混凝土课程设计计划任务书

中南大学

混凝土结构设计基本原理

课程设计书

姓名：陈垚宇

班级：工程管理1101班

学号： 1208110516

指导老师：杨剑

课程设计任务书

——铁路桥涵钢筋砼简支梁设计

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，计算跨度12m（具体见下表），截面尺寸如下图所示。箍筋采用Q235级，按《铁路桥涵设计规范（TB10002.3-2005）》设计该梁。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。

第一部分 主梁的设计计算

为了简化计算，根据规范TB10002.3-2005规定，可以按照T 形截面梁计算。对所给参考截面修改为如下所示：

选用的材料及其主要参数：

梁的跨度m l 120=,钢筋选用HRB335，混凝土选用C35

[]Mpa s 180=σ，[]Mpa b 8.11=σMpa f ct 50.2=

[] 2.25Mpa /1.11

-==ct

tp f

σ，[]Mpa f ct tp 83.00.3/2-==σ，[]

Mpa f ct tp 42.00.6/3-==σ

15=n ，2.0min =μ%

一． 荷载和内力

1. 均布恒载 m KN g /48=

2. 均布活载 m KN q /76=

3. 总荷载 m KN Q /1247648=+=

二． 简支梁内力计算

计算简图如下

1.A 截面

剪力)(7442/12kN Q V A =⨯=

弯矩)(02/66Q 2232m kN M A ⋅=⨯⨯-= 2.B 截面

剪力)(5582/9kN Q V B =⨯=

弯矩)(5.9762/5.45.42232m kN Q M B ⋅=⨯⨯-= 3.C 截面

剪力)(3722/6kN Q V C =⨯=

弯矩)(16742/332232m kN Q M C ⋅=⨯⨯-= 4.D 截面

剪力)(1862/3kN Q V D =⨯=

弯矩)(5.20922/5.15.12232m kN Q M D ⋅=⨯⨯-= 5.E 截面

剪力)(00kN Q V E =⨯=

弯矩)(22322/002232E m kN Q M ⋅=⨯⨯-= 三．梁的纵向受力主筋计算

板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[]M p a s 180=σ,Mpa E s 5101.2⨯=，混凝土采用C35,查规范TB10002.3--2005得，[]Mpa b 8.11=σ（弯曲受压）,Mpa E c 4103.3⨯=；取15=n (桥跨结构)。

1. 配筋试算（跨中截面为控制截面）

由于梁的高度为1900mm ，高度较高，假设受力主筋按两排布置

mm a 84=,mm h 181684-19000==

根据修改过的梁截面：300`=i h ，根据T 形梁截面设计经验公式：

mm h h z i 16662300-18162-`0===；[]2698.74421666

180102232mm z M A s E s =⨯⨯==σ

可取Φ32的钢筋10根，则其面积248.8042A mm s =

由规范TB10002.3---2005有：受拉区域的钢筋可以单根或两至三根成束布置，钢筋的净距不得小于钢筋的直径（对带肋钢筋为计算直径），并不得小

于30mm 。

因此可以得到梁的纵向主筋布置如下图：

四．跨中纵向受力钢筋的应力验算

1.首先假设中性轴在翼缘内

根据规范TB10002.3-2005，最小配筋率15.0min =μ%，由上图可知

mm a 842

34

3235=+

+=，恰好和假设的相同。则mm h 18160= 48.11816

30048.80420=⨯==

bh A s μ%>min μ,222.0150148.0=⨯=μn ()

38.811-202

=+=

h n n n x μμμ

>300，由此可知中性轴在腹板内。

2.在腹板内 由)())((2

121022x h nA h x b b x b s f f f -='

--'-'解得：mm x 0.437= mm h x b b x b h x b b x b f f f f f f 57.349))((2

121))((3131y 223

3='--'-''--'-'=

mm x y h z 57.1728437-57.3491816-0=+=+=

Mpa z A M s s 552.1607

.5172848.80421022326

=⨯⨯==σ

Mpa x h a x h s s 278.1640

.437-181652

-0.437-1900552.160---01max =⨯=⋅=σσ<[]Mpa s 180=σ []Mpa Mpa x h x

n b s

c 8.11392.3-0=<=⋅

=

σσσ

有以上验算可得，跨中主筋和混凝土的强度均满足要求。

五．腹筋的设计计算 剪力的最大值KN Ql

V m 7442==

，对应的剪应力Mpa bz

V m 4347.10==τ 1.主拉应力的容许应力与设计原则

根据TB10002.3-2005，对于C35混凝土（Mpa f ct 50.2=）

（1） 有箍筋及斜筋时主拉应力的最大容许值[]

Mpa f ct tp 25.21.1/1-==σ （2） 无箍筋及斜筋时主拉应力的最大容许值[]

Mpa f ct tp 83.00.3/2-==σ （3） 梁部分长度中全由混凝土承受的主拉应力最大值 []

Mpa f ct tp 42.00.6/3-==σ

由于主拉应力Mpa 4347.10=τ在[][]

2-tp 1-σσ和tp 之间，所以必须按计算设置腹筋，但主拉应力小于[]

3-tp σ的部分梁段内，可仅按照构造要求配腹筋。(如下图所示)

2.箍筋的设计计算