钢筋混凝土梁静载试验报告
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ρ
=
������������ ������������0
=
603 200 × 220
=
0.0137
=
1.37%
ρ min =
45 ������������������
=
1.06 45
=
0.17%
������������������
280
0.2%
配筋率满足要求。
梁截面配筋示意图如图 5:
图5
3
最终设计计算书
0.51 × 10−3 fcu,kbh0 = 0.51 × 10−3 × 20 × 200 × 20 = 100.4KN ≥ r0 ·Vd
截面尺寸满足要求。 ○2 箍筋:
0.5 × 10−3������������������ ������������0 = 0.5 × 10−3 × 1.06 × 200 × 20 = 23.32KN < ������0 ·������������ = 40.94kN
初步设计计算书
一、 构件截面设计
1、确定梁的跨度 根据试验目的以及要求,本次试验拟采用两端简支的矩形截面形式钢筋混凝 土梁,综合考虑实验室试验设备和材料等因素,设计钢筋混凝土梁(如下图 1 所示)的跨度为 1500mm,计算跨径������0为 1300mm,试验时荷载采用在跨中位置 施加 1 个集中荷载的方式,荷载大小 P=80KN。
详细配筋图如图 5 和图 7,配筋表如下表 1 所示: 表1
ຫໍສະໝຸດ Baidu
钢筋 截面形式
型号
直径
长度 数量
(mm) (mm) (根)
纵
向
钢
HRB335 16 1460 3
筋
总长 (mm)
4380
总重 (kg)
6.92
架
立
HRB335 12 1460 2 2920 2.59
筋
箍 筋
HPB235 6 810 13 10530 2.34
������0 = ������ − a������ = 250 − 30 = 220������������ M = ������0 ·������������ = 31.2KN ·m 1) 验算是否需要设计为双筋截面 ������������ = ������������������ ������������02������������ 1 − 0.5������������ = 9.2 × 200 × 2202 × 0.56 × 1 − 0.5 × 0.56 = 35.91 > 26.39������������ ·������
故需要按计算配置箍筋,箍筋材料选用直径为 6mm 的 HPB235 双肢箍。
������0 ·������������ = ������������ = ������1������2������3 0.45 × 10−3 b������0 2 + 0.6p ������������������ ,������������������������������������������ = 1 × 1 × 1 × 0.45 × 10−3 × 200 × 220
梁自重为均布荷载,其均布力大小:
������ = 25 × 200 × 250 × 10−6 = 1.25KN/m
则梁的荷载图示如图 3:
2
简化为两端简支梁,内力图如图 4:
图4 取一类环境,安全等级二级,������0 = 1.0
假设a������′ = 35mm,a������ = 30mm,则
=
316������������
查表得最小水泥用量为 260kg,故取为计算值。
5) 确定砂率������������
查表,取������������ = 38%
6) 计算单位砂、石用量 由绝对体积法列式:
������0 ������0������
+
������0 ������0������
=
100
=
56.6 200 × 79.2
=
0.36%>0.18%
箍筋间距和配箍率满足要求。
现取支座中心向跨径长度方向 400mm 范围内,间距������������ = 100mm,其余部 分取间距������������ = 112mm。箍筋布置图如图 7。
图7
二、 钢筋混凝土梁详细配筋计算
根据纵向钢筋锚固要求,纵向钢筋应伸出支点处 10d,则单根纵向钢筋长: 1300 + 10d = 1300 + 160 = 1460mm
图1
2、确定梁截面尺寸 1)由梁的高跨比������ ������0确定梁的高度������ 对独立梁,依据相关规范和要求有:
������ 1 ������0 ≥ 12 计算可得������ ≥ 125mm,现取梁高������ = 250mm,满足规范要求。 2)由梁的高宽比������ ������确定梁的宽度b 梁的高宽比 ������ ������ 可选 2~2.5,考虑试验材料及 模板试验条 件,选用 梁宽 ������ = 200mm,则横截面形式和尺寸如下图 2 所示。
������������
=
������������������ ������������ ������������������
=
9.2
×
200 × 280
79.23
=
520.6mm²
查表,受拉区钢筋选用 3Φ 16,则������������ = 603mm²
架立筋选用 2Φ 12
③ 配筋验算
保护层厚度 C 满足要求。计算配筋率:
−
������ 2)26.3
×
106
=
9.2
×
200
×
������
×
(220
−
������ 2)
解得������ = 361.64������������
(超过梁高,舍去) ,取������为79.23������������
79.23������������
② 求受拉区钢筋截面积������������
= 0.95 ×
1.55
=
1.47
开裂内力计算值:
������������������������ = ������������������������ = ������cr ������������ = 1.47 × 26.39 = 38.8kN ·m 开裂荷载值:
则: 2、极限荷载:
������������������������ 4
则:
������������������ = ������������ ·42.5 = 48MPa
1
������ ������
=
������������������ ,0
������������ ·������������������ + ������������ ������������
·������������������
=
0.46 × 48 28.23 + 0.0322
×
48
=
0.57
查表,比较后得最大水灰比取该计算值 0.57。
3) 确定单位用水量������0 查表, ������ = 30~50mm
查表,取������0 = 180kg
4) 计算单位水泥用量������0
������0
=
������0 ������ ������
× 2 + 0.6 × 1.37 20 × ������������������ × 195
解得:ρ sv = 0.0012 = 0.12% 按照规范要求,取最小配箍率为 0.18%
������������������ = 2 × 28.3 = 56.6������������²
1 × 1 × 0.56 × 10−6 × 2 + 0.6p
图2
二、 材料参数
1、混凝土配合比计算
本次试验梁制作采用 42.5 号水泥、13mm 细石、中砂,拟设计混凝土等级
为������20 混凝土。 1) 试配强度
������������������ ,0 = ������������������ ,������ + ������ ·������ = 20 + 1.645 × 5 = 28.23MPa 2) 水灰比
故不需要采用双筋截面。
2) 设计单筋
取������ = ������������ = 0.56,设a������ = 30mm ① 求受压区高度������
������0
·������������
≤
������������
=
������������������ ������������(������0
3、配筋计算
������������0 = 0.085 × 1238 = 105.23������������ ������������0 = 0.085 × 180 = 15.3������������
试验提供钢筋级别 HRB335,箍筋级别可选用 HPB235,设计荷载为跨中集中
荷载 P=80KN 作用,考虑本试验实际加载情况,需要考虑梁的自重及加载设备重。
根据所设计梁截面和跨度,混凝土梁及立方体试件总体积:
V = 1500 × 200 × 250 + 100 × 100 × 100 × 3 = 0.085������3
由计算配合比可得材料用量分别为:
������������0 = 0.085 × 316 = 26.86������������ ������������0 = 0.085 × 666 = 56.61������������
=
0.56
×
220
=
123.2
不超筋,则
������ ������������ = ������������������ ������������ ������0 − 2 = 30.4KN ·m > ������ = 26.39KN ·m
满足承载力要求。
2)斜截面验算
剪力图如图 6:
图6 支座处剪力V = 40.94kN,本试验中梁不设弯起钢筋,则剪力全部由混凝土 和箍筋承担。 ○1 截面尺寸:
������������ =
40.942
= 79.2mm ≤ 0.5h = 125mm
配箍率:
������������������ ,������ ������������������������������������ b������0
4
������������������
=
������������������ ������������������
������
+
������������2 8
=
������������������������
=
38.8kN ·m
������������������������ = 102.5������������
按设计规范的容许值进行检验时荷载效应组合的设计值:
1.25 × 1.3²
一、 验算
经验算,配筋率、保护层厚度等满足要求,还需进行正截面和斜截面验算。
1)正截面验算
������
=
������������������ ������������ ������������������ ������
=
280 × 603 9.2 × 200
=
95.87mm
≤
������������ ������0
120
120
γ = 0.7 + ������ ������������ = 0.7 + 400 × 1.55 = 1.55
结构抗裂检验容许值:
������cr
=
0.95
������������������������ ������������������
+ ������������������ + ������������������
三、 试验荷载计算
1、开裂荷载: 荷载效应的标准组合设计值为:
5
1.25 × 1.3²
80 × 1.3
������������ = ������������ =
8
+ 1.0 × 4 = 26.39kN ·m
h = 250 < 400
则,取h = 400,查 GB50010-2002:������������ = 1.55,������������������ = 1.54Mpa
−
������0 ������0������
−
������0
−
10
·������
������0
������0 + ������0
=
������������
代入数据,解得: 则计算配合比:
������0 = 666kg ������0 = 1238kg
2、 材料用量
������0: ������0: ������0: ������0 = 316: 666: 1238: 180
检算纵向钢筋保护层厚度满足要求。
架立钢筋应满足构造要求,保护层厚度取 30mm,则单根架立钢筋长: 1500 − 2 × 30 = 1460mm
根据图 5,单股箍筋长:
(200 − 2 × 30 + 16) × 2 + (250 − 30 + 16/2 − 35 + 12/2) × 2 + 100
= 1460mm