结构设计原理课程设计计算书

一、        设计目的与要求
(1)        掌握钢筋混凝土简支梁正截面和斜截面承载力的计算方法
(2)        并熟悉内力包络图和材料图的绘制方法
(3)        了解并熟悉现梁的有关构造要求
(4)        掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式和制图规定,进一步提高制图的基本技能
二、        设计题目
装配式钢筋混凝土简支梁设计
三、        设计资料
T型截面梁的尺寸如图所示,梁体采用C25混凝土,主筋采用HRB400级钢筋,箍筋采用R235级钢筋。简支梁计算跨径L0=24M和均布荷载设计值=40KN/M。
跨中截面：Mdm= ×q = ×42×242=3024KN•M
           =0
L/4截面：Mdl= ×q = ×48×202=1800KN•M
支点截面：Md0=0
= qlb=504KN                  
四、        设计内容
(1)        确定纵向受拉钢筋数量及腹筋设计。
(2)        全梁承载能力图校核。
(3)        绘制梁截面配筋图。
(4)        计算书：要求计算准确,步骤完整,内容清晰。

五、        准备基本数据
由查表得：
C25混凝土抗压强度设计值fcd=11.5MPa,轴心抗拉强度设计值ftd=1.23MPa。
混凝土弹性模量Ec=2.80×104MPa。
HRB400级钢筋抗拉强度设计值fSd=330MPa, 抗压强度设计值f＇Sd=330MPa。
R235级钢筋抗拉强度设计值fSd=195MPa, 抗压强度设计值f＇Sd=195MPa。
六、        跨中正截面钢筋设计
1、        确定T型截面梁受压翼板的有效宽度
由图所示的T型截面梁受压翼板的宽度尺寸为其等效的平均厚度 = =110mm
= L0= ×24000=8000
=1580mm(相临两主梁轴线间距离)
=b+2bh+12 =200+12×110=1520mm
受压翼板的有效高度为：
=Min( , , )=1520mm，绘制T型梁的计算截面如图所示
2、        钢筋数量计算
查附表得受压高度界限系数ξb=0.56
（1）        确定截面有效高度
设as=120mm，则h0=h-as=1300-120=1180mm
（2）判断截面类型
     fcd  （h0- ）=11.5×1520×110×（1180- ）=2163.15 KN<3024KN&#8226;M
属于第Ⅱ类T型梁截面
（3）        确定受压区高度X
由公式r0Md= fcd bx（h0- ）+ fcd ( -b) （h0- ）得
1.0×3024×106=11.5×200X×（1180- ）+11.5×（1520-200）×110×（1180- ）
即：X2-2360X+9960652.174=0
解得X=550.45 mm <ξbh0=0.56×1180=660.8 mm
且X> =110mm
（4）  求受拉钢筋面积As                     
      由公式fcd bx+ fcd ( -b) =fSdAs得
      As=
=11.5×200×550.45+11.5×（1520-200）×110/330
=8896.47 mm 2
      选钢筋8 32+4 28，截面面积As=8897 mm 2钢筋布置如图所示

七、        跨中正截面承载力复核
由于受拉钢筋为8 32（6434 mm 2），fSd=330Mpa，4 28（2463 mm 2），fSd=330Mpa，查表得 32的外径为34.5 mm， 28的外径为30.5 mm，取保护层厚度为30mm，则
as=6434×330×（30+2×34.5）+2463×330×（30+34.5×4+30.5）/6434×330+2463×330
=126.5≈127 mm
    h0=h-as=1300-127=1173mm
1、判断截面类型
fcd  =11.5×1520×110=1922.8 KN&#8226;M
fSdAs=330×8897=2936.01 KN&#8226;M
由于fcd  <fSdAs，故为第Ⅱ类截面
2、求受压区高度X
   由公式fcd bx+ fcd ( -b)  =fSdAs得、
   X=  
=330×8897-11.5×（1520-200）×110/11.5×200
      =565.53 mm<ξbh0=0.56×1180=660.8 mm（不是超筋梁）
    取X=565.53 mm
3、        正截面抗弯承载力验算
由公式r0Md= fcd bx（h0- ）+ fcd ( -b) （h0- ）得
Md=11.5×200×565.53×(1173- )+11.5×(1520-200)×110×(1173- )
   =3024.8 KN&#8226;M>3024KN&#8226;M
= = =3.79%> =0.20%(不是少筋梁)
4、        结论
该梁为适筋梁，且正截面的抗弯承载力能够满足要求
八、        腹筋设计
1、        截面尺寸验算
根据构造要求，梁最底层两排钢筋4 32通过支座截面，其面积为：
As=3217 mm 2>8897×20%=1779.4 mm 2
支座截面有效高度h0=h-（30+34.5）=1236mm
0.51×10 -3× bh0=0.51×10 -3× ×200×1236=630.36 KN>   = qlb=504KN  
可知截面尺寸符合要求
2、        检查是否需要根据计算配置箍筋
跨中截面：0.51×10 -3×ftdbh0=0.51×10 -3×1.23×200×1173=144.28 KN
支点截面：0.51×10 -3×ftdbh0=0.51×10 -3×1.23×200×1236=152.03 KN
因为 =0 <0.51×10 -3×ftdbh0<  = qlb=504KN ,故可在跨中的某一长度范围内按构造配置箍筋，其余区段应按照计算配置腹筋。
3、        计算分配剪力
根据几何关系在剪力包络图中确定出仅按构造要求配置箍筋的区域长度为：
L= ×12000=3435 mm
距中心线 处的计算剪力 ，由剪力包络图按照几个关系求得：
= ×  = =476.7KN
其中应由混凝土和箍筋共同承担的计算剪力为： =ξbr0 取ξ=0.6，则0.6 =286.02KN，应该由弯起钢筋（包括斜筋）承担的计算剪力为：
（1-ξ） =0.4 =109.68KN，应设置弯起钢筋的区段长度为
4、        箍筋设计
采用直径为8mm的双肢箍筋,箍筋截面面积 =n =2×50.3=100.6 mm 2。按照公式 = 设计箍筋时，式中的纵筋配筋率 及截面有效高度h0可按照支座截面和跨中截面的平均值取用，计算如下：
跨中截面：    h0=1173 mm
支点截面：    h0=1236 mm
则取平均值分别为：
                mm
箍筋间距 计算为：

=
=297.19 mm
现取箍筋间距 250 mm（满足规范构造要求）
在支座中心线附近h=1300mm范围内，取箍筋的间距为100mm
确定箍筋率： = > =0.18%
5、        弯起钢筋及斜筋设计
设焊接钢筋骨架的架立钢筋为 22，钢筋重心至受压翼板上边缘距离a=42mm，弯起钢筋的弯起角度为45&ordm;，弯起钢筋上方末端与架立钢筋焊接，为了得到每对弯起钢筋的分配剪力要根据各排弯起钢筋的末端点应该落在前一排弯起钢筋的弯起点的构造规定，来得到各排弯起钢筋的弯起点计算位置，根据计算规定，简支梁的第一排弯起钢筋的末端弯折点位于支座中心截面处。
由公式 可以得

①        第一排弯起钢筋所承担的剪力 190.68KN
第一排弯起钢筋所需截面面积
=1089.5 mm2
2 32钢筋提供截面面积为1609 mm2>8=1089.5 mm2
第一排弯起钢筋弯起段的水平投影长度L1=1300-(30+24+34.5/2)=1112.5 mm
②        第二排弯起钢筋所承担的 =171.26KN
第二排弯起钢筋所需截面面积  
=978.6 mm2

2 32钢筋提供截面面积为1609 mm2> =978.6 mm2
第二排弯起钢筋弯起段的水平投影长度L2=1112.5-34.5=1078 mm
③ 第三排弯起钢承担的剪力
=125.98KN
第三排弯起钢筋所需截面面积  =719.8 mm2
2 28钢筋提供截面面积为1232 mm2> =696.1 mm2
第三排弯起钢筋弯起段的水平投影长度L3=1078-34.5=1043.5 mm
④ 第四排弯起钢筋所承担的剪力 =82.2KN
第四排弯起钢筋所需截面面积  =469.7 mm2
2 28钢筋提供截面面积为1232 mm2> =469.7 mm2
第四排弯起钢筋弯起段的水平投影长度L4=1043.5-34.5=1013 mm
⑤ 第五排弯起钢筋所承担的剪力 =39.6KN
第五排弯起钢筋所需截面面积  =226.3 mm
2 14钢筋提供截面面积为308 mm 2> =226.3 mm2
第五排弯起钢筋弯起段的水平投影长度L5=1013-30.5=982.5 mm2
现在根据已知主钢筋情况弯起N1～N5钢筋，将计算的各排弯起钢筋弯起点截面的水平投影长度Li,距离支座中心距离Xi，分配的剪力值 ，所需的弯起钢筋面积 钢筋所提供的截面面积以及弯起钢筋与梁轴交点到支座中心的距离列入下表中：
满足抗剪强度要求的各排弯起钢筋用量及位置计算表
弯起点        1        2        3        4        5
Li（mm）        1112.5        1078        1043.5        1013        982.5
距离支座中心距离（mm）        1112.5        2190.5        3234        4247        5229.5
分配的剪力值(KN)        190.68        171.26        125.98        82.2        39.6
所需的弯起钢筋面积（mm2）        1089.5        978.6        719.8        469.7        226.3
钢筋所提供的截面面积（mm2）        1609        1609        1232        1232        308
弯起钢筋与梁轴交点到支座中心的距离（mm）        556        1652        2712        3741        4232
由上表可见，各排弯起钢筋用量均能满足抗剪强度的要求，按照计算剪力布置弯起钢筋如图所示：

6、         检验各排弯起钢筋的弯起点是否符合构造要求
      按照同时满足梁跨间正截面和斜截面抗弯要求，确定弯起点的位置是否符合构造要求，又已知的Mdm=2400KN&#8226;M，Md0=0按照二次抛物线 绘制弯矩包络图如图所示：
各梁段的抵抗弯矩Mui可按照公式Mu 求得：
各梁段弯矩复核表
梁区段        纵筋        h0（mm）        Mui（mm）        Xi（mm）        Mdi（KN）
支点中心～1点        4 32
1236        1057.12        12000        0
1点～2点        6 32
1219        1585.84        10887.5        534.71
2点～3点        8 32
1202        2114.24        9809.5        1003.25
3点～4点        8 32+2 28
1187        2519.08        8766        1410.30
4点～5点        8 32+4 28
1172        2923.59        7753        1761.71
5点～6点        8 32+4 28+2 14
1164        3024.8        6770.5        2061.37

弯起钢筋弯起位置复核表
弯起钢筋序号        弯起点符号        弯起点距跨中距离X1        钢筋与梁中轴线交点距跨中距离X2        充分利用点距跨中距离X3        不需要点距跨中距离X3         
X1- X3        X2- X4
N5        1        10888        9776        8275        9678        610        2613        70
N4        2        9810        9271        6582        8275        601        3228        70
N3        3        8766        8244        4903        6582        594        3863        70
N2        4        7753        7247        2187        4903        584        5566        70
N1        5        6771        6280        0        2187        582        6771        70
由上表可见，各排弯起钢筋的弯起点位置距离该排钢筋充分利用点的距离大于 ，且各排弯起钢筋与梁中轴线交点均位于该排钢筋不需要点之外，能够满足《桥规》的要求。

哎~~~~~~~~~~没钱！！！！！！！！！！！

突然一天如同意义

骗子，把文件上传，这么贴出来有什么用。