結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì).doc

“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程設(shè)計(jì)任務(wù)書鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T形梁設(shè)計(jì) 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院土木工程系2012年6月18日6月22日 “鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、課程設(shè)計(jì)目的在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程的學(xué)習(xí)中，要求同學(xué)能扎實(shí)掌握鋼筋混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì)原理與計(jì)算方法。本課程設(shè)計(jì)的目的就是使同學(xué)通過(guò)系統(tǒng)地解決常用橋梁結(jié)構(gòu)中一片主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算問(wèn)題，進(jìn)一步深化對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)原理的理解，初步學(xué)習(xí)使用公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范，培養(yǎng)提高同學(xué)的工程實(shí)踐能力和工程概念，加深對(duì)橋梁工程課程的學(xué)習(xí)和理解、銜接。二、設(shè)計(jì)題目鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T形梁設(shè)計(jì)。采用焊接鋼筋骨架三、設(shè)計(jì)資料 某公路鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋主梁結(jié)構(gòu)尺寸。標(biāo)準(zhǔn)跨徑：16.00m；18.00m；20.00m；22.00m；25.00m。計(jì)算跨徑：15.50m；17.50m；19.50m；21.50m；24.50m。主梁全長(zhǎng)：15.96m；17.96m；19.96m；21.96m；24.96m。梁的截面尺寸圖（單位mm）：每位學(xué)生的計(jì)算跨徑以及梁高如后面附表所示：1700使用階段的計(jì)算內(nèi)力跨中截面計(jì)算彎矩(標(biāo)準(zhǔn)值)結(jié)構(gòu)重力彎矩：M1/2恒860.72+5學(xué)號(hào)kN.m；（注：學(xué)號(hào)26號(hào)以后的3；51號(hào)以后的2）汽車荷載彎矩：M1/2汽757.28+5學(xué)號(hào)kN.m；（已計(jì)入汽車沖擊系數(shù)）。（系數(shù)同上）人群荷載彎矩：M1/2人75.08kN.m；1/4跨截面計(jì)算彎矩（設(shè)計(jì)值）Md,1/41907kN.m；（已考慮荷載安全系數(shù)）（大致數(shù)據(jù)）支點(diǎn)截面彎矩（設(shè)計(jì)值） Md0=0支點(diǎn)截面計(jì)算剪力(標(biāo)準(zhǔn)值)結(jié)構(gòu)重力剪力：V恒202.75+5學(xué)號(hào)kN；（系數(shù)同上）汽車荷載剪力：V汽195.80+5學(xué)號(hào)kN；（已計(jì)入汽車沖擊系數(shù)）。（系數(shù)同上）人群荷載剪力：V人18.60kN；按跨中截面計(jì)算剪力（設(shè)計(jì)值）Vd,1/296.5kN；（已考慮荷載安全系數(shù)）按橋規(guī)進(jìn)行內(nèi)力組合，包含承載力極限狀態(tài)的基本組合以及正常使用狀態(tài)的長(zhǎng)期效應(yīng)組合。主梁使用階段處于一般大氣條件的環(huán)境中。結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)。汽車沖擊系數(shù)1+1.292。材料表1 鋼筋技術(shù)指標(biāo)（MPa）種 類彈性模量Es抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度HRB3352.0105280280335R2352.1105195195235表2 混凝土技術(shù)指標(biāo)（MPa）種類設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度彈性模量軸心抗壓軸心抗拉軸心抗壓軸心抗拉C3013.81.3920.12.013.00104C2511.51.2316.71.782.80104四、設(shè)計(jì)任務(wù)1.論述公路橋梁工程上部結(jié)構(gòu)常見(jiàn)的截面形式、配筋特點(diǎn)、T形梁的設(shè)計(jì)內(nèi)容。2正截面設(shè)計(jì)：選擇截面尺寸（對(duì)應(yīng)學(xué)號(hào)），正截面縱向受彎鋼筋的面積As、正截面承載力復(fù)核；3.斜截面設(shè)計(jì)：包括斜截面受剪鋼筋（彎起鋼筋和箍筋）的截面面積和斜截面受彎承載力復(fù)核；3.全梁承載力的復(fù)核：按規(guī)范確定需要檢算的截面位置、并檢算其中兩個(gè)截面；4.驗(yàn)算梁的裂縫寬度、撓度；5.繪圖：包括內(nèi)力計(jì)算圖，正截面鋼筋配筋圖和全梁的縱向鋼筋配筋圖，繪制鋼筋大樣，編制梁體的工程數(shù)量表。五、設(shè)計(jì)要求計(jì)算書要求（要求手寫）課程設(shè)計(jì)計(jì)算書應(yīng)裝訂成一冊(cè)，統(tǒng)一使用A4規(guī)格白紙，由封面、課程設(shè)計(jì)資料、課程設(shè)計(jì)計(jì)算書、參考文獻(xiàn)（不少于三篇）、圖紙、封底等部分組成。參考格式如下：一、 設(shè)計(jì)資料：主梁跨徑及全長(zhǎng)：標(biāo)準(zhǔn)跨徑：計(jì)算跨徑：主梁全長(zhǎng)：=材料：（列表表示）計(jì)算方法：極限狀態(tài)法梁的尺寸：按教材畫圖。然后開始按步驟開始設(shè)計(jì)。二、課程設(shè)計(jì)計(jì)算書主要記錄全部的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程，應(yīng)完整、清楚、整潔、正確。計(jì)算步驟要條理清楚，引用數(shù)據(jù)要有依據(jù)，寫出所引用的規(guī)范，對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算書中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)和計(jì)算過(guò)程應(yīng)仔細(xì)核對(duì)。統(tǒng)一格式，字跡端正，版面整潔，表達(dá)明確，內(nèi)容簡(jiǎn)煉；要詳細(xì)說(shuō)明設(shè)計(jì)步驟及全部計(jì)算過(guò)程，要求有公式、有算式、有必要的計(jì)算簡(jiǎn)圖、計(jì)算表格和文字說(shuō)明等。三、參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)中列出主要的參考文章、書籍等，編號(hào)與正文相對(duì)應(yīng)。四、圖紙要求施工圖是進(jìn)行施工的依據(jù)，是設(shè)計(jì)者的語(yǔ)言，是設(shè)計(jì)意圖最準(zhǔn)確、最完整的體現(xiàn)，也是保證工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)符合規(guī)范，達(dá)到施工圖要求。1要求繪制A3圖幅設(shè)計(jì)圖紙一張。AutoCAD繪制，也可手工繪制（用繪圖紙），圖紙應(yīng)按規(guī)定留出邊框，圖幅布置均勻、合理，線型、尺寸標(biāo)注、文字標(biāo)注（用仿宋體）等符合制圖規(guī)范和行業(yè)慣例。表達(dá)內(nèi)容完整、正確，文字規(guī)范。2圖紙內(nèi)容應(yīng)包括：主梁構(gòu)造圖、鋼筋立面圖、鋼筋大樣圖、跨中和支點(diǎn)斷面圖；鋼筋明細(xì)表（包括每種規(guī)格鋼筋的根數(shù)、長(zhǎng)度和總質(zhì)量等）；工程材料用量總表（包括鋼筋總質(zhì)量、混凝土方量和主梁總重量）；必要的文字附注等。凡不符合規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求，圖紙表達(dá)不清、不正確、結(jié)構(gòu)構(gòu)造關(guān)系混亂、文字不規(guī)范者，一律返工重畫。六、參考資料：1.公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D602004）（簡(jiǎn)稱公通規(guī)）；2.公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D622004）（簡(jiǎn)稱公橋規(guī)）；3.公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D622004）應(yīng)用算例；4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理（葉見(jiàn)曙）；5.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理計(jì)算示例（葉見(jiàn)曙）；6.鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理（張樹仁）。附表：學(xué)號(hào)標(biāo)準(zhǔn)跨徑（m）梁高（mm）翼板寬度（mm）有效寬度（mm）（根據(jù)規(guī)范計(jì)算確定）梁肋寬 b（mm）116.013001600180218.013501600200320.014001700180422.014501800200525.015001800200616.013001600200718.013501700180820.014001700200922.0145018001801025.0150018002001116.0130016002001218.0135017001801320.0140017002001422.0145018001801525.0150018002001616.0130016002001718.0135016002001820.0140016001801922.0145018002002025.0150018002002116.0130016001802218.0135017002002320.0140017001802422.0145018002002525.015001800200備注全班同學(xué)按照學(xué)號(hào)順序分別計(jì)算。26、51號(hào)以后分別從1號(hào)重復(fù)。注意計(jì)算中肋寬不符合要求時(shí)，可以做相應(yīng)調(diào)整。所作設(shè)計(jì)不得雷同，發(fā)現(xiàn)雷同，視為不及格。梁體尺寸圖裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T形梁課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書第一部分：主梁配筋設(shè)計(jì)（一）按正截面強(qiáng)度配筋設(shè)計(jì)主梁按單筋T形截面設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方法可參閱教材P.69中的“截面設(shè)計(jì)”部分。求得主鋼筋截面面積As后，再根據(jù)構(gòu)造要求選定鋼筋直徑和根數(shù)，進(jìn)行具體的鋼筋布置（構(gòu)造要求參閱教材P.4445）。（二）按斜截面強(qiáng)度配筋設(shè)計(jì)計(jì)算所得的剪力包絡(luò)圖，其支點(diǎn)截面上的剪力設(shè)計(jì)值要符合斜截面抗剪強(qiáng)度上限值的要求，即公橋規(guī)第5.2.9條的規(guī)定。公式中支點(diǎn)截面的有效高度h0，可按規(guī)定確定通過(guò)支點(diǎn)截面的主鋼筋根數(shù)，并據(jù)此求出支點(diǎn)截面的有效高度h0。如不符合第5.2.9條的規(guī)定，則應(yīng)考慮放大截面尺寸。再按公橋規(guī)第5.2.10條驗(yàn)算，檢查是否需要進(jìn)行斜截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)（即設(shè)計(jì)抗剪鋼筋）。在截面剪力設(shè)計(jì)值符合抗剪強(qiáng)度上限值與下限值之間的范圍內(nèi)進(jìn)行抗剪鋼筋設(shè)計(jì)，按公橋規(guī)第5.2.11條的規(guī)定進(jìn)行（參閱教材P.9697中“抗剪配筋設(shè)計(jì)”部分）。（三）斜截面抗剪承載力復(fù)核1按公橋規(guī)第5.2.6條的規(guī)定確定需要驗(yàn)算的位置；2按公橋規(guī)第5.2.8條的規(guī)定計(jì)算斜截面水平投影長(zhǎng)度C以確定驗(yàn)算截面的方向（位置）；3按公橋規(guī)第5.2.7條的規(guī)定驗(yàn)算斜截面抗剪承載力。如不滿足，則應(yīng)重新設(shè)計(jì)抗剪鋼筋或修改截面尺寸。（四）斜截面抗彎承載力復(fù)核當(dāng)所配置的主鋼筋和箍筋符合公橋規(guī)第9.1.4條、第9.3.9條第9.3.13條的構(gòu)造規(guī)定時(shí)，主梁斜截面抗彎承載力可以得到保證而不需進(jìn)行驗(yàn)算。（五）全梁承載能力校核全梁承載能力校核的目的，是在所設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土T形梁全跨范圍內(nèi)的任意一個(gè)截面都要滿足下列兩個(gè)條件：10VdVd（在抗剪鋼筋設(shè)計(jì)中已滿足此條件）；20MdMd（需進(jìn)行校核）。第二個(gè)條件的校核通?？刹捎脠D解法進(jìn)行（參閱教材P.99101）：（1）按比例繪制主梁的彎矩包絡(luò)圖；（2）計(jì)算跨中截面主鋼筋的總抵抗彎矩，按相同比例繪制在彎矩包絡(luò)圖上；（3）計(jì)算每根鋼筋的抗力，可近似地按該根鋼筋截面積占主筋總截面積的比例來(lái)分配其總抗力。例如，若全部主筋均采用同一直徑，則近似認(rèn)為每根鋼筋的抗力均占總抗力的1/n（n為主筋的總根數(shù)），即將總抗力的坐標(biāo)平均分為n段；（4）求得理論彎起點(diǎn)，根據(jù)公橋規(guī)第9.3.9條第9.3.11條的構(gòu)造規(guī)定調(diào)整實(shí)際彎起點(diǎn)（或截?cái)帱c(diǎn)）的位置或補(bǔ)充附加斜鋼筋；（5）繪制調(diào)整后的主鋼筋總抗力圖，要求總抗力圖能完全包住彎矩包絡(luò)圖即可保證全梁的抗彎承載力。第二部分：正常使用極限狀態(tài)的裂縫（一）主梁裂縫寬度驗(yàn)算（參閱教材P.192194）按公橋規(guī)第6.4.2條、第6.4.3條、第6.4.4條和第9.3.8條進(jìn)行。第三部分：制圖與編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書（一）制圖1要求繪制A3圖幅設(shè)計(jì)圖紙一張。圖紙應(yīng)按規(guī)定留出邊框，圖幅布置均勻、合理，線型、尺寸標(biāo)注、文字標(biāo)注（用仿宋體）等符合制圖規(guī)范和行業(yè)慣例。2圖紙內(nèi)容應(yīng)包括：主梁構(gòu)造圖、鋼筋立面圖、鋼筋大樣圖、跨中和