結構設計原理課程設計---裝配式鋼筋混凝土簡支T梁設計南昌工程學院結構課程設計課程設計題目：裝配式鋼筋混凝土簡支T梁設計1）已知設計數據及要求：梁全長L=18m，計算跨徑L=17.5。橫截面如圖（1）所示。采用C30號混凝土，受拉鋼筋為HRB335鋼筋，箍筋為R235鋼筋。圖（1）梁控制截面的計算內力為：跨中截面：M=1078.07kN·m，Q=76.64kN；1/4跨截面：M=828.3kN·m；支點截面：M=0，Q=284.39kN；要求確定縱向受拉鋼筋數量和進行腹筋設計。2）跨中截面的縱向受拉鋼筋計算（1）T型截面梁受壓翼板的有效高度b'f由圖所示的T型截面受壓翼板厚度的尺寸，可得翼板平均厚度h'，fh'80140100mm。則可得到：2f17500=5834mmb'L/3f13b'1600mmf2b'b2b12h'1802*012*1101500mmf3hf（2）鋼筋數量計算由附表查得f13.8MPa，f1.39MPa，f280MPa。cdtdsd查表4-2得ξ0.56。（相對界限受壓區高度）1，則彎距計算值b0MM1078.07kNm。0d采用焊接鋼筋骨架，故設a300.071000100mm，則截面有效高度為：shha1000100900mmosfb'h'(hh'f)=13.8*1500*110*(900-110/2)=1924.07KN·M>M(=1078.072cdff0KN·M)故屬于第一類T型截面。由公式MMfb'x(hx)可得到20ducdf01078.07106=13.81500x(900-x/2)求解二次方程得到合理解：x=59.9<h'mm(=100mm)f將各已知值x=59.9及代入式fb'xfA中，可得到cdfsdsAfb'x=13.8*1500*59.94428mm2280cdffssd現選擇鋼筋圖（2）625（2945）+618（1527），截面面積A=4472mm2。鋼筋疊高層書為6層，s混凝土保護層厚度c取30mm>d=25mm，且滿足附表1-8中的規定。鋼筋間橫向凈距S=180－215－228.4=73.2mm>31.25mm及n1.25d=1.2525=31.25mm。故滿足構造要求。下面進行截面復核。由圖（2）鋼筋布置圖可求得：a=294（530.1.528.4）152（730328.41.520.5）=98mm29451527s則實際有效高度h。=1000－98=902mmfb'h'=13.81500110=2.28KN·mcdfffA=2804428=1.24KN.msds由于fb'h'fA，故為第一類截面。cdffsdsfsdAs=fb‘280*447260.5mm13.8*1500x=cdf由式MMfb'x(hx)求的抗彎承載力：20ducdf0Mfb'x(hx)=13.8150060.5(902－60.5/2)2ucdf0=1091.74KN·M>M(1078.07KN·M)又A4472=2.7%180*9020.2%，故截面復核滿足要求，設計安全。sbhmin03.腹筋設計（1）截面尺寸檢查根據構造要求，梁最底層鋼筋225通過支座截面，支點截面有效高度為：h。=1000－(30+28.4/2)=955.8mm(0.51103)fbh=0.5110-330180955.8cu,k0=480。6KN>V(284.39kN)0d,0截面尺寸符合設計要求。（2）檢查是否需要計算配置箍筋跨中段截面：(0.5103)fbh0.51101.39180902=112。84KN-3td0支座截面：(0.5103)fbh0.51101.39180955。8=119。57KN-3td0因V(76.64kN)(0.5103)fbhV(284.39kN)，故可在梁跨中的某0d,1/2td00d,0長度范圍內按構造配置箍筋，其余區段按計算配置箍筋。（3）計算剪力圖分配值VV，跨中出剪力計算值VV。圖（3）支點處剪力計算00d,01/20d,1/2VV(0.5103)fbh112.84KN的截面距跨中截面的距離可由剪力包絡x0d,xtd0圖比例求得，為LVVx2VV112.8476.641524.67mm284.3976.64l11/2=875001/2在l長度范圍內可以按照構造配置箍筋。1同時，根據《公橋規》規定，在支座中心線向跨徑長度方向不小于1倍梁高h=1000mm范圍內，箍筋距支座中心線為h/2處的計算剪力值（V'）由剪力包絡圖按V'LVh(VV)=17500284.39-100（0284.39-76.64）=272。52KN間距最大為100mm。比例求得，為：001/2L17500其中應混凝土和箍筋承擔的剪力計算值為0.6V'=163。5kN；應有彎起鋼筋（包括斜筋）承擔的剪力計算值最多為0.4V'=109，設置彎起鋼筋輕區段長度為4590。6mm（如圖（4）所示）（4）箍筋設計采用直徑為8mm的雙肢鋼筋，箍筋截面積A=nA=250。3=100。6mm2。svsv在等截面鋼筋混凝土簡支梁中，箍筋盡量做到等間距布置。設計箍筋時，式中的斜截面內縱筋配筋百分率p及截面有效高度h可近似按支座截面和跨中截面0的平均值取用，計算如下。跨中截面：p=2.7>2.5，取p=2.5，h=902mm1/21/20支點截面：p=0.57，h=955.8mm00則平均值分別為p=1.535，h=928.9mm0a2a2(0.56103)(20.6p)fAfbh2箍筋間距S13cu,ksvsv0(V')2v=444.77mm考慮《公橋規》的構造要求。若箍筋間距計算值取vS=291mm1h=500mm及400mm，滿足規范要求。箍筋20配筋率Asv=100.60.186%0.18%（鋼筋），故滿足規范規定。R235bS180*300vsv綜合上述計算，在支座中心向跨徑方向的1000mm范圍內，設計箍筋間距S=100mm；然后跨中截面統一的箍筋間距取S=300mm。vv（5）彎起鋼筋及斜筋設計設焊接鋼筋骨架的架立鋼筋（HRB335）為222，鋼筋重心至梁受壓翼板上緣距離為a=56mm。‘s彎起鋼筋的彎起角度為45，彎起鋼筋末端與架立鋼筋焊接。為了得到每對彎起鋼筋的剪力，由各排彎起鋼筋的末端折點應落在前一排彎起鋼筋彎起點的構造規定，來得到各排彎起鋼筋的彎起點計算位置。首先要計算彎起鋼筋上、下彎起之間垂直距離h，1現擬訂彎起N1~N5鋼筋，將計算的各排彎起鋼筋彎起點截面的h以及至支1座中心距離中心截面處。彎筋的彎起角為45，彎起鋼筋的彎起點距支座中心距離等值見下表。根據《公橋規》的要求,簡支梁的第一排彎起鋼筋(對支座而言)的末端彎折點應位于支座中心截面處.這時h=1000-[(30+28.4*1.5)+(43+25.1+28.4*0.5)]=84.51mm1彎筋的彎起角為45,則第一排彎起鋼筋（2N5）彎起點距支座中心為845.1mm第二排彎起鋼筋（2N4）=816.7h100[(3028.4*1.5)]2841.5+816.7=1661.8mmx2分配給第二排彎起鋼筋的計算剪力值v，由比例關系得sb2得=100.8KN4590.6500845.1vsv24590.6109vsb2所需要提供彎起鋼筋面積（）為vsb2A1333.33(v)1333.33100.8679mm2sb2fsin450sd2800.707sb2距支座中心距離為：第二排彎起鋼筋與梁軸線交點210002x1661.8[c2(3028.42.5)]1262.8mm對于第三排彎起鋼筋h1000[(3028.4320.50.5)(4325.120.50.5)]796.2mm3x845.1816.7796.22458mm3分配給第三排彎起鋼筋的計算剪力值v，由比例得：sb3得=81.4KN4590.65001661.8vsb34590.6109vsb3所需要提供彎起鋼筋面積（）為vsb3A1333.33(v)1333.3381.4548.26mm2sb3fsin450sd2800.707sb3距支座中心距離為：第三排彎起鋼筋與梁軸線交點210002x2458[c3(3028.4320.50.5)]2083.45mm對于第四排彎起鋼筋=1000-[（30+28.4*3+20.5*1.5）+h4（43+25.1+20.5*0.5）]=2083.45mm,分配給第四排彎起鋼筋的計算剪力值vsb4由比例得：4590.65003233.7v4590.6sb4109得=44.1KNvsb4則A1333.33(v)1333.3344.1297mm2sb42800.707fsin450sdsb41000x3233.7[c4(3028.4320.51.5)]2879.65mm2對于第五排彎起鋼筋h=1000-[（30+28.4*3+20.5*2.5）+5（43+25.1+20.5*0.5）]=755.2mmx3233.7755.23988.9mm5分配給第四排彎起鋼筋的計算剪力值vsb5由比例得：4590.65003988.9v4590.6sb5109得=26.16KNvsb5則A1333.33(v)1333.3326.16176.2mm2sb52800.707fsin450sdsb51000x3988.9[c5(3028.4320.52.5)]3655.35mm2又以上可知，彎起N1鋼筋的彎起點距支座中心的距離為3988.9mm<4590.6+h/2=5090.6mm由此需要焊接斜筋來使其滿足設計要求=745mmh6x3988.97454733.9mm6分配給第六排焊接鋼筋的計算剪力值vsb6由比例得：4590.65004733.9v4590.6sb6109得=8.47KNvsb6且A1333.33(v)1333.338.4757.05mm2sb62800.707fsin450sdsb6即281000x4733..9[c6(3028.4320.53)]4410.6mm2焊接第七排斜筋：==745mmhh76x4733.97455478.9mm65478.9mm>4590.6+500=5090.6mm即在彎起長度范圍之外，故不需焊接彎起鋼筋計算表彎1334567起點845816.796.2775.7755.2745745.17hixi845166124583233.3988.47335478.1.879.9.9Vs109100.81.444.126.168.47bi8需735679548.2297176.257.0要65Asbi提982982509509509101供AsbiXc41712622083.2879.3655.4410’.7.8456535.6彎起鋼筋N3提供的彎起面積小于截面所需的鋼筋面積,因此需要在N3相同的彎起位置加焊接斜筋,使得總彎起面積28509+101=610>548.26從而滿足要求mm2按照計算剪力初步布置彎起鋼筋.如圖如圖（5）圖5由已知跨中截面彎距計算值為MrM11078.07KN*M10d22支點中心處MrM,0000d,做出梁的彎距如圖按照計算剪力初步布置彎起鋼筋如圖5各排彎起鋼筋彎起后,響應正截面抗彎承載力Mu計算如下表;鋼筋彎起后各正截面抗彎承載能力梁區截面縱筋有效T型受壓抗彎承段高度截區高載能力面度類別支座225中心-1955.8第13.3261.3一類1--2425941.6第26.6511.2一類927.4第39.9747.5一2--3625類3--4625+218919.62第46.8868.3一類4--5625+418911.19第53.6981.3一類5--6625+618902第60.51091.74一類6—625902第60.51091.74梁跨+618+218一中類現在以圖5中所示彎起鋼筋彎起點初步位置來,逐個檢查是否滿足<<公橋規>>的要求第一排彎起鋼筋（2N5）其充分利用點L的橫坐標X=6345而N5的的彎起點1的橫坐標X1=8750－845=7905說明L點位于1點右邊且X1－X=1560>h/2=470.80滿足要求其不需點M的橫坐標X=7616X1’=8750-845/2=8327.5>X=7616滿足要求第二排彎起鋼筋（2N4）而N5與梁中軸線交點1’橫坐標其充分利用點K的橫坐標X=4813而N4的的彎起點2的橫坐標X2=7905-817=7088說明K點位于2點右邊且X2－X=2257>h/2=463.7滿足要求0其不需點L的橫坐標X=6345而N4與梁中軸線交點2’橫坐標X2’=8750-(845+817/2)=7496.5>6345滿足要求第三排彎起鋼筋（2N3）第四排彎起鋼筋（2N2）第五排彎起鋼筋（2N1）經驗算,均符合規定,滿足要求4．截面抗剪承載能力復核圖6對于鋼筋混凝土剪支梁斜截面抗剪承載力的復核按照<<公橋規>>關于復核截面位置和復核的方法進行要求以距離支座中心為h/2處斜截面抗剪承載力的復核（1）選定截面頂端位置由圖可知,距支座中心為h/2處截面的橫坐標為x=8750—500=8250