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。
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。
2 + 0.6p
,
= 1 × 1 × 1 × 0.45 × 10−3 × 200 × 220
×
解得：ρ
sv
2 + 0.6 × 1.37
20 × × 195
= 0.0012 = 0.12%
按照规范要求，取最小配箍率为 0.18%
= 2 × 28.3 = 56.6²
0 = 0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ085 × 666 = 56.61
0 = 0.085 × 1238 = 105.23
0 = 0.085 × 180 = 15.3
3、配筋计算
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，
则计算配合比：
0 : 0 : 0 : 0 = 316: 666: 1238: 180
2、 材料用量
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
不超筋，则

= 0 −
= 30.4KN ·m > = 26.39KN ·m
2
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：
○
0.51 × 10−3 fcu ,k bh0 = 0.51 × 10−3 × 20 × 200 × 20 = 100.4KN ≥ r0 ·Vd
=
1 × 1 × 0.56 × 10−6 × 2 + 0.6p
, b0
= 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
+
= 100 −
− 0 − 10 ·
0 0
0
0
=
0 + 0
代入数据，解得:
0 = 666kg
0 = 1238kg
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
= ·42.5 = 48MPa
则：
1

·
0.46 × 48
=
=
= 0.57
,0 + · 28.23 + 0.0322 × 48
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 =
需要考虑梁的自重及加载设备重。
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
0 = − a = 250 − 30 = 220
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
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 b0
=
=
= 520.6mm²

280
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：

603
ρ =
=
= 0.0137 = 1.37%
0 200 × 220

1.06
45
= 45
= 0.17%
ρ min =
M = 0 · = 31.2KN ·m
1） 验算是否需要设计为双筋截面
= 0 2 1 − 0.5 = 9.2 × 200 × 2202 × 0.56 × 1 − 0.5 × 0.56
= 35.91 > 26.39 ·
故不需要采用双筋截面。
2） 设计单筋
取 = = 0.56，设a = 30mm

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
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
=
=
= 95.87mm ≤ 0 = 0.56 × 220 = 123.2

9.2 × 200
① 求受压区高度


0 · ≤ = (0 − )26.3 × 106 = 9.2 × 200 × × (220 − )
2
2
（超过梁高，舍去） ，取为79.23
解得 = 361.64
79.23
② 求受拉区钢筋截面积
9.2 × 200 × 79.23