水工钢筋混凝土结构课程设计(简支梁)

水利工程 水利水电 课程设计

水工钢筋混凝土结构

课程设计

水利200901

李朝辉 20094695

一、基本资料

某水电站副厂房（3级建筑物），砖墙上支承简支梁，该梁处于二类环境条件。其跨长、截面尺寸如图1所示。承受的荷载为：均布恒载gk=20kN/m，均布荷载qk=15kN/m（荷载分项系数取1.15），集中恒载Gk=28.6kN。采用C25混凝土，纵向受力钢筋为HRB335级钢筋，箍筋为HPB235级钢筋试设计此梁并绘制配筋图。

查表及已知得设计所需数据： （一）、荷载分项系数

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1.永久荷载对结构有利γG 1.0；永久荷载对结构不有利γG 1.2 2.荷载分项系数： 均布 qk 1.15 、结构系数 d 1.2 （二）、材料强度设计值 1.混凝土强度等级为C25 ：fc

12.5Mpa. ft 1.27Mpa

310Mpa；箍筋及其他纵向构造钢筋2.钢筋级别为：纵向受力钢筋HRB335、fy fy

HPB235 、fy 210Mpa。

3.混凝土保护层厚度（环境类别二类环境）c 35mm；最小配筋率ρmin 0.2%。 （三）、计算简图

图1：计算间图

（四）：设计要求

1.根据已知条件查材料强度，计算参数的选取。 2.内力计算（最大弯矩、剪力最大值） 3.截面尺寸校核（a取50mm）。 4.梁的计算简图及内力图

5.计算纵向受弯钢筋用量及选配钢筋（I级钢筋最小配筋率 min=0.2%）。计算是否需要

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配置腹筋，如果需要按照计算确定腹筋用量及选配钢筋。

6.钢筋的布置计算（钢筋的布置设计要利用抵抗弯矩图进行图解） 7.结构施工图绘制（配筋图及钢筋表） 二、基本尺寸

如图1：B=250mm H=550mm L0=Ln+a L0=5840 Ln=5600 又由L0=1.05Ln=1.05*5600=5880 跨度取最小值L0=5840 三、荷载计算

均布恒载gk=20kN/m，均布荷载qk=15kN/m,，集中恒载Gk=28.6kN 集中力：Gk=28.6kN

均布荷载：S Ggk Qqk 1.0 20 1.15 15 37.25kN/m 1、支座反力计算

该结构为对称结；根据材料力学理论得知，对称结构在对称荷载作用下，其支座反力为:

11

RA RB Gk g q）lo 28.6 37.25 5.84 137.37kN

22

2、设计值计算

由材料力学理论得知，对称机构在对称荷载作用下采用叠加法得 结构跨中控制截面弯矩设计值为：

1

Mmax (Gk)a g q）lo2

81

28.6 1.0 37.25 5.842

8

187.40kN m式中a——集中力至支座边缘的距离。 3、支座边缘截面的最大剪力设计值计算

因：VA VB RA 137.37kN

11右故：VA VB左 RA g q）a 137.37 37.25 0.24 132.90kN

22

式中a——支座的支承长度。 4、Gk集中力处的剪力设计值计算

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11

VC左 RA g q）a 137.73 37.25 1.0 119.11kN

2211

VC右 RA g q）a （Gk) 137.73 37.25 1.0 28.6 90.15kN

22

式中a——集中力至支座边缘的距离。

5、外伸梁内力汇总表

6、结构受力图：

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图2：结构受力图

四、截面几何尺寸复核

因弯矩设计值适中，设钢筋排一排；由于属于二类环境，故设a 50mm； 则截面有效高度ho h a 550 50 500mm；因是矩形截面ho hw； 则

hw500 2.0＜4； b250

右左由0.25fcbho 0.25 12.5 250 500 390.63kN＞1.2VA（或VB） 159.48kN；说明截面几何

尺寸符合要求。

五、承载力极限状态计算

（一）、正截面承载力计算：根据弯矩包络图结构跨中截面为控制截面 纵向受力钢筋计算表

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（二）、斜截面承载力计算： 首先截面满足要求

1.验算腹筋是否需要按计算设置，应按下列公式计算：

右左Vc 0.07fcbho 0.07 12.5 250 500 109.38kN＜1.2VA或VB 159.48kN

说明需要进行斜截面承载力计算，应确定腹筋计算。

2.梁内的腹筋按计算设置，按下表计算：

（kN）方案一：仅考虑箍筋抗剪，并沿梁全长配同一规格箍筋：V 132.90。

初选双肢箍筋，选用 8@200，及Asv1 100.6mm2；双肢截面n 2，Smax=250mm 由Vsv 1.25fyv

Asv100.6

ho 1.25 210 500 66.02KN s200

右左

得Vcs=VC + VSV=109.38+66.02=175.4KN > 1.2VA或VB=159.48KN

箍筋最小配筋率复核 sv

100.6

0.20% svmin0.12%

250 200

方案二：既考虑箍筋抗剪有考虑弯起钢筋抗剪。

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腹筋计算表

根据构造要求选择架立钢筋为214； 4、跨中配筋图：

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图3：截面配筋图

六、抵抗弯矩图（材料图）

图4：材料图

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七、结构施工图