工程结构设计 钢筋混凝土梁配筋设计
苏州大学城市轨道交通学院
工程结构课程设计报告
设计名称: 专业(年级、班) 姓 名: 学 号: 完成日期: 自发组织的讨论小组成员(若有):
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目录
一.钢筋混凝土梁的课程设计任务书………………2 二.内力计算…………………………………………5 三.正截面抗弯承载力计算…………………………6 四.正截面抗弯承载力计算…………………………7 五.斜截面抗剪承载力计算…………………………8 六.斜截面抗弯承载力计算表格……………………9 七.提示类问题………………………………………10 八.配筋图
一.钢筋混凝土梁的课程设计任务书
一、 设计资料
1、某建筑的一梁,其尺寸和计算简图如附图所示。
2、梁承受的荷载为:所有恒载包括梁自重的标准值gk=7.575kN/m, 所有活载的标准值qk=14.7kN/m。
3、选用材料:受力钢筋为HRB335钢筋(f2y=300N/mm),其它选用HPB235钢筋(fy=210N/mm2);混凝土类似C25等级,其强度随学生学号而变:
fc=11.9+0.05*(学号后二位数-30)
N/mm2 本设计学号为11
ft=1.27N/mm2,ftk=1.78N/mm2
二、设计要求
1、梁的内力计算按书上371页的表B.4计算。
2、按要求需计算配筋,假设配筋全部在图(c2)截面图的虚线矩形框内。 3、先进行正截面抗弯承载力计算,将关键结果列表表示出,按如下方式:
4、再进行斜截面抗剪承载力计算,将关键结果列表表示出,自己设计表格。 5、在进行以上计算时,至少给出一个代表性截面的计算全过程。
6、用CAD软件绘制梁的模板及其配筋图,包括各个截面的。对于构造配筋,请
查阅书上相关规定。可以参考书上P137页的配筋图。
7、装订设计计算书一份(装订顺序:封面,目录,任务书,内力计算,正截面抗弯承载力计算,斜截面抗剪承载力计算,配筋图,提示类小问题及其答案,其它如学习总结、感想等)。
8、统一使用附件中的封面。
9、若有不明之处,可以询问江老师,或自己做个合理假设。
10、若参与自发组织的同学小组讨论,请在封面处写出小组成员名字与学号。 11、其它要求:(1)页面设置:纸型:A4;页边距:上3.5cm,下3cm,左3cm,右2.5cm;配筋图可以打印成A3后折叠装订;(2)标题字体:黑体; 其它字体、字号(含正文):宋体,小四
12、截止日期:5月31日;提交一封纸质报告,连同批改好的第一稿。并发一份电子稿(最好是pdf文件)到江老师的qq邮箱。
三、 提示类小问题(必做,整理后附在设计之后)
Q1:梁的计算简图中,荷载是设计值还是标准值,为什么?
Q2: 正截面抗弯承载力计算时,哪些是控制截面?各跨跨中按什么形式的梁计算?矩形梁还是T形梁?支座处呢?
Q3:斜截面抗剪承载力计算时,哪些是控制截面?
Q4:以上采用了什么极限状态设计方法?还需进行哪些方面的计算,用什么极限状态设计方法?用设计值还是标准值?(对还需进行的计算,这里暂不要求)请根据此问题,好好写一段陈述,单独一页附在斜截面抗剪承载力计算后面。
Q5:以上方法采用了弹性理论方法还是塑性理论方法?二者在内力分布和配筋上有何区别?
四、 附图
(a)梁结构图
(b)计算简图
(c1)梁的截面图
(c2)梁的截面图,同(c1),但更加有利放大中间部分,便于表示矩形框内的配筋
二.内力计算
= 29.67KN/M
边跨
= 5875 mm 中跨
= 5750 mm =
=
= 0.078 29.67
= 79.878 KN
m =
=
= 0.033 29.67
= 32.371 KN
m =
= 0.046 29.67
= 45.124 KN
m
=
=
= -0.106 29.67
= -107.528 KN
m =
=
= -0.079 29.67
= -77.496 KN
m =
= 0.394 29.67
= 67.217 KN
=
= -0.606 29.67
= -103.385 KN
=
= 0.526 29.67
= 89.737 KN
=
= -0.474 29.67
= -80.866 KN
=
= 0.500 29.67
= 85.301 KN
三.正截面抗弯承载力计算举例计算
以截面一为例子:
= 7.575 KN/m ;
= 14.7 KN/m ; = 300 N/
b = 200 mm ;
= 2000 mm ; h = 450 mm
= 80 mm ; = 35mm(假设布置单排) ;
= 415 mm
= 11.9 + 0.05 ( 学号 – 30 ) = 10.95 N/
( - ) = 1.0 10.95 2000 80 (415-40)
= 657 KNm > 79.878 KNm
为第一类T型截面
= = 0.002
= = 0.021 ; = 1 - = 0.021
= 0.55
=
= 0.989
= =
= 649 mm > =
= 180 mm
四.正截面抗弯承载力计算表格
五.斜截面抗剪承载力计算举例计算
以截面A
与截面为例:
A截面
= 1.27 N/ ; b = 200 mm ; = 415 mm; = 10.95 N/
= 210 N/
;
∵ = 2.075
0.25
b
= 227212.5 N ; 截面尺寸满足要求
0.7
b = 73787N > 67217 N ; 不需要配置箍筋,应按构造配置箍筋
= 1.27 N/= 210 N/
0.250.7
b
b
; b = 200 mm ; = 390 mm; = 10.95 N/
; = 1.95
= 227212.5 N ; 截面尺寸满足要求
= 69342N > 103385 N ; 需要按照计算配置箍筋
= 0.327 ; 选双肢Φ 6 作为箍筋,则:
S
= = 174 mm
取 S = 170 mm ,则:
=
=
= 0.168 % >
= 0.24
= 0.145 %
满足题意 ,S = 170 mm
六.斜截面抗弯承载力计算表格
七.提示类问题
Q1:梁的计算简图中,荷载是设计值还是标准值,为什么?
答:设计值对应承载能力极限状态,而且设计值比标准值要大,所以用设计值这样更安全。
Q2: 正截面抗弯承载力计算时,哪些是控制截面?各跨跨中按什么形式的梁计算?矩形梁还是T形梁?支座处呢?
答:控制截面为各跨跨中截面,以及支座处截面。 跨中是T形梁,支座处是矩形梁。
Q3:斜截面抗剪承载力计算时,哪些是控制截面? 答:I 支座边缘处截面。 II 受拉区弯起钢筋起点截面
III 箍筋截面面积或间距改变处的截面 IV 腹板宽度改变处的截面
Q4:以上采用了什么极限状态设计方法?还需进行哪些方面的计算,用什么极限状态设计方法?用设计值还是标准值?(对还需进行的计算,这里暂不要求)请根据此问题,好好写一段陈述,单独一页附在斜截面抗剪承载力计算后面。
答:采用了承载力极限状态,对应的应该使用设计值计算,这样更加安全可靠。然后还要进行最大裂缝宽度计算和最大扰度形变等运算,以满足适用性和耐久性的要求。
Q5:以上方法采用了弹性理论方法还是塑性理论方法?二者在内力分布和配筋上有何区别?
答:是弹性理论方法。按弹性理论计算内力分布不但符合平衡条件而且符合变形
协调条件,按塑性内力重分部理论虽然任然符合平衡条件,但变形协调关系在塑性铰截面处已不再适用。塑性铰的转动幅度与配筋率有关,为避免受压区混凝土的过早破坏,以实现完全的内力重分布,塑性铰截面的最大配筋率应较一般截面的最大配筋率为低,钢筋且宜用HRB235级,HRB335级。