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1、简支梁设计书目录已知条件1截面设计箍筋设计裂缝及挠度计算混凝土配合比设计.19已知条件：环境条件I类 安全等级二级 =1.0材料：钢筋：HRB335 B12 R235 A8 水泥：P.0.32.5简支梁设计者通过多套方案对比，综合材料、经济性、可行性等因素考虑，并参考各类规范，最终确定一套较为合理的方案。此方案为单筋梁，受拉区钢筋布置为两层，每层为 2B12，箍筋和架立筋为A8，混凝土采用C35。由结构设计原理附表1-1,1-3查得=16.1MPa B12的=280MPa A8的=195MPa图1.1 主筋、箍筋及架立筋图 单位：mm 一、截面设计取混凝土保护层厚度c=30mm 受拉主筋层距为
2、30mm受拉主筋净距=120-230-213.9=32mm (B12的外径为13.9mm)=59mm=h-=200-59=141mm=452 图1.2 钢筋布置图 单位：mm 1.受压区高度计算bx=x=66mm2.配筋率计算=2.67% 3.正截面抗弯承载力计算=bx（-）=16.112066（141-） =13.7KN.m二、箍筋设计简支梁全长2000mm,设计支座距离梁边缘50mm,支座宽度为50mm,则梁跨径L=1900mm.加载点位于跨，逐级加载，加载点距支座中心距离a=633mm 剪跨比m=4.5梁的抗剪设计值=21.6KN =1.021.6=21.6KN由结构设计原理查得 =35
3、M 图1.3 梁的弯矩图、剪力图1. 检查截面尺寸: 上限值:（0.51）b =0.5120141 =51.0KN 下限值:（0.5）b =0.511.52120120141 =12.9KN2.5 故P=2.5取混凝土和箍筋共同承担最大剪力计算值系数=1代入数据处理得=505mm 取100mm3. 箍筋布置箍筋配筋率为=0.84%在支座中心向跨径方向一倍梁高h=200mm内取=54mm 其余的取=100mm近梁端第一根箍筋设置在距端面一个混凝土保护层厚度30mm处，斜截面抗剪承载力=（0.45）b =48.8KN由弯矩图、剪力图知加载点处截面为斜裂缝顶端，斜截面投影长度c=0.6=0.6a=0
4、.60.633=378mm 为斜截面顶端正截面的剪力组合设计值，为斜截面顶端正截面弯矩组合设计值，=a即加载点距支座中心的距离 所以裂缝穿过4根箍筋和2根主筋由图1.4算得 斜截面抗弯承载力为 =28.1KN.m图1.4 箍筋布置图 单位：mm图1.5 受力主筋端部弯钩图 单位：mm图1.6 架立筋端部弯钩图 单位：mm三、裂缝及挠度计算由钢筋的布置算得A8的总质量为5.2kg,体积为0.00067 B12的总质量为7.3Kg，体积为0.00093,由布置钢筋而减少的混凝土质量为(0.00067+0.00093) 2400=3.8kg素混凝土梁的质量为 m=0.0482400=115.2kg简
5、支梁质量M=115.2+5.2+7.3-3.8=123.9kg自重的均布荷载q=0.6KN/m因梁的自重在跨中引起的弯矩=0.6=0.3KN.m1.最大裂缝宽度计算由结构设计原理附表1-2,1-4查得=2.0MPa =3.15MPa截面换算系数 =6.35换算截面面积 =bx+ =12066+6.35452 =10790.2换算截面惯性矩 =b+ =120+6.35452 =27644715、的确定，对于带筋钢筋=1.0跨中荷载长期效应组合 =0.3KN 跨中荷载短期效应组合 =+=0.3+13.7=14KN =1+0.5=1+0.5=1.01 =1.0=2.67%0.02，所以取=0.02
6、由荷载短期效应组合引起的开裂截面纵向受拉钢筋在使用荷载作用下的应力 =252.5MPa最大裂缝宽度 =（）=0.11mm2.挠度计算换算截面对中和轴的惯性矩=b+bh+(-1) =81346375全截面抗弯刚度 =0.95=24.35N.开裂截面抗弯刚度 =8.71 N.全截面换算截面受拉区边缘的弹性抵抗矩为=6.07全截面换算截面的面积矩为=b=120=2.6塑性影响系数=0.86开裂弯矩 =0.862.26.07 =1.15KN.m抗弯刚度 B= =8.73N.对于C35混凝土，挠度长期增长系数=1.60挠度为 = = =9.65mm四、混凝土配合比设计 1.工程条件：混凝土设计强度为C3
7、5。施工要求坍落度为30-50mm（混凝土由机械搅拌，机械振捣）2.材料：水泥：强度等级为32.5，表观密度C =3.1g/cm3中砂：表观密度：s=2.65 g/cm3;碎石：表观密度：g=2.70 g/cm3，最大粒径为20mm；水：自来水。3.计算初步配合比计算配制强度（cu.0） cu.0= cu.k+1.645查表土木工程材料4-20，当混凝土强度为C35时，=5.0MPa,则适配强度cu.0为cu.0=（35+1.6455.0）MPa=43.225 MPa计算水灰比（W/C）已知水泥实际强度ce=35.0 MPa；所用粗集料为碎石，查土木工程材料表4-17，回归系数a=0.46，b
8、=0.07。按下式计算水灰比W/C:=0.36查土木工程材料表4-19最大水灰比规定为0.65，所以取W/C=0.36确定单位用水量（mw0）该混凝土所用碎石最大粒径为20mm，坍落度要求为3050mm，查土木工程材料表4-22，取mw0=195kg。计算水泥用量（mc0） 查土木工程材料表4-19最小水泥用量规定为260kg，所以取mc0=541.67kg确定砂率该混凝体所用碎石最大粒径为20mm，计算出水灰比为0.47，查土木工程材料表4-23，取s=30%计算粗、细集料用量（mg0及ms0）重量法按下面方程组计算:假定每立方米混凝土质量mcp=2400kg；则即每立方米C35混凝土的水、
9、砂、石、水泥用量分别为mw0=195kg， ms0=499kg， mg0=1164.33kg， mc0=541.67kg简支梁的体积V=0.120.22=0.048m3简支梁的水、砂、石、水泥用量分别为mw=1950.048=9.36kg ms=4990.048=23.95kg, mg=1164.330.048=55.89kgmc=541.670.048=26.00kg素混凝土梁的质量为 m=0.0482400=115.2kg参考文献1 中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）.北京：人民交通出版社，20042中华人民共和国行业标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）.北京：人民交通出版社，20043 叶见曙.结构设计原理（第二版）.北京：人民交通出版社，20054 苏达根.土木工程材料（第二版）.北京：高等教育出版社，20085叶见曙.结构设计原理计算示例.北京：人民交通出版社，2007
