1、 2016117141 陈发明0混凝土课程设计姓 名：陈发明学 号：2016117141班 级：铁道工程五班指导老师：严传坤设计时间：2018.12.92016117141 陈发明1目 录1、钢筋混凝土伸臂梁设计任务书 .22、设计资料 .33、内力计算 .44、跨中支座截面抗弯配筋 .65、斜截面配筋 .96、翼缘抗弯设计 .117、跨中裂缝及挠度验算 .138、支座截面裂缝验算 .159、伸臂端挠度验算 .1610、参考文献 .172016117141 陈发明21.混凝土结构设计原理课程设计任务书题目：某简支伸臂梁设计基本条件：某过街天桥的简支伸臂梁简图如下图所示，面荷载为除结构构件自重外
2、的恒载 g1（含栏杆、装修等） 、结构构件自重恒载 g2和活载 q，在两边伸臂端端部均作用有集中恒载 G 和活载 Q（模拟梯段荷载） 。主要数据：荷载取 G=Q=0，除构件自重以外的恒载标准值 ,21/kgNm活载标准值 ，自重标准值按照 的容重计算。24kN/qm325/kNm跨度 L=68m（不用区分计算跨度和净跨度） ，桥面宽度 B=1.52.4m，每个同学根据名单上序号确定跨度和桥面宽度，如下表；2016117141 陈发明3序号 跨度（m） 桥面宽度（m）序号 跨度（m） 桥面宽度（m）1 6.1 11 7.12 6.21.512 7.22.03 6.3 13 7.34 6.41.6
3、14 7.42.15 6.5 15 7.56 6.61.716 7.62.27 6.7 17 7.78 6.81.818 7.82.39 6.9 19 7.910 7.01.920 8.02.4序号 20 之后的依次循环梁截面形式自行拟定，建议采用工字形；设计内容（1）跨中和支座截面抗弯配筋；（2）斜截面配筋；（3）跨中挠度和裂缝验算；（4）支座截面裂缝验算；（5）伸臂端挠度验算。2.设计资料采用建筑结构相关规范进行计算。设该构件处于正常环境（环境类别为一类） ，安全等级为二级.混凝土强度等级为 C20，钢筋为 HRB335 级，箍筋为 HRB335 级，则混凝土和钢筋的材料强度设计值分别为
4、ct yv11b 9.6 MPa .0 Pa 30 MPa 30 Pa0.5yfff fm 62170lh2016117141 陈发明4实际初拟梁高为 h = 700 mm，此时的梁宽可以初拟为 280m5.7175m40hb实际初拟梁宽为 b = 250 mm。初拟 因该梁为独立梁，故翼缘板的最大有效宽度为f10hmf,axf f251045 m()0.2%(570(250)174mffAbh所以选配钢筋 4 20，单排布置， As = 1256 mm2 截面复核：假设箍筋选取双肢 6，则： s02+5641m a0s704159mha属于第一类截面 ys1c3012567.0.94fAxb
5、 6u1cf0 27.0.152.65912243. kNm 0.367kNm1.3 kxMh 显然，满足安全性要求。相对受压区高度为 （非超筋）b027041.50659xh1min()27(205)100.34%0.sffAbh（非少筋）经检验，合格4.2 简支梁支座截面截面设计：计算梁的支座弯矩，弯矩值为2016117141 陈发明9初拟 则s40ma0s7046mha21.2.(/)8(.5.47.5/460.732 kNkkgqlM m60.732kNmkN 849.1201-1.902 601 Mhbfffc所以该截面为第一类截面。于是有 62 21f0.7310.1945scMb
6、h50.s b 1c0 2sy.961450.637.m3fbhA 2smin().2%(0(50)174ff所以按最小配筋率配筋，取 4 16， As = 804 mm2。截面复核：假设箍筋选取双肢 6，则： s1620+539m a0s70391mha属于第一类截面 ys1c308417.3.965fAxb2016117141 陈发明106u1cf0 17.31.9645017.3602257.36 kNm .2kNm. kxMbh 显然，满足安全性要求。相对受压区高度为 （非超筋）b017.3.026.50xh1min 84()(257(205)100.2%0.sffAbh（非少筋）因受
7、压区也配有钢筋，故构件实际承载能力大于 Mu，检验合格5.斜截面配筋截面设计：2016117141 陈发明11根据截面尺寸可知 wf70150 mh，属一般梁w5240b因此可以检查截面尺寸限制条件： 3c0129.564kN.2.2519.6250196kNVfbh满足条件。检查是否需要按计算配置腹筋： 3t0129.564kN.7.12506127.05kNVfbh必须按计算配置腹筋。暂定只配箍筋，选用双肢 6 箍筋，则 22svs156. m4An因此箍筋间距应满足 0svyt0.30481. .7295617hfVb由混规得箍筋间距还应满足： max s所以选取 20 stminyv5
8、6. 1132%0.24.08%3svAfb由于正截面纵向钢筋太少且剪力设计值较小且配置有箍筋，所以无需设置弯起2016117141 陈发明12筋。截面复核： s1620+5=39m a0s703961mha22svs15. 4An截面最大剪力设计值为： max19.564kNV下限值验算： 3t0 max.7.12506127.4kN9.4kucshVfbAf经检验，合格6.翼缘抗弯设计截面设计：翼缘尺寸如图所示2016117141 陈发明14，取单位宽度20.975.10975mAb1m则翼缘的永久荷载标准值： 50.24.5kN/kg翼缘的可变荷载标准值： 14/kq此时所有荷载均为不利
9、荷载应判断永久荷载控制还是可变荷载控制：当永久荷载控制时： 1.354+.0749.5kN/mq当可变荷载控制时： .2.1/应取由可变荷载控制的组合进行承载力极限状态计算，即 22max1(0.975)1.3 kNm8qlM初拟 则s0s057ha60s221c.1307.0495Mfbh（非超筋）.50s b 21c0sy.9610.24578.m3fbhA2016117141 陈发明15min45451.ax0.2,%max0.2,%max0.2,1650.2%3tyf2sin.1Abh所以按最小配筋率配筋， 2smin0=.1075Abh根据混规中的规定选取 6140（ ） ，符合混规
10、箍筋设计中2s最小直径和最大间距的构造要求，因此也将此钢筋当作正截面上下翼缘部分的箍筋。2016117141 陈发明167.跨中裂缝及挠度验算正常使用极限状态下，使用准永久组合计算裂缝和挠度。取准永久组合系数为 0.4准永久组合荷载为： +0.418.520.482.05kN/mkkqg跨中最大弯矩为：2016117141 陈发明172222(/4).057045(7./)16.53 kNm88qlM支座处最大弯矩为： 22(/4).05(7./4)38.75 kNmql7.1 跨中挠度验算对于一类环境，三级裂缝控制等级，查混规得构件受力特征系数为： 5 4tkcrs5s 04 1. MPa
11、1.92.10 MPa2.510 MPa20787469m c+6=3m .E scf EEha560.3%()(2)1sffAbh.40.1,.0.5()0.57(025)steffbh 取f0 142)1.869ffq1sq0s.5301.2 MPa.87MhAtkesq.54.6.60.8012f梁的短期刚度： 2 20 5 142s1 261.05169.370 Nm7.84048+3+.3.5sEfAhB2016117141 陈发明182.040.22.1.7434挠 度 增 大 系 数 1.7(.)8由 于 翼 缘 位 于 受 拉 区 ， ， 14132s1.30=6.5 Nm28
12、B梁 的 刚 度 44111133,max552.0472.0738669. ()5qllfBlf梁 的 跨 中 挠 度 向 上()满 足 要 求7.2 跨中裂缝验算 eq=20md相 关 数 据 与 上 一 问 相 同 ， 故 可 直 接 带 入 ， 且sqeqmaxcrst5lim1.90.86220.4.31.8.01 .3 ()dwE满 足 要 求2016117141 陈发明198.支座截面裂缝验算 5tkcrs s0s eq16 1.54 MPa 1.92.01 MPa20+5=39m 7036m c+6=3m f Eh d查 混 规 得 ： 840.284.1,05().5207(
13、205)1steffAbh取6q2sq0s38.7183. MPa.74Mf0()(520).7269ffbhtkesq1.541.61. 0.94.2,0.083f 取sqeqmaxcrst5lim.9.831161.02.30.8. . dwE满 足 要 求2016117141 陈发明209.伸臂端挠度验算相 关 数 据 与 上 一 问 相 同 ， 故 可 直 接 带 入梁的短期刚度： 2 20 5 142s2 261.0.8461.530 Nm7.0+38+1.5.3.5sEfAhB2.01.642.4挠 度 增 大 系 数 1.6(0.)92由 于 翼 缘 位 于 受 拉 区 ，141
14、32s2.53=7. Nm9B梁 的 刚 度通过简要分析，可得伸臂端的挠度是向上的，而伸臂部分的荷载为有利荷载，故可通过计算伸臂部分荷载为 0 时的伸臂端挠度来简单验算，此时计算挠度大2016117141 陈发明21于实际挠度，则 3 32 12(/4).057(0/4)9. m().9qlfB向 上2,max(750/4)215 2f根 据 混 规 可 知 ， 计 算 悬 臂 构 件 挠 度 极 限 值 时 ， 计 算 跨 度 按 实 际 悬 臂 长 度 的倍 取 用 。()满 足 要 求根据混规中的规定在梁两侧每侧沿高度配置 10150 的纵向钢筋，即腰筋。10.截面配筋图2016117141 陈发明2211.参考文献参考文献：1.建筑结构可靠度设计统一标准GB5006820012.混凝土结构设计规范GB5001020103.混凝土结构设计原理 （教材：李乔等，混凝土结构设计原理，第三版，中国铁道出版社，北京，2015.）
