钢筋混凝土课设

1设计目的

通过本课程设计，使学生掌握梁的设计程序方法，进一步巩固掌握荷载的计算，纵筋和箍筋的计算，材料的选取，为将来的结构设计打下良好的基础，达到工程师初步训练的目的。

2内容及设计要求

2.1设计内容

本课程设计为简支外伸梁设计。

2.2设计要求

1.计算简图：某工作车间平台梁，其跨度1L 和2L 按根据学号按表二选取。梁上恒截标准值m kN g g k k

/2121==（未包括梁的自重），均布活载标准值

m kN q k /331=、m kN q k /782=。

2.材料：纵筋选用HRB400级钢筋，箍筋选取HPB235级钢筋，砼强度等级根据学号按表一选取。

3.绘制1#施工图1张：绘制梁的配筋纵断面图，横断面钢筋表、弯矩包络图和材料图（需配弯起钢筋）、结构设计说明。

4.提供完整计算书一份。

图2-1 简支外伸梁示意图

11

g q +22

g q +22

g q +2

L 2

L 1

L

3梁内力计算

3.1支座反力计算

已知L 1=7800mm ，L 2=2700mm ，g 1k =g 2k =21kN/m ，q 1k =33kN/m ，q 2k =78kN/m 。初步假设配筋率ρ=1%，截面宽度b=300mm ，截面高度h=800mm ，梁的混凝土重度γ=25kN/m 3，则梁的自重荷载为：

250.30.86/G γh b kN m =??=??=

B 支座反力及A 支座反力：

()()()()()()()()1112222221

1.2 1.4 1.2 1.2 1.4 1.2+1.2 1.4 1.22

1

1.22133 1.4 1.267.8 1.22178 1.4 1.26

2.7 1.22178 1.4 1.26 2.72

=688.86A B R R g q G L g q G L g q G L kN

==?+?+??+?+?+???+?+??=

?+?+??+?+?+??+?+?+??3.2弯矩值计算

B 支座弯矩设计值：

()()2

2222 2.71.2 1.4 1.2 1.221 1.478 1.26516.1322

B L M g q G L kN m

=-?+?+???=-?+?+??=-?AB 段中点C 处的弯矩设计值：

()()()()()

11111222122

11

11.2 1.4 1.2 1.2 1.4 1.22242

27.8=688.86 3.9 1.221 1.433 1.26 1.221 1.478 1.26 2.7 3.9 1.358

= 81.62C A L L M R L g q G g q G L L L kN m

??=?-?+?+???-?+?+???+ ?

???-?+?+??-?+?+???+?对截面尺寸进行验算： 根据公式可得：

0516130000

1.1

1.17600.01360300

y M h mm ρf b ==?=?? 故截面尺寸符合要求。

梁弯矩图：

图3-1梁的弯矩图梁剪力图：

图3-2梁的剪力图

4配筋计算

4.1参数计算

C30级混凝土2/3.14mm N f c =，2/43.1mm N f t =;

HRB400级钢筋2/360mm N f y =，HPB235级箍筋2/210mm N f yv =； 设mm a 40=，则080040760h h a mm =-=-=；

4.2正截面受弯配筋计算

表4-1 正截面受弯配筋计算表

截面 支座截面A 跨中截面C 支座截面B 弯矩设计值m kN M ?/

-516.13 81.62 -516.13 2

bh f M

c s =

α 0.208

0.033 0.208 ()

s s αγ2115.0-+=

0.882 0.983 0.882 20

/mm h f M A s y s γ=

2138 303 2138 实配/mm 2

6C 22

2C 14

6C 22

4.3斜截面受剪配筋计算

验算截面尺寸：

0max 0.25815378.18c f bh kN V kN =>=，截面可用。 确定箍筋：

382.32A V kN =左，306.54A V kN =右， 382.32V kN =B 右，306.54V kN =B 左 0306.540.70.7 1.43500560280.28t V kN f bh kN =>=???=B 左

验算截面尺寸：

00.25 3.575382320

1.68

0.7 1.001300760

c t f V f bh <===>=? 截面尺寸可用，按计算配置箍筋。

箍筋计算：

000.73823200.7 1.433007600.7721.25 1.25210760

sv t yv A V f bh s f h --???===?? 选用双肢(n=2)A 8箍筋(由附录查得2150.3sv A mm =)，则箍筋间距为：

12250.3

130.30.7720.772

sv A s mm ?=

==，取120s mm = 各支座处受剪配筋计算见下表。

表4-2 斜截面受剪配筋计算表 计算截面

A 支座左侧 A 支座右侧

B 支座左侧 B 支座右侧 kN V /

382.32 306.54 306.54 382.32 Φ8120cs V -， 395.47 395.47 395.47 395.47 第一排

45sin 8.01y cs

sb f V V A -=

不需要弯起钢

筋 按构造配置

不需要弯起钢

筋 按构造配置

不需要弯起钢

筋 按构造配置

不需要弯起钢

筋

按构造配置

验算最小配筋率：

100.6 1.430.002790.240.240.00163300120210

sv t sv yv A f ρbs f =

==>=?=?

满足要求 计算弯起钢筋

00100.6

0.7 1.250.7 1.43300760 1.25210760395.47120

sv cs t yv

A V f bh f h kN s =+=???+???=395.47cs V kN V =>

因此，不需配置弯起钢筋，按构造配置。

5配筋说明

5.1配筋方案

在选配纵筋时，需考虑跨中和支座的协调。由于构件各处剪力均未达到有腹筋梁受剪承载力，因此构件各处无需配置弯起钢筋。

基本锚固长度

360

0.1422775

1.43

y

a

t

f

Lαd mm f

==??=

式中：

y

f—受拉钢筋的抗拉强度设计值；

t

f—锚固区混凝土轴心抗拉强度设计值；

α—锚固钢筋的外形系数，按下表取值；

表5-1 锚固钢筋的外形系数α

钢筋类型光面钢筋变形钢筋三面刻痕钢

丝

螺旋肋钢

丝

三股钢绞

线

七股钢绞

线

α0.16 0.14 0.19 0.13 0.16 0.17 5.2抵抗弯矩图及钢筋布置

受力纵筋布置图及抵抗弯矩图：

图5-1受力纵筋布置图及抵抗弯矩图

受力纵筋详细配置：

图5-2受力纵筋详细配置图

5.3架立筋与构造钢筋

根据上述抵抗弯矩图确定受力纵筋的钢筋布置后，因为截面高度大于

2 纵向构造钢筋。

600mm，尚应设置架立筋，梁腹中部应设置通长的10

具体构造如下图所示。

图5-3横断面钢筋表

6配筋验算

6.1挠度变形验算

AB 段梁

1) 求弯矩标准值

荷载标准组合下的弯矩值：

有内力图可知C 点弯矩最大，经计算：

()()()()()

11111222122

11

12242

27.8=517.5 3.92133621786 2.7 3.9 1.358

= 73.575K A L L M R L g q G g q G L L L kN m

??=?-++??-++??+ ?

???-++?-++??+?

荷载准永久组合下的弯矩值：

设准永久值系数为5.0=q ψ

()()()()()11111222122

11

12242

27.8=347.85 3.9210.5336210.5786 2.7 3.9 1.358

= 90.2475q A q q L L M R L g ψq G g ψq G L L L kN m

??=?-++??-++??+ ?

???-+?+?-+?+??+?

2) 计算钢筋应变不均匀系数ψ 已知20308,760s A mm h mm ==

6

2

0308

0.00260.50.5300800

73.57510361.28/0.870.87760308s te k sk s A ρbh M σN mm h A =

==???===??

C30级混凝土：242/1000.3,/01.2mm N E mm N f c tk ?==

2.01

1.10.65

1.10.650.290.2361.280.0026

tk sk te f ψσρ=-=-?=-

3) 计算短期刚度s B

HRB400级钢筋25/102mm N E s ?=

5

4

0252

132

02.010 6.6673.0103080.00135300760

2103087607.35101.150.26 1.150.20.26 6.6670.00135

s E c s s s s E E αE A ρbh E A h B N mm ψαρ?===?=

==????===??++?++??

4) 计算长期刚度l B

0.20==θρ，’

()()1313273.575

7.3510 3.310173.5752190.2475

k l s k q M B B N mm M θM =

=??=??+-+-?

5) 计算挠度

2

626

11135573.575107.81014.1331.24848 3.310250

k l M L L f mm mm B ???=?=?=<=?

因此AB 段挠度满足要求 BD 段梁（同AE 段） 1) 求弯矩标准值

荷载标准组合下的弯矩值：

()()22

2 2.72178 6.0382.72522

k k k L M g q G kN m =++=++=?

荷载准永久组合下的弯矩值

()222 2.7121786240.57222q k k L M g q G kN m ??=++=+?+=?

??? 2) 计算钢筋应变不均匀系数ψ

202281,760s A mm h mm == 06

2

02281

0.020.50.5300760

382.72510253.763/0.870.877602281

s te k sk s A ρbh M σN mm h A =

==???===??

C30级混凝土：242/100.3,/01.2mm N E mm N f c tk ?==

2.01

1.10.65

1.10.650.843253.7630.02

tk sk te f ψσρ=-=-=? 3) 计算短期刚度s B

HRB400级钢筋25/102mm N E s ?=

5

4

0252

142

0210 6.673.01022810.01300760

2102281760 1.679101.150.26 1.150.8430.26 6.670.01

s E c s s s s E E αE A ρbh E A h B N mm ψαρ?===?=

==????===??++?++??

4) 计算长期刚度l B

0.20'==θρ，

()()14142

382.575

1.67910 1.03110138

2.57521240.57

k i s k q M B B N mm M θM ==??=??+-+-?

5) 计算挠度

26262

21455382.57510 2.710 2.81810.84848 1.03110250

k l M L L f mm mm B ???=?=?=<=?

6.2裂缝宽度验算

该构件为钢筋混凝土梁，为受弯构件，则 2.1cr α=，22d mm =，

根据公式可得：

max

51.90.08253.763222.10.843 1.9250.082100.020.30.3sk

cr s

te σd ωαψc E ρmm mm ??

=+ ?

?

???

=????+? ????

=≤

故裂缝宽度符合要求。

致谢

历时近四个月的《钢筋混凝土结构》的学习已经结束，通过这段时间的学习，我对钢筋混凝土结构的设计认识有了一定的了解。通过本次课程设计，不仅检验回顾了自己一个学期的学习收获，还进一步巩固掌握了钢筋混凝土结构的课程知识，同时对现实应用中的钢筋混凝土构件的工程设计有了一定的了解。

这次课程设计共耗时四天，在这四天的完成过程中，我遇到了很多的困难，但也得到了乾老师的帮助及指导，同时身边的同学也为我提供了很大的帮助，如罗志远同学的结构力学求解器的教学，吴越学霸的全方面辅导帮助等等，让我受益颇多，在此向帮助和指导我的各位老师和同学致以最衷心的感谢!

由于我的学术水平有限，所写论文难免存在诸多不足之处，恳请各位老师和同学的批评与指正！

2011级土木----3030681347（学妹可以加我哦，23333）

参考文献

《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）

叶列平编著，混凝土结构（第2版上册），清华大学出版社；