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1、混混 凝凝 土土 结结 构构 设设 计计 基基 本本 原原 理理 混混 凝凝 土土 结结 构构 设设 计计 的的 基基 本本 原原 理理 系系 列列 教教 案案 混凝土土教研室:孙维东混凝土土教研室:孙维东 外伸梁设计实例 本例综合运用前述受弯构件承载力的计算和构造知识, 对一简支的钢筋混凝土伸臂梁进行设计,使初学者对梁的设 计全貌有较清楚的了解。 在例题中,初步涉及到活荷载的布置及内力包络图的作 法,为梁板结构设计打下基础。 第6章受弯构件斜截面承载力计算 (一)设计条件 某支承在370mm厚砖墙上的钢筋混凝土伸臂梁,其跨度 l1=7.0m,伸臂长度l2=1.86m,由楼面传来的永久荷载设计
2、值 g1=34.32kN/m,活荷载设计值q1=30kN/m,q2=100kN/m。采用混 凝土强度等级C25,纵向受力钢筋为HRB335,箍筋和构造钢筋 为HPB300。试设计该梁并绘制配筋详图。 (二)梁的内力和内力图 1截面尺寸选择 取高跨比h/l=1/10,则h=700mm;取b=250mm,h/b=2.8。 初选h0=h-as=700-60=640mm(按两排布置纵筋)。 2荷载计算 梁自重设计值(包括梁侧15mm厚粉刷重): 梁的恒荷载设计值。 (二)梁的内力和内力图 3梁的内力和内力包络图 恒荷载g作用于梁上的位置是固定的,计算简图如图a;活 荷载q1、q2的作用位置有三种可能情
3、况,见图b、c、d。 (二)梁的内力和内力图 3梁的内力和内力包络图 三种情况下的内力图的外包线,称为内力包络图。 按内力包络图进行梁设计可保证构件在各种荷载作用下的安全性 。 剪力包络图 弯矩包络图 (三)配筋计算 1已知条件 混凝土:C25,1=1,fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2;HRB335钢 筋,fy=300N/mm2,b=0.550;HPB300,fyv=270N/mm2 2截面尺寸验算 沿梁全长的剪力设计值的最大值在B支座左边缘, Vmax=266.65kN。 hw/b=640/250=2.564,属一般梁。 故截面尺寸满足要求。 (三)配筋计算 3纵筋计算:一
4、般采用单筋截面 (1)跨中截面(M=394.87kN.m): 选用4 25+2 20,As=2592mm2。 (三)配筋计算 3纵筋计算:一般采用单筋截面 (2)支座截面(M=242.17kN.m) 本梁支座弯矩较小(是跨中弯矩的61%),可取单排钢筋, 令as=40mm,则h0=700-40=660mm。按同样的计算步骤,可得 选用2 20+2 22,As=1390mm2。 4腹筋计算 (1)可否按构造配箍 故,需按计算配箍。 (2)箍筋计算 方案一:仅考虑箍筋抗剪,并沿梁全长配同一规格箍筋,则 V=266.65kN 由 (三)配筋计算 4腹筋计算 选用双肢箍(n=2)8(Asv1=50.3
5、mm2)有 实选8130,满足计算要求。全梁按此直径和间距配 置箍筋。 (三)配筋计算 4腹筋计算 (2)箍筋计算 方案二:配置箍筋和弯起钢筋共同抗剪。在AB 段内配置箍 筋和弯起钢筋,弯起钢筋参与抗剪并抵抗B支座负弯矩;BC 段仍配双肢箍。计算过程见下表。 腹筋计算表 (三)配筋计算 截面位置A支座B支座左 B支座右 剪力设计值V(kN)222.17266.65234.50 Vc=0.7ftbh0 (kN) 142.2146.7 选用箍筋(直径、间距)82008160 4腹筋计算 (2)箍筋计算 腹筋计算表 (三)配筋计算 截面位置A支座B支座左 B支座右 229.1250.8 41.75
6、弯起钢筋选择 234 2 20 Asb=628mm2 4腹筋计算 (2)箍筋计算 设弯起点距支座边缘距离取250mm(Smax),则2 20,承担 B 支座左剪力的长度范围为250+610=860mm。 (三)配筋计算 梁高-上下保护层厚度-上下箍筋直径 -上下纵筋直径一半 =700-225-210-220/2=610mm 45o 610 250 610 4腹筋计算 (2)箍筋计算 弯起上点处剪力设计值: V2(kN)=266.65(1-860/3809) =206.45kNVcs=229.1kN 不需要第二排弯起筋。 (三)配筋计算 V2 V1=266.65kN 30063809 860 1
7、85 制图相关规定:建筑结构制图标准GB/T 50105-2010 施行日期: 2 0 1 1 年 3 月 1 日 202 每个图样应根据复杂程度与比例大小,先选用适当基 本线宽度b,再选用相应的线宽。根据表达内容的层次,基本 线宽b和线宽比可适当的增加或减少。 表2.0.3 图线 204 在同一张图纸中,相同比例的各图样,应选用相同 的线宽组。 205 绘图时根据图样的用途,被绘物体的复杂程度,应 选用表205中的常用比例,特殊情况下也可选 用可用比例。 制图相关规定:建筑结构制图标准GB/T 50105-2010 施行日期: 2 0 1 1 年 3 月 1 日 图图名常用比例可用比例 结结
8、构平面图图 基础础平面图图 1:50, 1:100, 1:1501:60,1:200 圈梁平面图图,总图总图 中 管沟、地下设设施等 1:200,1:5001:300 详详 图图1:10, 1:20, 1:501:5, 1:30, 1:25 表2.0.5 比例 3.1.4 钢筋在平面、立面、剖(断)面中的表示方法: 4.钢筋在梁纵、横断面图中的配置。 3.1.5 构件配筋图中箍筋的长度尺寸,应指箍筋的里皮尺寸。 弯起钢筋的高度尺寸应指钢筋的外皮尺寸。 制图相关规定:建筑结构制图标准GB/T 50105-2010 施行日期: 2 0 1 1 年 3 月 1 日 1-1 1 4 7 300 700 例题6-2 P=120kNP=120kN q=8kN/m 200020002000 6340 120 120120 120 a=2000+120 例题6-2 P=400kN 1500120 120120 120 a=1500+120 4500 a=4500+120 300kN 100kN Vcs h0/2 smax