新混凝土结构设计原理课程设计报告Word文档格式.docx
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结构重要性系数
⑶材料规格
钢筋:
主筋采用HRB400钢筋,查表得
抗拉强度标准值
抗拉强度设计值
弹性模量
相对界面受压区高度
箍筋采用HRB335钢筋
抗拉强度标准值
抗拉强度设计值
弹性模量
混凝土:
主梁采用C30混凝土
抗压强度标准值
抗压强度设计值
⑷结构尺寸
T型主梁:
标准跨径21.00m
计算跨径:
20.50m
主梁全长:
20.96m
横断面尺寸如图:
图1.1T形梁截面尺寸(尺寸单位:
mm)
二、内力计算
设计内力标准值见表:
设计内力标准值
引起内力的
荷载
内力值
恒载(
)
车辆荷载(
人群荷载(
备注
跨中弯矩
1197.8
1128.2
112.1
车辆荷载引起的弯矩已计入冲击系数,1+μ=1.19
L/4处弯矩
898.4
871.8
85.7
支点剪力
245.4
343.6
跨中剪力
109.7
弯矩组合设计值:
跨中截面:
L/4截面:
剪力组合设计值:
支点截面:
三、钢筋选择
根据跨中截面正截面承载力极限状态计算要求,确定纵向受拉钢筋数量。
拟采用焊接钢筋骨架配筋,设
,则
,
。
翼缘计算宽度
按下式计算,并取其中较小者:
;
故取
首先判断界面类型:
故应按第二类T型梁计算。
确定混凝土受压区高度:
解得
202.87mm
且,
=120mm
将所得
值带入下式求得所需钢筋截面面积为:
采用四排焊接骨架,选用12
32(外径35.8mm),供给
钢筋截面重心至截面下边缘的距离
,梁的实际有效高度
截面最小宽度
四、跨中截面正截面承载力复核
由下式确定混凝土受压区高度,得:
将
值带入下式
1.1
3142.39=3456.63
承载力满足要求。
五、斜截面抗剪承载力计算
5.1抗剪强度上、下限复核
对于腹板高度不变的等高度简支梁,距支点
处的第一个计算截面的截面尺寸控制设计,应满足下列要求:
根据构造要求,仅保持最下面两根钢筋通过支点,其余各钢筋在跨间不同位置弯起或折断。
支点截面的有效高度
,将有关数据带入上式得:
距支点
处剪力的组合设计值
809.69
得:
计算结果表明,截面尺寸满足要求,但应按计算要求配置箍筋和弯起钢筋。
5.2设计剪力图分配(见图)
支点剪力组合设计值
775.52=853.07
跨中剪力组合设计值
153.58=168.94
其中
=
部分可不进行斜截面承载力计算,箍筋按构造要求配置。
不需要进行斜截面承载力计算的区段半跨长度为:
处的设计剪力值为:
应由混凝土和箍筋承担的剪力组合设计值为:
0.6Vdl=485.81
应由弯起钢筋承担的剪力组合设计值为:
0.4Vdl=323.88
5.3箍筋设计
由公式确定箍筋配筋率:
式中:
纵向钢筋配筋百分率,按332(As=2412.6mm2)伸入支点计算,可得:
p=100
=100
=0.803
---受压翼缘影响系数,取1.1
---箍筋抗拉强度设计值,取
=280MPa
=0.0028
选用直径为10mm的双肢箍筋,单肢箍筋的截面面积
=78.54mm2,箍筋间距为:
取
在支撑截面处自支座中心至一倍梁高的范围内取
5.4弯起钢筋设计
根据《桥规》(JTGD62)规定,计算第一排弯起钢筋时,取用距支座中心处h/2处,应由弯起钢筋承担的那部分剪力组合设计值,即
第一排弯起钢筋的截面面积由公式求得:
由纵筋弯起332提供的
计算第二排弯起钢筋时应取第一排弯起钢筋起弯点处(即距支座中心
,其中44mm为架立钢筋的净保护层厚度,22.7mm为架立钢筋的外径,30mm为纵向钢筋的净保护层厚度,35.8mm为纵向钢筋的外径),应由弯起钢筋承担的那部分剪力组合设计值,由图按比例关系求得
第二排弯起钢筋的截面面积为:
由纵筋弯起的232钢筋,加焊25钢筋,提供的
计算第三排弯起钢筋时,应取第二排弯起钢筋弯点处(即距支座中心
),应由弯起钢筋承担的那部分剪力组合设计值,从图按比例关系求得
第三排弯起钢筋的截面面积为:
由纵筋弯起的36钢筋,加焊2钢筋,提供的
计算第四排弯起钢筋时,应取应取第三排弯起钢筋弯点处(即距支座中心
),应由弯起钢筋承担的那部分剪力组合设计值,从图按比例求得
第四排弯起钢筋的截面面积为:
由纵筋弯起232钢筋,提供的:
计算第五排弯起钢筋时,应取第四排弯起钢筋弯点处(即距支座中心
第五排弯起钢筋的截面面积为:
由纵筋弯起32和加焊的2钢筋提供的:
计算第六排弯起钢筋时,应取第五排弯起钢筋弯点处(即距支座中心
第六排弯起钢筋的截面面积为:
第六排弯起钢筋采用加焊3的钢筋,提供的:
计算第七排弯起钢筋时,x
=6503.8mm,应由弯起钢筋承担的那部分剪力组合设计值从图按比例求得
=124.71
,第七排弯起钢筋的截面面积:
第七排弯起钢筋采用加焊的3钢筋,提供的
六、全梁承载力校核
跨中截面所能承受的弯矩设计值
,将其分成12等分,按每次弯起的钢筋截面面积之比,近似求得钢筋弯起后各截面所能承受的弯矩设计值。
从全梁承载力校核图(见附图)可以看出,钢筋弯起后各截面的正截面抗弯承载力是足够的。
各钢筋的弯起点距其充分利用点的距离(即图中
及
两点间的水平距离)均大于h/2,故斜截面抗弯承载力也满足要求。
七、梁最大裂缝宽度验算
配筋率:
受拉钢筋的应力:
短期荷载作用:
长期荷载作用:
现
则最大裂缝宽度为:
因此,最大裂缝宽度符合要求。
八、梁最大挠度验算
8.1刚度计算
截面混凝土受压区高度为:
得到:
故为第二类T形截面。
这时换算截面受压区高度为
:
故
开裂截面的换惯性矩
为:
T梁的全截面换算截面面积
受压区高度
全截面换算惯性矩
计算为:
全截面抗弯刚度:
开裂截面抗弯刚度:
全截面换算截面受拉区边缘的弹性抵抗矩为:
全截面换算受拉区边缘的弹性抵抗矩为:
塑性影响系数为:
开裂弯矩:
开裂构件的抗弯刚度为:
8.2计算人群荷载和汽车荷载(不计冲击力)作用下梁的挠度
符合《公桥规》要求。
8.3计算结构恒载弯矩作用下梁的挠度
8.4荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响产生的长期挠度
采用C30混凝土,根据《公桥规》按短期荷载效应计算的挠度值乘以挠度长期增长系数故
,当采用
以下混凝土时,
按《公桥规》规定必须设置预拱度。
预拱度的跨中值为:
九设计依据
1.《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)
2.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)
3.张树仁等,钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理,人民交通出版社,2004年9月
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