结构设计原理课程设计-简支T梁桥配筋设计及计算书.pdf
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1、结构设计原理课程设计 钢筋混凝土简支 T 梁桥主梁配筋设计计算书 -1-武 汉 理 工 大 学 桥梁工程课程设计 姓名 谢建森 专业 道路桥梁工程技术 学号 091033953009 年级(春、秋)层次 09 秋季 学习中心、函授站 浙江交通职业技术学院 武汉理工大学网络(继续)教育学院 2011 年 9 月 2 日 结构设计原理课程设计 钢筋混凝土简支 T 梁桥主梁配筋设计计算书 -2-钢筋混凝土简支 T 梁桥主梁配筋设计 1.计算书 1.1 设计资料 1.1.1 桥梁跨径及桥宽 标准跨径20.00m 主梁全长19.96m 计算跨径19.50m 桥面净宽净7m+2*0.75m=8.5m。1.
2、1.2 设计荷载 汽车荷载采用公路B 级人群荷载 3kN/m2。1.1.3 主梁纵横面尺寸 桥中线图1 主梁横断面图单位m m 结构设计原理课程设计 钢筋混凝土简支 T 梁桥主梁配筋设计计算书 -3-图 2 主 梁 纵 断 面 图 单位m m 主 梁 中 线支 座 中 心 线1 7 内1 5 外1 6 内1 4 外1.1.4 梁控制截面的作用效应设计值 1用于承载能力极限状态计算的作用效应组合设计值 跨中截面弯矩组合设计值1,21850.2dMKNm其他各截面弯矩可近似按抛物线变化计算。支点截面剪力 组合设计值,0367.2dVKN m跨中截面剪力 组 合设计 值1,264.2dVKN其他截面
3、可近似按直线变化计算。2用于正常使用极限状态计算的作用效用组合设计值梁跨中截面 恒载标准值产生的弯矩750GKMKN m 不计冲击力的汽车荷载标准值产生的弯矩 1562.4Q KMKNm 短期荷载效应组合弯矩计算值为 1 1 9 8.6 8SMK Nm 长期荷载效应组合弯矩计算值为 1 0 0 2.4 6lMK Nm 人群荷载标准值产生的弯矩值为 255QKMKNm 1.1.5 材料要求 1梁体采用 C25 混凝土抗压设计强度11.5cdfMpa 2主筋采用 HRB335 钢筋抗拉设计强度280sdfMpa。结构设计原理课程设计 钢筋混凝土简支 T 梁桥主梁配筋设计计算书 -4-1.2 截面钢
4、筋计算 1.2.1 跨中截面的纵向受拉钢筋的计算 由 设 计 资 料 查 附 表 得11.5cdfMpa1.23tdfMpa280sdfMpa0.56b01.0弯矩计算值01,21850.2dMMKN m 1、计算 T 形截面梁受压翼板的有效宽度 16001580180801401300130011018016001580a)b)图 2 跨中截面尺寸图尺寸单位mm 为了便于计算将图 2a的实际 T 型截面换算成图 2b所示的计算截面801401102fhmm 其余尺寸不变故有 结构设计原理课程设计 钢筋混凝土简支 T 梁桥主梁配筋设计计算书 -5-101119500650033fbLmm (0
5、L为主梁计算跨径)221218020121101500fhfbbbhmm 31600fbmm 等于相邻两梁轴线间的距离 取上述三个数据中最小的值故取1500fbmm 2、因 采 用 的 是 焊 接 钢 筋 骨 架 设 钢 筋 重 心 至 梁 底 的 距 离300.07300.07 1300121sahmm则 梁 的 有 效 高 度 即 可 得 到013001211179shhamm。3、判断 T 形梁截面类型 由0611011.5 1500 110 1179222132.79 102132.79(1850.2)fcdffhf b hhN mmKN mMKN m 判断为类 T 形截面 4、受压区
6、高度 可由式3-41即002fucdffhMMf b hh 得到 61850.2 1011.5 1500(1179)2xx 整理后可得到223582145160 xx 242bbacxa 21(2358)(2358)4214516276313002xmmhmm 舍去 22(2358)(2358)4214516951102fxmmhmm 适合 5、主筋面积计算 将各已知值及95xmm代入式3-40 即cdfsdsf b xfA 求出211.5 1500955853280cdfssdf b xAmmf 结构设计原理课程设计 钢筋混凝土简支 T 梁桥主梁配筋设计计算书 -6-根据以下原则 a、选用钢
7、筋的总面积应尽量接近计算所需的钢筋sA b、梁内主筋直径不宜小于 10mm也不能大于 40mm一般为 1232mm本设计采用 16mm 和 32mm 两种钢筋搭配选用 832+416截面面积为 7238mm2钢筋叠高层数为 6 层 c、受拉钢筋的布置在满足净保护层的条件下应尽量靠近截面的下边缘钢筋的净距和叠高都满足构造要求。故混凝土厚度取3532mmdmm及附表 1-8 中规定的 30mm钢筋间横向净距180235235.838.440nSmmmm不满足构造要求。故应选用直径较小的组合选用 828+416 混凝土保护层厚度取3528mmdmm及附表 1-8 中规定的 30mm钢筋间横向净距18
8、0235231.646.840nSmmmm且 满 足1.2 51.2 52 84 04 6.8d 的 构 造 要 求。总 的 钢 筋 截 面 面 积 为8*615.8+4*201.1=5730.4mm2,接近25853sAmm满足要求钢筋布置图见图 3 160015801808014013008 2 8+4 1 6图 3 钢筋布置图 6、截面复核 已设计的受拉钢筋中 828 的截面面积为 615.8*84926mm2416 的截面面积为4*201.1804mm2280sdfMpa。由图 3 钢筋布置图可求得sa即 4926(35231.6)804(35431.618.4)1104926804s
9、amm 结构设计原理课程设计 钢筋混凝土简支 T 梁桥主梁配筋设计计算书 -7-则有效高度013001101190hmm 、由式3-46cdffsdsf b hfA 计算 11.5 1500 110cdfff b h 61.90 10 N mm 1.90KN m(4926804)280sdsfA 61.61 0 Nm m 1.60KN m cdffsdsf b hfA 故为第一类 T 形截面、受压高度x 由式3-40cdfsdsf b xfA求得x 280573093(110)11.5 1500sdsfcdffAxmmhmmf b、正截面抗弯承载力 由式3-41002ducdfxMMf b x
10、 h求得正截面抗弯承载力uM 09311.5 150093119022ucdfxMf b x h 61884.4 10 N mm 1884.4(1850.2)KN mMKN m 又min057302.68%0.2%180 1190sAbh故截面复核满足要求。1.2.2 腹筋的计算 1、检查截面尺寸 根据构造要求梁最底层钢筋 228 通过支座截面支座截面有效高度结构设计原理课程设计 钢筋混凝土简支 T 梁桥主梁配筋设计计算书 -8-031.6(35)130050.812492hhmm 33,0(0.51 10)(0.51 10)25200 1249cu kfbh 0,0637367.2dKNVK
11、N 截面尺寸符合设计要求 判断依据 检查截面尺寸 由抗剪上限值控制 要求30,0(0.51 10)dcu kVfbh式中dV为 支 点 剪 力 组 合 设 计 值 0h为 支 点 截 面 有 效 高 度 否 则 修 改 尺 寸。30,0(0.51 10)dcu kVfbh式中dV为支点剪力组合设计值0h为支点截面有效高度 否则修改尺寸。2、检查是否需要设置腹筋 1跨中段截面 3320(0.50 10)(0.50 10)1.23 180 1190131.73tdf bhKN 1支座截面 3320(0.50 10)(0.50 10)1.23 180 1249138.26tdf bhKN 因3020
12、0,0,2(64.2)(0.50 10)(367.2)ltdddVKNf bhVKN故可在梁跨中的某长度范围内按构造配置钢筋其余区段可应按计算配置腹筋。判断依据检查是否需要设置腹筋 1若3020(0.50 10)dtdVf bh则不必按计算设置腹筋只需要按构造要求配钢筋R235 钢筋时min()0.18%svHRB335 钢筋时min()0.12%sv 2若33200,0(0.50 10)(0.51 10)tddcu kf bhVfbh需要进行腹筋设计 3、剪力图分配 计算步骤 1绘制剪力dV沿跨径变化的图 2求出按构造配置钢筋的长度 l 3由剪力包络图求出距支座中心线 h/2 处的计算剪力V
13、 其中由混凝土箍筋承担的剪力为0.6V 由弯起钢筋承担的剪力为0.4V。计算 在图 4 所示的剪力包络图中支点处剪力计算值00,0dVV跨中处剪力计算值结构设计原理课程设计 钢筋混凝土简支 T 梁桥主梁配筋设计计算书 -9-/20/2llVV。0,0(0.5 103)131.73xd xtdVVf bhKN的截面距跨中截面的距离可由剪力包络图按比例求得为/210/22xllVVLlVV 131.7364.29750367.264.2 2173mm 在1l长度内可按构造要求布置钢筋。同时根据公路桥规规定在支座中心线向跨径长度方向不小于 1 倍梁高1300hmm范围内钢筋的间距最大为 100mm。
14、h/2h/21 3 0 05 63 52 N 62 N 52 N 42 N 32 N 212344213梁跨中线0.4 V =1 6 6.5 1 K N0.6 V =2 4 9.7 6 K NV =4 1 6.2 7V 0=4 4 0 K Nh/2=6 5 04 5 6 02 8 5 51 6 8 4.6 11 4 5.5 1V 1/2=8 4 K NL/2=9 7 5 0V s b 1V s b 2V s b 3V s b 4 图 4.计算剪力分配图 距支座中心线的 h/2 处的计算剪力值V由剪力包络图按比例求得为 00/2()lLVh VVVL 19500367.21300(367.264
15、.2)19500 347KN 其中应由混凝土和箍筋承担的剪力计算值至少为0.6208VKN 应由弯起钢筋 包括斜筋承担的剪力计算值最多为0.4138.8VKN 设置弯起钢筋区段长度为 4560mm。4、箍筋计算 结构设计原理课程设计 钢筋混凝土简支 T 梁桥主梁配筋设计计算书 -10-计算依据 常用箍筋直径应不小于 8mm且不小于 1/4 主筋直径和股数再按下式计算箍筋间距226213,02(0.56 10)(20.6)()cu ksvsvPfA f bhSvV mm 式中V 距支座中心 h/2 处截面上的计算剪力值KN P斜截面内纵向受拉钢筋的配筋率100P,0sAbh,当2.5P 时取2.
16、5P 1异号弯矩影响系数。计算简支梁和连续梁近边支点梁段的抗剪承载力时11.0计算连续梁和悬臂梁近中支点梁段的抗剪承载力时10.9 3受压翼缘的影响系数。31.1 b通过斜截面受压区顶端截面上的有效高度自纵向受拉钢筋合力点到受压边缘的距离mm 0h斜截面受压端正截面上的有效高度自纵向受拉钢筋合力点到受压边缘的距离 mm ,cu kf混凝土强度等级Mpa svf箍筋的抗拉强度设计值Mpa 取值不宜大于 280Mpa。计算 采用直径为 8mm 的双肢箍筋箍筋截面积21250.3100.6svsvAnAmm 在等截面钢筋混凝土简支梁中箍筋尽量做到等距离布置。为计算简便按式(4-5)设计箍筋时式中的斜
17、截面内纵筋配筋百分率 p 及斜截面有效高度0h可近似按支座截面和跨中截面的平均值取用计算如下 跨中截面 /22.682.5lp取/22.5lp01190hmm 支点截面 00.6 4p 01247hmm 则平均值分别为2.50.641.572p01190124712192hmm 箍筋间距vS为 结构设计原理课程设计 钢筋混凝土简支 T 梁桥主梁配筋设计计算书 -11-226213,02(0.56 10)(20.6)()cu ksvsvvPfA f bhSV 26221(1.1)(0.56 10)(20.6 1.57)25100.6 195 180 1219(347)=334mm 确定箍筋间距v
18、S的设计值尚应考虑公路桥规的构造要求。若箍筋间距计算值取13006502vSmmhmm及 400mm是满足规范要求的但采用8 双肢箍筋箍筋配筋率100.60.17%0.18%200300svsvvAbSR235 钢筋时 故不满足规范规定。现取250vSmm计算的箍筋配筋率0.2%0.18%sv且不小于16502hmm和 400mm。综合上述计算在支座中心向跨径长度方向的 1300mm 范围内设计箍筋间距100vSmm尔后至跨中截面统一的箍筋间距取250vSmm。5、弯起斜筋计算 计算步骤 1第一道斜筋按0.4V 设计计算 310.4(0.75 10)sinsbsdsdisVVfA 111333
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- 结构设计 原理 课程设计 梁桥配筋 设计 计算