梁的设计与计算

目录

设计简介 (2)

混凝土配合比设计 (3)

正截面计算 (5)

箍筋及斜截面计算 (7)

应力计算 (11)

裂缝宽度验算 (11)

挠度验算 (12)

设计简介

设计题目：实验梁设计

制作人：09路桥二班设计组与审核组

负责人：）

设计内容：通过书本所学知识以及查阅资料，按路桥规范设计实验梁。其内容包

含配合比设计，截面设计，审核，施工图制作，PPT 制作及演示。

任务安排：

设计感言：本组设计和审核宗旨是计算追求严谨正确，除条件限制外，其他都必

须符合规范要求；思路追求简洁明了，创新求实；表述要求言简意赅，层次分明。设计书制作分为多个阶段，组员都参与了其中一部分，参与就有收获。初次设计，意义非比寻常，组内同学齐心协力，设计的成果将会成为大学生涯的见证。完成设计，不可谓不艰难，茅以升曾说过“奋斗”二字。要成功，就得奋斗，持之以恒，困难挫折丝毫不能动其心志。在此，衷心感谢和我同舟共济的组员们！

一．混凝土配合比设计

一·混泥土设计

提供材料：水：密度33/101m kg ⨯=ρ；

水泥：强度等级为32.5，密度3/10.3cm g c =ρ； 砂：细沙，表观密度30/2670m kg S =ρ；

石子：卵石，最大粒径为40mm,表观密度30/2660m kg G =ρ。

配制强度等级为C30的混凝土

1. 确定混凝土的计算配合比 （1）确定配制强度（t cu f ,）

MPa 225.380.5645.130645

.1,,=⨯+=+=σk cu t cu f f （2）确定水灰比（C

W ）

38.035

33.048.0225.3835

48.0,=⨯⨯+⨯=+∂=ce t cu ce bf a f af C W αα 根据干燥环境钢筋混泥土最大水灰比0.65，所以水灰比取0.38。 （3）确定用水量（0W ）

该混泥土所用卵石最大粒径40mm ，坍落度要求30~50mm ，取M wo =165kg （4）确定水泥用量（0C ）

kg kg C W W C 2602.43438.0016500>===

所以取kg C 2.4340= （5）确定砂率（s β）

38.0=C

W

，和卵石最大粒径为40mm 时，可取%26=s β。 （6）确定1m 3 .混凝土砂，砂和卵石用量 (0S ,0G ) 假定每立方米混泥土重量M cp =2400kg M co +M go +M so +M wo =M cp

%26%1000

00=⨯+G S S

所以得M go =1334.5kg M so =468.3kg

综上计算，得混凝土计算配合比1m 3混凝土的材料用量为： 水泥432.2kg ，水165 kg ，砂468.3kg ，石子1334.5 kg 。

2. 进行和易性和强度调整

（1） 调整和易性

按计算配合比取样3055.0m 各材料的用量为：

水泥： kg 77.232.4320.055=⨯ 水： kg 08.96510.055=⨯

砂： kg 73.423.6840.055=⨯ 石子： kg 40.375.33410.055=⨯ （2） 其材料实际用量：

实验梁30528

.0m V =, 水泥： kg 77.232.4320.0528=⨯ 水： kg 08.96510.0528=⨯

砂： kg 76.523.6840.0528=⨯ 石子： kg 46.075.33410.0528=⨯ 总质量 kg 72.261M =

实验梁自重N 856.2411Mg G ==

混泥土按正常养护条件养护,其各项指标按C30混泥土取值。

二．截面设计

单筋矩形梁设计

梁的尺寸：mm b 120=, mm h 200=, 2200l mm = 计算跨径mm l 20000=,支座

位置距梁端部0.1m 。尺寸简图如附图1-1-1。

加载：加载位置在梁中间（0.6m ～1.5m ）处，取666.7mm 。 加载图如附图1-2。 提供材料：混凝土。强度等级为C30, 13.8cd f MPa =, 1.39td f MPa =

纵筋。HRB335，直径12mm, MPa f sd 280= 箍筋。R235,直径8mm ，195sd f MPa =

弯矩设计值：m KN M d ⋅=12

梁的自重： ()22.828.7124.7370.469.81241.856i G m g N =∑=+++⨯=

梁的自重与剪力设计值比为

3

1241.856

0.0492410=⨯，故忽略不计。

剪力设计值： KN M V d

d 245

.0==

，内力设计值简图如附图1-1-2 计算内容： 1正截面方案设计

2箍筋计算 3斜截面设计

1.正截面设计方案:

梁采用绑扎钢筋骨架，下层受拉钢筋都采用HRB335双层412钢筋，箍筋采用

HRB3358钢筋，剪弯段箍筋间距取80mm,(符合构造要求mm h S v 1002/=≤且mm S v 400≤),纯弯段箍筋间距取100mm 。

由于条件限制，保护层厚度取30mm 。对配筋特征值b εε=时，得到适筋梁最大配筋率

max 0.5613.8

2.76%280

cd b

sd f f ρε⨯===。钢筋间净距

120213.923032.230n S mm mm =-⨯-⨯=> 满足要求 纵向受拉钢筋配置：

（1）min 45(1.39/280)%0.2%ρ==,0.56b ε=,max 2.76%ρ=

56.4s a mm =

有效高度020056.4143.6s h h a mm =-=-=

00.56143.680.416b h ξ=⨯=

方案一：上层不布置钢筋，即作单筋梁。其截面配筋图如附图1-3-1