混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理--課程設(shè)計書.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除中南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理課程設(shè)計書姓 名： 班 級：學(xué) 號： 指導(dǎo)老師： 目 錄第一部分 課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計資料2第二部分 主梁的設(shè)計計算（一）荷載計算與組合4（二）截面內(nèi)力計算4（三）縱向受力主筋計算5（四）腹筋計算，彎矩包絡(luò)圖和材料圖7（五）跨中截面裂縫寬度計算8（六）跨中截面撓度計算9第三部分 道碴槽板的設(shè)計計算（一）荷載計算與組合10（二）截面內(nèi)力計算10（三）配筋計算11（四）鋼筋、混凝土應(yīng)力檢算11（五）裂縫寬度驗算12第四部分 材料表材料表14第一部分 課程設(shè)計任務(wù)書1. 設(shè)計內(nèi)容： 一鋼筋混凝土工形截面簡支梁，承受均布恒載g=48kN/m(含自重)，均布活載q=76kN/m，均不考慮分項系數(shù)與沖擊系數(shù)；計算跨度1216m（具體見下表），截面尺寸如下圖所示。箍筋采用Q235級。要求：（1）按抗彎強度確定所需的縱筋的數(shù)量。（2）設(shè)計腹筋，并繪制抵抗彎矩圖和彎矩包絡(luò)圖，并給出各根彎起鋼筋的彎起位置。（3）驗算裂縫是否滿足要求。（4）驗算撓度是否滿足要求。（5）繪梁概圖：以半立面、剖面表示出梁各部尺寸。（6）繪主梁鋼筋圖：以半跨縱剖面、橫剖面表示出梁內(nèi)主筋、箍筋、斜筋、架立筋、縱向水平及聯(lián)系筋的布置和主筋大樣圖。（7）材料表。2.材料與跨度選擇：砼鋼筋梁跨度mC35HRB33516141215C40HRB33516141215C45HRB40016141215C50HRB400161412153.參考規(guī)范：鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（TB10002.3-2005）4.截面尺寸圖：梁截面單位：毫米(mm)5.本課程設(shè)計參數(shù)選用：梁跨度L=12m受拉縱筋為HRB335混凝土為C35第二部分 主梁的計算一荷載計算與組合截面受力情況為：均布恒載均布活載總荷載如下圖：主梁荷載分布圖（mm）二截面內(nèi)力計算跨中彎矩1.A截面剪力彎矩2.B截面剪力彎矩3.C截面剪力彎矩4.D截面剪力彎矩5.E截面剪力彎矩三縱向受力主筋計算梁的凈保護層厚度取為35mm，梁的受力鋼筋采用HRB335，查規(guī)范TB10002.3-2005，得,，混凝土采用C35,查規(guī)范TB10002.3-2005得，（彎曲受壓）,；取(橋跨結(jié)構(gòu))。由規(guī)范TB10002.3-2005，此梁有梗肋，且梗肋坡度為，板與梗肋相交處板的厚度為可按T形截面計算。1.配筋試算（控制截面為E截面）梁高較高，為1900mm，假設(shè)受力主筋按二排布置，取,則取mm采用1428，實際，布置兩排1. 驗算應(yīng)力 假定中性軸在翼板，按的矩形計算 中和軸在腹板內(nèi)。與假定不符，重新計算x值。由得解得由以上計算，跨中主筋、混凝土應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。四、腹筋計算，彎矩包絡(luò)圖和材料圖1.需計算配置的腹筋區(qū)段長度查規(guī)范TB10002.32005有：對于C35混凝土有箍筋及斜筋時主拉應(yīng)力的最大容許值無箍筋及斜筋時主拉應(yīng)力的最大容許值梁部分長度中全由混凝土承受的主拉應(yīng)力最大值由于是等截面梁，所以最大剪應(yīng)力發(fā)生在A支座處，主拉應(yīng)力，在與之間，取一半按計算配置腹筋。由下圖（Mpa）（mm）：需按計算配置腹筋的區(qū)段為L腹=2.箍筋設(shè)計箍筋采用Q235，按規(guī)范，并采用雙肢箍筋（nk=2）。直徑，間距，沿梁長等間距分布。所以箍筋承擔的主拉應(yīng)力為：箍筋除了承受斜拉力外，還起到聯(lián)系受壓區(qū)和受拉區(qū)的作用，并將受拉主筋和架立鋼筋聯(lián)成鋼筋骨架以便利施工，因此，即使按計算不需設(shè)置箍筋的區(qū)段，通常也要按構(gòu)造要求設(shè)置箍筋。箍筋的最終布置見附圖。3.斜筋設(shè)計彎起縱筋根數(shù)，取n=6。布置斜筋時，應(yīng)使各斜筋承受斜拉力的大小相等，或與其截面積成正比,這樣就必須相應(yīng)地確定各斜筋起彎點的位置。斜筋起彎點的確定，本設(shè)計中采用作圖法（詳見附圖）。4，彎矩包絡(luò)圖和材料圖布置好斜筋后，還應(yīng)檢查縱筋彎起后所余部分能否滿足各截面抗彎的要求，通常畫出材料圖和彎矩包絡(luò)圖，當材料圖和彎矩包絡(luò)圖選用相同的比例尺并重疊畫在一起時，要求前者覆蓋住后者（詳見附圖）。梁截面縱筋所容許承載的最大彎矩： 梁一般截面剪力驗算（由對稱原理，只需驗算1/2梁）：E截面剪力為零，不需驗算；C截面主拉應(yīng)力為0.7278，只需按構(gòu)造配筋。五、跨中截面裂縫寬度計算與上翼緣板裂縫寬度的計算公式相同，假設(shè)該橋環(huán)境為一般大氣且無防護措施，即，可得即該橋滿足裂縫寬度要求六、跨中截面撓度計算1.查規(guī)范TB10002.32005有。2.鋼筋混凝土受彎構(gòu)件撓度計算公式：式中 與荷載形式，支撐條件有關(guān)的系數(shù)，如均載簡支梁跨中； 計算受彎構(gòu)件撓度的彈性模量，； 混凝土的受壓彈性模量； 換算截面的慣性矩，對于靜定結(jié)構(gòu)，不計受拉混凝土，計入鋼筋，對于靜不定結(jié)構(gòu)，包括全部混凝土，不計鋼筋。2. 跨中截面 由以上計算，跨中截面裂縫寬度與撓度均滿足規(guī)范要求。第三部分 梁上翼緣板的設(shè)計一荷載計算與組合（取1m板寬計算）1.恒載均布恒載2.活載均布活載3.總荷載總荷載如下圖：上翼緣板荷載分布圖（mm）二截面內(nèi)力計算1.A截面剪力彎矩2.B截面剪力彎矩三配筋計算 板的凈保護層厚度取為35mm，板的受力鋼筋采用HRB335，查規(guī)范，得,，混凝土采用C35，查規(guī)范TB10002.3-2005得，（彎曲受壓）,；取n=15（橋跨結(jié)構(gòu)）。3. 配筋試算（控制截面為B截面）h=240mm ,h0=240-40=200mm2.鋼筋配置鋼筋根數(shù)，取則實際鋼筋面積四.鋼筋、混凝土應(yīng)力驗算查規(guī)范TB10002.32005有。1. B截面配筋率2. A截面，配筋率五裂縫寬度驗算1.查規(guī)范TB10002.32005有保護措施。2.鋼筋混凝土T形受彎構(gòu)件截面受拉邊緣的裂縫寬度計算公式：其中：鋼筋表面形狀影響系數(shù)。對于螺紋鋼筋；活載引起的彎矩；恒載作用引起的彎矩。全部計算荷載作用引起的總彎矩系數(shù)，對光面鋼筋取0.5，對帶肋鋼筋取0.3（此處取0.3）；中性軸至受拉邊緣的距離與中性軸至受拉鋼筋重心的距離之比，對梁和板，r可分別采用1.1和1.2；為受拉鋼筋的直徑(mm)受拉鋼筋重心處鋼筋應(yīng)力鋼筋的彈性模量，取受拉鋼筋有的效配筋率，其中：、-單根、兩根一束、三根一束的受拉鋼筋根數(shù)；、-考慮成束鋼筋的系數(shù)，對單根鋼筋=1.0，兩根一束=0.85，三根一束=0.70板中均為單根鋼筋，受拉鋼筋重心至混凝土邊緣的距離4. B截面5. A截面由以上計算，鋼筋、混凝土應(yīng)力與裂縫寬度均滿足規(guī)范要求。材料表編號N圖示直徑（mm）每根長（m）數(shù)量（根）總長（m）每米重（kg/m）總重（kg）備注12810.064110.064梁內(nèi)主筋212.402112.402313.528227.056415.714231.428512.050448.200612.110448.44028小計177.594.83857.76781.7264272.492下翼緣箍筋911.91820238.36腹板縱向水平筋1011.90012142.8下翼緣及板內(nèi)分布筋編號N圖示直徑（mm）每根長（m）數(shù)量（根）總長（m）每米重（kg/m）總重（kg）備注111.740