混凝土T型梁设计.docx

一. 设计规定
钢筋混凝土简支梁，构件处在正常坏境（环境类别为一类），安全等级为二级，试设计该梁并绘制其配筋详图。
跨度取值为：根据学号尾数在11m~20m之间选用。
其他条件及规定：
① 材料：采用C30混凝土，纵筋采用HRB400钢筋；箍筋采用HPB300钢筋。
② 荷载：活载原则值 qk=35 KN/m
恒 载 g1k=10 KN/m
自重荷载 γ=25 KN/m3。
③ 截面尺寸：取翼缘宽度bf＇=800mm，其他尺寸根据荷载大小自行拟定。
二. 设计内容
1.已知设计参数
C30混凝土：α1=1.00 β1=0.80 fc=14.3 N/mm2 ft=1.43 N/mm2
纵筋（HRB400）：fy=360 N/mm2 fy′=360 N/mm2 ξb=0.518
箍筋（HPB300）：fy=270 N/mm2 fy′=270 N/mm2
梁旳总跨度L=13m 计算跨度L0=12.6m 净跨度L′=12.2m
2.拟定梁截面尺寸
梁旳截面高h=116~110l0=116~110×12.6=787.5~1260mm
取：h=1000mm
截面宽度b=14~12.5h=14~12.5×1000=250~400mm
取：b=300mm
由以上可得hf′=84mm
初选as=90mm
则 h0=1000－90=910mm
3.内力计算
自重:Gk=s×γ=300×1000+84×800-300×25=8.55 KN/m
按永久荷载控制
M=18×8.55+10×12.62×1.35+1.4×1.0×18×35×12.62=1469.37 KN∙m
按可变荷载控制
M=18×8.55+10×12.62×1.2+1.4×1.0×18×35×12.62=1414.37 KN∙m
故最大设计弯矩值为1469.37 KN∙m
4.鉴定T形截面类型
M=α1fcbf'hf'h0-hf'2=1×14.3×800×84×910-842=34.113 KN∙mm
M<Mmax=1469.37 KN∙m
故为第二类T形截面
5.纵筋计算
αs=M-α1fcbf'-bhf'(h0-hf'2)α1fcbh02=1469.37×106-1×14.3×800-300×84×(910-842)1×14.3×300×9102=0.267
ξ=1-1-2αs=1-1-2×0.267=0.317<ξb=0.518
As=α1fcξh0+α1fcbf'-bhf'fy=1.0×14.3×300×0.317×910+1×14.3×800-300×84360=5105.9 mm2
取 4Φ20；8Φ25
As'=1256+3927=5183mm2>5105.9 mm2
验算：
As,min=ρminbh=0.2%×300×1000=600<5183
故满足条件
6.抗弯复核
ξ=fyAs-α1fcbf'-bhf'α1fcbh0=360×5183-1×14.3×(800-300)×841×14.3×300×910=0.324<ξb=0.518
αs=ξ∙1-0.5ξ=0.324×1-0.5×0.324=0.272
Mu=αsα1fcbh02+α1fcbf'-bhf'h0-hf'2=0.2721×14.3×300×9102+1×14.3×800-300×84×910-842=1487.614 KN∙m>M=1469.37 KN∙m
抗弯符合规定
7.腹筋设计
(1)剪力计算
按恒定荷载考虑：
V=1.35×12×10+8.55×12.2+0.7×1.4×12×35×12.2=361.99 KN
按可变荷载考虑：
V=1.2×12×10+8.55×12.2+1.4×12×35×12.2=434.68 KN
故取V=434.68 KN
剪力图：

(2)验算截面尺寸
hw=h0-hf'=910-84=826mm hwb=826300=2.75<4
βc=1.0
0.25βcfcbh0=0.25×1.0×14.3×300×910=975.97 KN>V
因此，截面满足规定
(3)验算腹筋配备
αcvftbh0=0.7×1.43×300×910=273.27 KN<V
故需按计算配备腹筋
(4)腹筋配备
选用双肢∅8@250箍筋（fyv=270 Nmm2) 满足条件
Asb1=V-Vcs0.8fysinαs=434680-(273270+270×101250×910)0.8×360×sin45°=305.17 mm2
将跨中抵御正弯矩钢筋弯起
弯起筋水平投影长度：1000-30×2-120=820mm
弯起筋距支座边沿距离：d=200+820=1020mm
V1=1.2×12×10+8.55×12.2-1.02×2+1.4×12×35×12.2-1.02×2=362.00 KN
Vcs=273270+270×101250×91=372.53 KN
故不需布置另一批弯起筋
8.复核
(1)抗弯复核
箍筋直径取8mm，则保护层厚度c=32mm > 20mm，满足规定
ξ=fyAs-α1fcbf'-bhf'α1fcbh0=360×5183-1×14.3×(800-300)×841×14.3×300×910=0.324<ξb=0.518
αs=ξ∙1-0.5ξ=0.324×1-0.5×0.324=0.272
Mu=αsα1fcbh02+α1fcbf'-bhf'h0-hf'2=0.2721×14.3×300×9102+1×14.3×800-300×84×910-842=1487.614 KN∙m>M=1469.37 KN∙m
(2)抗剪复核
满足条件
9.最后配筋图

配筋种类
纵筋
箍筋
弯起筋
数量
4Φ20
8Φ25
双肢∅8@250
1Φ25

三. 其他计算
1.验算裂缝宽度

故取

故取

符合规定
2.挠度计算