　=0.273

32、<0.3mm </p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p><b>　　六、撓度驗算</b></p><p><b>　　AB段梁：</b></p><p>　　最大彎矩在跨中Mk=255KN·m</p><p>　　

33、C25混凝土：ftk=1.78N/mm2 Ec=2.80×10^4N/mm2</p><p>　　HRB335:Es=200×10^3N/mm2</p><p>　　ɑE= Es/ Ec=7.14</p><p>　　H0=640mm As=1884mm2</p><p>　　ρ= As/(bh)=1884/(250&#

34、215;700)=0.01077.</p><p>　　ρte= As/(0.5bh)=1884/(0.5×250×700)=0.0215</p><p>　　σsk=Mk/(0.87h0As)=255×10^6/(0.87×640×1884)=243N/mm2</p><p>　　ψ=1.1-0.65ftk/(ρt

35、e·σsk)=1.1-0.65×1.78/(0.0215×243)=0.8785</p><p>　　Bs=Es·As·ho2·/(1.15ψ+0.2+6ɑEρ)</p><p>　　=200×10^3×1884×6402/(1.15×0.8785+0.2+6×7.14×

36、0.01077)</p><p>　　=9.233×10^13N·mm2</p><p>　　B=Mk/｛(θ-1)Mq+Mk｝·Bs</p><p>　　=255/｛(2-1)×255+255｝×9.233×10^13</p><p>　　=4.6165×10^13 N&

37、#183;mm2</p><p>　　af=5/48×Mklo2/B=5/48×255×10^6×5000^2/(4.6165×10^13)</p><p>　　=14.38mm<l0/250=5000/250=20mm</p><p><b>　　符合要求。</b></p>

38、<p><b>　　BC段梁：</b></p><p>　　最大彎矩在B支座Mk=240KN·m</p><p>　　C25混凝土：ftk=1.78N/mm2 Ec=2.80×10^4N/mm2</p><p>　　HRB335:Es=200×10^3N/mm2</p><p>

39、;　　ɑE= Es/ Ec=7.14</p><p>　　H0=640mm As=1884mm2</p><p>　　ρ= As/(bh)=1884/(250×700)=0.01077.</p><p>　　ρte= As/(0.5bh)=1884/(0.5×250×700)=0.0215</p><p>　　σ

40、sk=Mk/(0.87h0As)=240×10^6/(0.87×640×1884)=229N/mm2</p><p>　　ψ=1.1-0.65ftk/(ρte·σsk)=1.1-0.65×1.78/(0.0215×229)=0.8650</p><p>　　Bs=Es·As·ho2·/(1.15ψ+0

41、.2+6ɑEρ)</p><p>　　=200×10^3×1884×6402/(1.15×0.8650+0.2+6×7.14×0.01077)</p><p>　　=9.319×10^13N·mm2</p><p>　　B=Mk/｛(θ-1)Mq+Mk｝·Bs</p>

42、;<p>　　=240/｛(2-1)×240+240｝×9.319×10^13</p><p>　　=4.6595×10^13 N·mm2</p><p>　　af=5/48×Mk×lo2/B=5/48×240×10^6×2000^2/（4.6595×10^13）&l