混凝土结构设计基本原理--课程设计书.doc

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中南大学

混凝土结构设计基本原理

课程设计书

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目录

第一部分课程设计任务书

设计资料 2

第二部分主梁的设计计算

（一）荷载计算与组合 4

（二）截面内力计算 4

（三）纵向受力主筋计算 5

（四）腹筋计算，弯矩包络图和材料图 7

（五）跨中截面裂缝宽度计算 8

（六）跨中截面挠度计算 9

第三部分道碴槽板的设计计算

（一）荷载计算与组合 10

（二）截面内力计算 10

（三）配筋计算 11

（四）钢筋、混凝土应力检算 11

（五）裂缝宽度验算 12

第四部分材料表

材料表 14

第一部分课程设计任务书

1.设计内容：

一钢筋混凝土工形截面简支梁，承受均布恒载g=48kN/m(含自重)，均布活载q=76kN/m，均不考虑分项系数与冲击系数；计算跨度12~16m（具体见下表），截面尺寸如下图所示。箍筋采用Q235级。要求：

（1）按抗弯强度确定所需的纵筋的数量。

（2）设计腹筋，并绘制抵抗弯矩图和弯矩包络图，并给出各根弯起钢筋的弯起位置。

（3）验算裂缝是否满足要求。

（4）验算挠度是否满足要求。

（5）绘梁概图：以半立面、剖面表示出梁各部尺寸。

（6）绘主梁钢筋图：以半跨纵剖面、横剖面表示出梁内主筋、箍筋、斜筋、架立筋、纵向水平及联系筋的布置和主筋大样图。

（7）材料表。

2.材料与跨度选择：

砼

钢筋

梁跨度m

C35

HRB335

16

14

12

15

C40

HRB335

16

14

12

15

C45

HRB400

16

14

12

15

C50

HRB400

16

14

12

15

3.参考规范：

《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（TB10002.3-2005）》

4.截面尺寸图：

梁截面单位：毫米(mm)

5.本课程设计参数选用：

梁跨度L=12m

受拉纵筋为HRB335

混凝土为C35

第二部分主梁的计算

一．荷载计算与组合

截面受力情况为：

均布恒载

均布活载

总荷载

如下图：

主梁荷载分布图（mm）

二．截面内力计算

跨中弯矩

1.A截面

剪力

弯矩

2.B截面

剪力

弯矩

3.C截面

剪力

弯矩

4.D截面

剪力

弯矩

5.E截面

剪力

弯矩

三．纵向受力主筋计算

梁的净保护层厚度取为35mm，梁的受力钢筋采用HRB335，查规范TB10002.3--2005，得,，混凝土采用C35,查规范TB10002.3--2005得，（弯曲受压）,；取(桥跨结构)。

由规范TB10002.3--2005，此梁有梗肋，且梗肋坡度为，板与梗肋相交处板的厚度为可按T形截面计算。

1.配筋试算（控制截面为E截面）

梁高较高，为1900mm，假设受力主筋按二排布置，取

,则

取mm

采用14Φ28，实际As=8620，布置两排

验算应力

假定中性轴在翼板，按的矩形计算

中和轴在腹板内。与假定不符，重新计算x值。由得

解得

由以上计算，跨中主筋、混凝土应力均满足规范要求。

四、腹筋计算，弯矩包络图和材料图

1.需计算配置的腹筋区段长度

查规范TB10002.3—2005有：对于C35混凝土

有箍筋及斜筋时主拉应力的最大容许值

无箍筋及斜筋时主拉应力的最大容许值

梁部分长度中全由混凝土承受的主拉应力最大值

由于是等截面梁，所以最大剪应力发生在A支座处，

主拉应力，

在与之间，取一半按计算配置腹筋。由下图（Mpa）（mm）：

需按计算配置腹筋的区段为L腹=

2.箍筋设计

箍筋采用Q235，按规范，并采用双肢箍筋（nk=2）。直径，间距，沿梁长等间距分布。所以箍筋承担的主拉应力为：

箍筋除了承受斜拉力外，还起到联系受压区和受拉区的作用，并将受拉主筋和架立钢筋联成钢筋骨架以便利施工，因此，即使按计算不需设置箍筋的区段，通常也要按构造要求设置箍筋。箍筋的最终布置见附图。

3.斜筋设计

弯起纵筋根数，取n=6。

布置斜筋时，应使各斜筋承受斜拉力的大小相等，或与其截面积成正比,这样就必须相应地确定各斜筋起弯点的位置。斜筋起弯点的确定，本设计中采用作图法（详见附图）。

4，弯矩包络图和材料图

布置好斜筋后，还应检查纵筋弯起后所余部分能否满足各截面抗弯的要求，通常画出材料图和弯矩包络图，当材料图和弯矩包络图选用相同的比例尺并重叠画在一起时，要求前者覆盖住后者（详见附图）。

梁截面纵筋所容许承载的最大弯矩：

梁一般截面剪力验算（由对称原理，只需验算1/2梁）：

E截面剪力为零，不需验算；C截面主拉应力为0.7278，只需按构造配筋。

五、跨中截面裂缝宽度计算

与上翼缘板裂缝宽度的计算公式相同，假设该桥环境为一般大气且无防护措施，即，可得

即该桥满