結(jié)構(gòu)原理設(shè)計計算書2計算書2

1、目錄1.正截面計算 11.1設(shè)計內(nèi)容11.2.截面尺寸11.3.材料規(guī)格11.4荷載取值計算11.5.跨中截面縱向受拉鋼筋計算21.6正.截面復(fù)核 42.斜截面設(shè)計62.1.腹筋設(shè)計 62.2.箍筋設(shè)計72.3.彎起鋼筋及斜筋設(shè)計72.4.抗彎承載力計算102.5.彎起鋼筋彎起點位置檢查132.6斜截面抗剪承載力的復(fù)核16結(jié)束語24參考文獻25附錄1.正截面計算1.1.設(shè)計內(nèi)容：裝配式鋼筋混凝土簡支梁。橋梁處于類環(huán)境條件，安全等級為二級=1，梁承受均布荷載q=40kn/m.1.2.截面尺寸.鋼筋混泥土的簡支梁計算跨徑l=18m。t形截面梁的尺寸如圖1.1，梁肋寬度b=200mm,翼板寬度為17

2、50mm,翼板邊緣厚度為100mm,翼板中間處厚度為150mm1.3.材料規(guī)格梁體采用c30混凝土，軸心抗壓強度的設(shè)計值為=13.8mpa，軸心抗拉強度設(shè)計值=1.39mpa。主筋采用hrb335的鋼筋。抗拉強度設(shè)計值為f=280mpa。箍筋采用r235級鋼筋。直徑8mm,其抗拉強度設(shè)計值為=195pa,抗壓強度設(shè)計值f=195pa.1.4荷載取值計算 跨中截面 =1620knm =70kn 1/4跨截面 =1215knm 支點截面 =0 =360kn1.5.跨中截面縱向受拉鋼筋計算（1）t形截面的受壓翼板的有效寬度 簡支梁跨徑的l/3處 由圖1-1所示的t形梁截面受壓翼板厚度的尺寸，可得翼板

3、平均厚度=mm, =1/3l=6000mm b+2+12=1700mm設(shè)相鄰兩主梁間的平均間距 mm,取三者中的最小值，故取受壓翼板的有效寬度為=1700mm。（2）鋼筋數(shù)量的計算已知預(yù)制鋼筋混凝土簡支t形梁h=1.35m,翼板=1.7m，c30混凝土，hrb335鋼筋。i類環(huán)境條件，安全等級為二級?？缰?1620knm 求：配筋（焊接鋼筋骨架）計算及截面復(fù)核解：計算參數(shù)=13.8mpa =1.39mpa =280mpa =0.56 =1.0 m=1620knm 截面換算，為了計算方便，將圖1-1的實際t形截面換算成圖1-2所示的計算截面：=125mm截面設(shè)計（1） 因采用的是焊接鋼筋骨架，故

4、設(shè)=30+0.07h=124.5mm ，截面有效高度為=1225.5mm（2） 判斷t形截面類型=3410.5knmm=1620knm 故屬于第一類t形截面（3） 求受壓區(qū)高度 由= 整理得 解得：或（舍）（4） 求受拉鋼筋的面積as，選配鋼筋。as=4834.4mm2選428+225+22，總面積as =5726mm2 ，鋼筋疊高為6層，混凝土保護層厚度取35mmd=28mm,及規(guī)定的30mm.鋼筋間的橫凈距=200235-231.6=66.8mm40mm及1.25d=1.2528=35mm故滿足構(gòu)造要求。鋼筋驗算鋼筋布置圖1-31.6正.截面復(fù)核 已知設(shè)計的受拉鋼筋中，428的面積為246

5、3mm2,225的面積為982mm2 ，622的面積為2281mm,=280mpa=113.4mm 實際的有效高度 =1350-113.4=1236.6mm（1） 判定t形截面類型 =2993kn =1600kn 由于 ,故為第一類t形截面（2） 求受壓去高度=68.3mmm=1620knm （4）驗算少筋=100%=2.3% 故截面復(fù)核滿足要求。2.斜截面設(shè)計2.1腹筋設(shè)計（1）截面尺寸檢查（上限值驗算）公路橋規(guī)規(guī)定： 在鋼筋混凝土梁的支點處應(yīng)該至少有兩根且不小于0.2as的鋼筋穿過支座中心，228鋼筋穿過支座中心即可，此時支點截面有效高度為=h-（35+）=1299.2mm上限值=725.

6、8kn =360kn則截面尺寸符合要求。（2）檢查是否需要根據(jù)計算配箍筋 跨中截面(0.510-3)=171.9kn支座處截面(0.510-3)=180.6kn由于=70kn (0.510-3)2.5取=2.3,=1236.6mm支點截面： =100=0.47 ，取=1299.2mm則平均值分別為=1.24，=1299.2mm箍筋間距=561.3mm經(jīng)驗算可取=250mm =0.2%0.18% 滿足要求。綜上，在支座中心跨徑長度方向的1400mm內(nèi)，設(shè)計箍筋間距為=100mm,其它至跨中截面統(tǒng)一采用箍筋間距=250mm.（箍筋布置圖見附錄圖2-0）。2.3彎起鋼筋及斜筋設(shè)計 設(shè)置為焊接鋼筋骨架

7、的架立鋼筋為hrb33522，鋼筋重心至受壓翼板上邊緣距離為=56mm,彎起鋼筋的彎起角度為450。首先，計算彎起鋼筋上下彎點之間的垂直距離，彎起鋼筋細節(jié)圖2-1.根據(jù)公路橋規(guī)規(guī)定，簡支梁的第一排彎起鋼筋的末端彎折點應(yīng)位于支座中心處。 =1350（35+31.61.5）+（43+25.1+31.60.5）=1183.7mm彎筋的彎起角為45，則第一排彎筋（2n5）的彎起點1距制作中心距離為1183.7mm, 鋼筋與梁軸交點1到支座中心距離為1183.7-（35+31.61.5）=591.1mm；分配的剪力值為=0.4v=135.3kn需要的彎起鋼筋為asb1=911.3mm2可供的彎起鋼筋為a

8、sb1=1232mm2(228) 對于第二排彎起鋼筋 =1350（35+31.62+28.4）+（43+25.1+28.40.5）=1155.3mm彎起鋼筋（2n4）的彎起點2距支點中心距離為1183.7+1155.3=2339mm分配的剪力值為 vsb2=118.9kn需要的彎起鋼筋為asb2= vsb2=800.8mm2可供的彎起鋼筋為asb2=982mm2(225) 鋼筋與梁軸交點到支座中心2距離為2339-=1776.4mm對于第三排彎起鋼筋 =1350（35+31.62+25.10.5+28.4）+（43+25.1+25.10.5）=1130.2mm彎起鋼筋（2n3）的彎起點3距支點

9、中心距離為2339+1130.2=3469.2mm分配的剪力值為 vsb3=81.7kn需要的彎起鋼筋為asb3= vsb3=550.3mm2可供的彎起鋼筋為asb3=760mm2(222) 鋼筋與梁軸交點到支座中心3距離為3469.2-=2933.4mm對于第四排彎起鋼=1105.1mm彎起鋼筋（2n2）的彎起點4距支點中心距離為3469.2+1105.1=4573.3mm分配的剪力值為 vsb4=45.3kn需要的彎起鋼筋為asb4= vsb4=305.1mm2可供的彎起鋼筋為asb3=760mm2(222) 鋼筋與梁軸交點到支座中心4距離為4573.3-=4062.6mm對于第五排彎起鋼

10、=1350-(35+2+28.4+2.5+(43+25.1+25.1=1080mm彎起鋼筋（2n1）的彎起點距支點中心距離4573.3+1080=5653.3mm4199+675=4874mm,即在欲設(shè)置彎筋區(qū)域長度以外，故不參加彎起鋼筋的計算，畫圖時可將n1鋼筋截斷，但實際工程中，一般采取彎起，以加強鋼筋骨架施工時的剛度。將以上所算數(shù)據(jù)列表計算，如表1-1表1-1 彎起鋼筋計算表彎起點123451183.71155.31130.21105.11080距支座中心距離1183.723393469.24573.35653.3分配的計算剪力值135.3118.981.745.3需要的彎筋面積（mm）

11、911.3800.8550.3305.1可供的彎起鋼筋面積（mm）1232（228）982（225）1760（222）760（2220）彎起鋼筋與梁軸線交點到支座中心的距離591.11776.42933.44062.6 2.4.鋼筋彎起后相應(yīng)各正截面抗彎承載力計算 按照同時滿足梁胯間各正截面和斜截面抗彎要求，確定彎起鋼筋的位置。由已知跨中截面彎矩計算值=1620knm ，支點中心處=0 以跨中為原點水平向左為正方向，做出梁的彎矩包絡(luò)圖，在l/4截面處， x=4.5m,l=18m. 彎矩計算值為=1215knm 與已知值ml/4=1215knm相比，誤差在允許范圍內(nèi)，故可用來描述簡支梁彎矩包絡(luò)圖

12、是可行的。（梁的彎矩包絡(luò)圖與抵抗彎矩圖見附錄2-2）梁區(qū)段：支座中心1點截面縱筋228 as1 =1232mm2有效高度 =1350-（35+1299.2mm受壓區(qū)高度 x1=14.7mm正截面抗彎承載力 mu1=x1as1(h0-x1/2)=445.5knm梁區(qū)段：1點2點截面縱筋428 as2 =2463mm2有效高度 =1350-(35+31.6)=1283.4mm受壓區(qū)高度 x2=29.4mm正截面抗彎承載力 mu2= x2 (h0-x2/2)=875knm梁區(qū)段：2點3點截面縱筋428+225 as3 =3455mm2有效高度 =1270.4mm受壓區(qū)高度 x3=41mm正截面抗彎承

13、載力 mu3= x3 (h0-x3/2)=1202knm梁區(qū)段：3點4點截面縱筋428+225+222 as4 =4205mm2度有效高度=1350-mm受壓區(qū)高度 x4=50.2mm正截面抗彎承載力 mu4= x4 (h0-x4/2)=1453.9knm梁區(qū)段：4點斷筋處截面縱筋428+225+422 a=4965 mm2有效高度=1248.3mm 受壓區(qū)高度 x5=59.3mm正截面抗彎承載力 mu5= x5 (h0-x5/2)=1695knm斷筋處跨中截面縱筋428+225+622 a=5726mm有效高度=1236.6mm 受壓區(qū)高度 x6=68.3mm正截面抗彎承載力 mu6= x5

14、 (h0-x6/2)=1926.7knm 表1-2鋼筋彎起后相應(yīng)正截面抗彎承載力表梁區(qū)段截面縱筋有效高度h0（mm）t形截面類型受壓區(qū)高度xi（mm）正截面抗彎承載力mui（mm）支座中心1點21299.2第一類14.7445.51點2點4281283.4第一類29.48752點3點428+2251270.4第一類4112023點4點428+225+2221259.6第一類50.21453.94點斷筋處428+225+4221248.3第一類59.31695斷筋處梁跨中428+225+6221236.6第一類68.31926.7 （4） 將表1-2的正截面抗彎承載力mui在圖上用各平行直線表示

15、出來，它們與彎矩包絡(luò)圖的交點分別為k，l，m，n，q以各 mui值代入 式 可分別求出， x1=7663mm,x2=6104mm,x3=4571mm,x4=2846mm 2.5.彎起鋼筋彎起點位置檢查 第一排彎起鋼筋（2n5）其充分利用點m的橫坐標x=6104mm ，而2n5的彎起點1的橫坐標=l/2-1183.7=7816.3mm，說明彎點1在m點的左側(cè)，且-x-=1712.3mmh0/2(=641.7mm)。其不需要點n的橫坐標 x =7663mm，而2n5鋼筋與梁中軸線交點1的橫坐標 (=8408.9mm)7663 mm,符合要求。 第二排彎起鋼筋（2n4） 其充分利用點l的橫坐標 x=

16、4571mm ，而2n4的彎起點2的橫坐標x2=l/2-2339=6661mm，且x2-x=2090mmh0/2（=635.2mm）。其不需要點m的橫坐標 x=6104mm，而2n4鋼筋與梁中軸線交點2的橫坐標x2(=7973.6mm)x（=4571mm）,符合要求。 第三排彎起鋼筋（2n3）其充分利用點k的橫坐標 x=2846mm ，而2n3的彎起點3的橫坐標x3=l/2-3469.2=5530.8mmx，且x3-x=2684.8mmh0/2（=629.8mm）。 其不需要點l的橫坐標x=4571mm，而2n3鋼筋與梁中軸線交點3的橫坐標x3(=6066.4mm)x（=4571mm）,符合要

17、求。 第四排彎起鋼筋（2n2）其充分利用點不存在，損益不需要檢驗，滿足要求。 綜上，鋼筋的初步布置滿足構(gòu)造要求。雖然已經(jīng)滿足構(gòu)造要求，但是抵抗彎矩圖與彎矩包絡(luò)圖之間相差很大，并且為了抗剪的要求還需要進一步的調(diào)整彎起點位置，并根據(jù)試算增設(shè)斜筋，在滿足規(guī)范的前提下，使抵抗彎矩圖接近包絡(luò)圖，在彎起鋼筋之間曾設(shè)直徑為16mm的斜筋。（調(diào)整后梁的彎矩圖與抵抗彎矩圖見附錄圖2-3，梁彎起鋼筋和斜筋設(shè)計布置圖見附錄圖2-4）2.6斜截面抗剪承載力的復(fù)核 按照公路橋規(guī)關(guān)于復(fù)核斜截面位置的規(guī)定，本設(shè)計需要進行6次截面復(fù)核，1處為距支座h/2，1處在箍筋間距變化處，此處取距支座中心1400mm處，4處彎起鋼筋彎起

18、點位置，現(xiàn)進行逐一驗算：距支座中心h/2處斜截面抗剪承載力的復(fù)核 選定斜截面頂端位置由圖2-5）可知距支座中心為h/2處截面的橫坐標為x=9000-675=8325mm,正截面的有效高度為h0=1299.2mm。現(xiàn)取斜截面投影長度ch0=1299.2mm，那么得到的選擇的斜截面頂端位置a，其橫坐標為x=8325-1299.2=7025.8mm。斜截面抗剪承載力復(fù)核a處正截面的剪力vx=vl/2+(v0-vl/2)=296.4kn =632.8knm a處正截面有效高度為h0=1.2834m(主筋為4228) ，廣義剪跨比m及斜截面投影長度c分別為 m=1.663,取m=1.66 c=0.6mh

19、0=1.28m1.2990m將要復(fù)核的斜截面如圖2-5中所示aa斜截面（圖中虛線位置），斜角=tan-1(h0/c) 45.10斜截面內(nèi)縱向受拉主筋有228（2n6），相應(yīng)的主筋配筋率 p=100=0.47(=0.18%)與斜截面相交的彎起鋼筋有2n5（228）,2n4(225)，斜筋有2n7（216）aa的斜截面抗剪承載力為 +=649kn=296.4kn故距支座中心為h/2處的斜截面抗剪承載力滿足要求。第一排鋼筋彎起點處斜截面抗剪承載力的復(fù)核 選定斜截面頂端位置由圖2-6可知第一排彎起鋼筋處截面的橫坐標為x=9000-1180=7820mm,正截面的有效高度為h0=1283.4mm。現(xiàn)取斜

20、截面投影長度ch0=1283.4mm，那么得到的選擇的斜截面頂端位置a，其橫坐標為x=7820-1283.4=6536.6mm。斜截面抗剪承載力復(fù)核a處正截面的剪力vx=vl/2+(v0-vl/2)=280.6kn =765.5knm a處正截面有效高度為h0=1.2834m ，廣義剪跨比m及斜截面投影長度c分別為 m=2.133,取m=2.13 c=0.6mh0=1.64m將要復(fù)核的斜截面如圖2-6中所示aa斜截面（圖中虛線位置），斜角=tan-1(h0/c) 38 0斜截面內(nèi)縱向受拉主筋有228（2n6），相應(yīng)的主筋配筋率 p=100=0.48(=0.18%)與斜截面相交的彎起鋼筋有2n4

21、（228），2n5(225)斜筋有2n7（216）aa的斜截面抗剪承載力為 +=577.3kn=280.6kn故此處的斜截面抗剪承載力滿足要求第二排鋼筋彎起點處斜截面抗剪承載力的復(fù)核 選定斜截面頂端位置由圖2-7可知第二排彎起鋼筋處截面的橫坐標為x=9000-1180-1600=6220mm,正截面的有效高度為h0=1270.4mm?，F(xiàn)取斜截面投影長度ch0=1270.4mm，那么得到的選擇的斜截面頂端位置a，其橫坐標為x=6220-1270.4=4949.6mm。斜截面抗剪承載力復(fù)核vx=vl/2+(v0-vl/2)=229.5kn =1130knm a處正截面有效高度為h0=1.2704m

22、 ，廣義剪跨比m及斜截面投影長度c分別為 m=3.873,取m=3 c=0.6mh0=2.28m將要復(fù)核的斜截面如圖2-7中所示aa斜截面（圖中虛線位置），斜角=tan-1(h0/c) 29 0斜截面內(nèi)縱向受拉主筋有428+225（2n6+2n5+2n4），相應(yīng)的主筋配筋率 p=100=1.36(=0.18%)與斜截面相交的彎起鋼筋有2n4（225），2n3(222)斜筋有2n7（216）,2n8（216）,則aa的斜截面抗剪承載力為 +=523.8kn=229.5kn故此處的斜截面抗剪承載力滿足要求第三排鋼筋彎起點處斜截面抗剪承載力的復(fù)核 選定斜截面頂端位置由圖2-8可知第三排彎起鋼筋處截面

23、的橫坐標為x=9000-1180-3200=4620mm,正截面的有效高度為h0=1259.6mm?，F(xiàn)取斜截面投影長度ch0=1259.6mm，那么得到的選擇的斜截面頂端位置a，其橫坐標為x=4620-1259.6=3360.4mm。斜截面抗剪承載力復(fù)核vx=vl/2+(v0-vl/2)=178.3kn =1394knm a處正截面有效高度為h0=1.2596m ，廣義剪跨比m及斜截面投影長度c分別為 m=6.213,取m=3 c=0.6mh0=2.27m將要復(fù)核的斜截面如圖2-8中所示aa斜截面（圖中虛線位置），斜角=tan-1(h0/c) 29 0斜截面內(nèi)縱向受拉主筋有428+225（2n

24、6+2n5+2n4），相應(yīng)的主筋配筋率 p=100=1.37(=0.18%)與斜截面相交的彎起鋼筋有2n2（222），2n3(222)斜筋有2n8（216）,2n9（216）,則aa的斜截面抗剪承載力為 +=542.9kn=178.3kn故此處的斜截面抗剪承載力滿足要求第四排鋼筋彎起點處斜截面抗剪承載力的復(fù)核 選定斜截面頂端位置由圖2-9可知第四排彎起鋼筋處截面的橫坐標為x=9000-1180-4800=3020mm,正截面的有效高度為h0=1248.3mm?，F(xiàn)取斜截面投影長度ch0=1248.3mm，那么得到的選擇的斜截面頂端位置a，其橫坐標為x=3020-1248.3=1771.7mm。斜

25、截面抗剪承載力復(fù)核vx=vl/2+(v0-vl/2)=127.1kn =1557knm a處正截面有效高度為h0=1.2366m ，廣義剪跨比m及斜截面投影長度c分別為 m=9.93,取m=3 c=0.6mh0=2.23m將要復(fù)核的斜截面如圖2-9中所示aa斜截面（圖中虛線位置），斜角=tan-1(h0/c) 29 0斜截面內(nèi)縱向受拉主筋有428+225+222（2n6+2n5+2n4+2n3），相應(yīng)的主筋配筋率 p=100=1.7(=0.18%)與斜截面相交的彎起鋼筋有2n2（222），2n1(222)斜筋有2n9（216）,則aa的斜截面抗剪承載力為 +=506.7kn=127.1kn故此處的斜截面抗剪承載力滿足要求 箍筋間距變化處截