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设计计算说明书
解:1、计算内力设计值
按极限承载能力极限状态计算的内力组合计算值如下所示
跨中截面:
1/4跨截面:
支点截面 :
2、截面转化
根据面积、惯性矩不变的原则,将空心板圆孔折算成的矩形孔,则有 = ① ②
解得
转化为工字梁为:
上翼板厚度
下翼板厚度
腹板厚度
3、跨中截面的纵向受拉钢筋的计算
1)T形截面梁受压翼板的有效宽度
故取受压翼板的有效宽度
2)跨中截面配筋计算及截面复核
(1)界面设计
①判定T形截面种类
设,则截面有效高度
故属于第二类T形截面
②求受压区高度
由公式
解方程的合适解为
)
③求受拉钢筋面积
把代入公式
即
得
现选择3Φ25+21Φ22,截面面积,钢筋布置如图(1)所示,
混凝土保护层厚度取
钢筋间横向净距为
及 满足要求
(2)截面复核
由图示配筋可计算得
取,则实际有效高度
判定T形截面类
由于,故为第二类T形截面
求受压区高度
由公式
得
正截面抗弯承载力
由
得
又
故截面复核满足要求。
4、腹筋设计
1)抗剪强度上下限复核
表明截面尺寸满足要求,但应配置弯起(斜)钢筋和箍筋
2)计算剪力分配图
(1)绘剪力图,如图(2)所示
(2)计算不需要配置计算腹筋的区间长度
当时,该段梁可不进行斜截面抗剪强度计算,仅按构造要求配置箍筋,该段区间长度为
(3)计算并分配
在距支点处剪力设计值为
其中由混凝土和箍筋承担的剪力设计值为,由弯起(斜)钢筋承担的剪力设计值为,设置弯起(斜)钢筋区段长度为
3)箍筋设计
不考虑弯起钢筋部分,则可得到
其中,,, 故取
解上式可得﹪﹪, 取﹪
采用直径的双肢箍筋,箍筋截面积,
则,取,则计算的﹪﹪,
且小于和
综合上述计算,在支座中心向跨径长度方向的范围内,设计箍筋间距,尔后至跨中截面统一的箍筋间距取
4)弯起钢筋及斜筋设计
设焊接钢筋骨架的架立钢筋为3Φ16,钢筋重心至梁受压翼板上边缘距离,混凝土保护层厚度为
⑴计算第一排弯起钢筋时,取用距支座中心处,应由弯起(斜)钢筋承担的那部分剪力设计值,即
故
加焊斜筋3Φ22,供给面积
⑵计算第二排弯起钢筋时,取用第一排弯起(斜 )钢筋起弯点处,应由弯起(斜)钢筋承担的那部分剪力设计值
此时第一排弯起钢筋起弯点距支点水平投影长为,计算如下
可求得
由纵筋弯起3Φ25,供给面积
⑶同样方法计算第三排弯起钢筋
加焊斜筋3Φ22,供给面积
⑷同样方法计算第四排弯起钢筋
加焊斜筋3Φ22,供给面积
⑸同样方法计算第五排弯起钢筋
加焊斜筋3Φ16,供给面积
⑹同样方法计算第六排弯起钢筋
加焊斜筋3Φ16,供给面积
⑺同样方法计算第七排弯起钢筋
加焊斜筋3Φ16,供给面积
⑻同样方法计算第八排弯起钢筋
加焊斜筋3Φ16,供给面积
⑼同样方法计算第九排弯起钢筋
加焊斜筋3Φ16,供给面积
因,表明弯起钢筋已经将需要弯起钢筋的区域覆盖,故不再需要弯起(斜)钢筋。
5、全梁承载力校核
计算出钢筋弯起后相应各正截面抗弯承载力,如下表所示:
梁区段 截面钢筋 有效高度
T形截面类型
受压区高度
X(mm) 抗弯承载力
支座中心
~弯起点 21Φ22 507 第二类 173 973.31 弯起点
~梁跨中 21Φ22+3Φ25 500 第二类 229 1080.12 作出梁的抵抗弯矩图和弯矩包络图如下图所示:
由图可知,所有正截面承载力能够满足要求,且有一定富余。
弯起钢筋充分利用点横坐标,而弯起点横坐标,说明弯起点位于充分利用点左边,且﹥,满足要求。
6、斜截面抗剪承载力的复核
1)距支座中心处为处斜截面抗剪承载力复核
(1)选定斜截面顶端位置
距支座中心处为处截面横坐标为,正截面有效高度,现取斜截面投影长度,则可得选择的斜截面顶端位置A,其横坐标为
(2)斜截面抗剪承载力复核
A处正截面上的剪力及相应的弯矩计算如下
A处正截面有效高度,则实际广义剪跨比m及斜截面投影长度c分别为
则要复核的截面如下图所示,斜角
斜截面内纵向收拉主筋有21Φ22,相应的主筋配筋率﹥2.5,故取P=2.5
箍筋的配箍率(取为,﹥0.0018
与斜截面相交的弯起钢筋有3Φ25,斜筋有3Φ22
将以上计算值代入公式,可得斜截面抗剪承载力为
﹥
2)箍筋间距有改变处斜截面抗剪承载力复核
(1)选定斜截面顶端位置
箍筋间距有改变处截面横坐标为,
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