西南交通大学混凝土结构课程设计Word文件下载.docx
《西南交通大学混凝土结构课程设计Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《西南交通大学混凝土结构课程设计Word文件下载.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
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)。
G
Q
≈¼
L000
L
g=g1+g2
q
主要数据:
荷载取G=Q=0,除构件自重以外的恒载标准值,活载标准值,自重标准值按照的容重计算。
跨度L=6~8m(不用区分计算跨度和净跨度),桥面宽度B=1.5~2.4m,每个同学根据上序号确定跨度和桥面宽度,如下表;
序号
跨度(m)
桥面宽度(m)
1
6.1
1.5
11
7.1
2.0
2
6.2
12
7.2
3
6.3
1.6
13
7.3
2.1
4
6.4
14
7.4
5
6.5
1.7
15
7.5
2.2
6
6.6
16
7.6
7
6.7
1.8
17
7.7
2.3
8
6.8
18
7.8
9
6.9
1.9
19
7.9
2.4
10
7.0
20
8.0
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
实际初拟梁高为h=700mm,此时的梁宽可以初拟为
实际初拟梁宽为b=250mm。
初拟因该梁为独立梁,故翼缘板的最大有效宽度为
截面设计如图所示
3.力计算
梁的永久荷载标准值:
梁的可变荷载标准值:
1.由于跨中荷载对跨中弯矩是不利的,伸臂部分的荷载对跨中弯矩的作用是有利的,出于安全的考虑,在计算跨中最大弯矩时,对伸臂部分的梁的永久荷载分项系数取1.0,可变荷载分项系数取0,对于跨中部分的荷载分项系数取值,则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:
跨中荷载设计值:
当可变荷载控制时:
应取由可变荷载控制的组合进行承载力极限状态计算,即
2.伸臂部分的荷载越大,则支座截面负弯矩越大,所以伸臂部分荷载为不利荷载,应取由可变荷载控制的组合进行承载力极限状态计算
3.计算截面最大剪力时,所有荷载均为不利荷载,应取由可变荷载控制的组合进行承载力极限状态计算,计算右支座处的剪力:
所以截面最大剪力为129.564kN
4.跨中和支座截面抗弯配筋
4.1简支梁跨中截面
截面设计:
初拟则
计算梁的跨中弯矩,弯矩值为
所以该截面为第一类截面。
于是有
(非超筋)
所以选配钢筋420,单排布置,As=1256mm2
截面复核:
假设箍筋选取双肢6,则:
属于第一类截面
显然,满足安全性要求。
相对受压区高度为(非超筋)
(非少筋)
经检验,合格
4.2简支梁支座截面
计算梁的支座弯矩,弯矩值为
所以按最小配筋率配筋,取416,As=804mm2。
因受压区也配有钢筋,故构件实际承载能力大于Mu,检验合格
5.斜截面配筋
根据截面尺寸可知
,属一般梁
因此可以检查截面尺寸限制条件:
满足条件。
检查是否需要按计算配置腹筋:
必须按计算配置腹筋。
暂定只配箍筋,选用双肢6箍筋,则
因此箍筋间距应满足
由《混规》得箍筋间距还应满足:
所以选取
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,所以无需设置弯起筋。
截面最大剪力设计值为:
下限值验算:
由《混规》知箍筋直径和箍筋间距满足要求
非斜拉破坏。
上限值验算:
非斜压破坏。
6.翼缘抗弯设计
翼缘尺寸如图所示
,取单位宽度
则翼缘的永久荷载标准值:
翼缘的可变荷载标准值:
此时所有荷载均为不利荷载应判断永久荷载控制还是可变荷载控制:
所以按最小配筋率配筋,
根据《混规》中的规定选取6140(),符合《混规》箍筋设计中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。
7.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
准永久组合荷载为:
跨中最大弯矩为:
支座处最大弯矩为:
7.1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:
梁的短期刚度:
7.2跨中裂缝验算
8.支座截面裂缝验算
9.伸臂端挠度验算
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,此时计算挠度大于实际挠度,则
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
11.参考文献
参考文献:
1.《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001
2.《混凝土结构设计规》GB50010—2010
3.《混凝土结构设计原理》(教材:
乔等,混凝土结构设计原理,第三版,中国铁道,,2015.)