單跨11m簡(jiǎn)支空心板梁配筋設(shè)計(jì)#(優(yōu)選.)

1、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)題目單跨11m簡(jiǎn)支空心板梁配筋設(shè)計(jì)學(xué)院（系）：交通學(xué)院專(zhuān)業(yè)班級(jí)：工程結(jié)構(gòu)分析1002班學(xué)生姓名：葛翔指導(dǎo)教師：雷建平2013年1月7日目錄、 總說(shuō)明21、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范22、橫斷面布置 23、空心板截面尺寸 3二、計(jì)算空心板截面幾何特性31、毛截面面積計(jì)算 32、毛截面重心位置 33、毛截面慣性矩計(jì)算 4三、梁內(nèi)力計(jì)算。41、永久作用效應(yīng)計(jì)算 42、 可變作用效應(yīng)計(jì)算53、內(nèi)力組合8四、跨中截面縱向鋼筋設(shè)計(jì)91、 截面設(shè)計(jì)92、 截面復(fù)核 11五、腹筋設(shè)計(jì)。121、彎矩圖122、彎起鋼筋123、箍筋設(shè)計(jì) 13六、撓度和裂縫驗(yàn)算。141、彎曲裂縫寬度計(jì)算 142、撓度計(jì)算

2、153、預(yù)拱度設(shè)置 18七、CAD制圖簡(jiǎn)支空心板梁配筋設(shè)計(jì)一、總說(shuō)明1、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)橋梁跨徑：11m計(jì)算跨徑：10.4m設(shè)計(jì)荷載：公路-II級(jí)橋面寬度：凈 13+2 0.50m結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：1.0環(huán)境條件：n類(lèi)一期恒載 qG1=10.4kN/m 二期恒載 qQ=5kN/m。可變作用按材料力學(xué)方法計(jì)算后，數(shù)值乘0.62。（車(chē)道荷載見(jiàn)規(guī)范）規(guī)范公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) JTG B01-2003公路橋梁設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D60-2004 （簡(jiǎn)稱(chēng)通規(guī)）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 D62-2004 （簡(jiǎn)稱(chēng)預(yù)規(guī)）參考資料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第二版（人民交通出版社2010.4 ）主要材料混凝土：

3、C40普通鋼筋：主筋采用 HRB400鋼筋，其他用 R235鋼筋2、橫斷面布置3、空心板截面尺寸將板的橫截面做成空心的稱(chēng)為空心板(kong xing ban) hollow slab )。空心板較同跨徑的實(shí)心板重量輕，運(yùn)輸安裝方便?？招陌褰孛嫘螤?cm二、計(jì)算空心板截面幾何特性1毛截面面積計(jì)算2 47.186 112A 70 99 83.7267 (83.7 7) 43 67 - 5 10 2 47 5 3448cm2360222、毛截面重心位置截面有一鉛直對(duì)稱(chēng)軸，其形心必然在這一對(duì)稱(chēng)軸上，因而只需確定形心在對(duì)稱(chēng)軸上的位置就能確定截面形心的位置。把截面看成矩形減去內(nèi)的部分，以底邊作為參考軸，則

4、A 70 99 6930cm2N 70/2 35cm2 47.186 112A 83.7267 (83.7 7)43 67 5 10 2 47 53443cm2360221 Z2(707 8) 8 35.5cm2整個(gè)截面形心C的坐標(biāo)為：AiN A2Z26930 35 3443 35.5Z34.5cmA6930 34433、毛截面慣性矩計(jì)算空心板截面對(duì)其重心軸的慣性矩為：（用有限元軟件計(jì)算得）64I 4431255.20414.4 106cm4空心板截面對(duì)其中心軸的慣性矩為：（用有限元軟件計(jì)算得）I 2035369.3778 cm4空心板截面的抗扭剛度可簡(jiǎn)化為下圖所示的箱型截面進(jìn)行近似計(jì)算抗扭剛

5、度為：It16 67169922224bh4 997017：8：b 丄 1 2h t199-72 705.44 106cm416三、梁內(nèi)力計(jì)算。1、永久作用效應(yīng)計(jì)算（1）空心板自重：G 10.4KN/m（期恒載）（2）橋面系自重Gn 5KN / m（二期恒載）所以空心板每米總重力為：G Gn G 10.4+5 15.4KN/m由此可計(jì)算出簡(jiǎn)支空心板永久作用效應(yīng)，計(jì)算結(jié)構(gòu)見(jiàn)下表作用種 類(lèi)作用/（KN/m計(jì)算跨徑/m作用效應(yīng)-彎矩M/KN- m作用效應(yīng)-剪力V/KN跨中1/4跨支點(diǎn)1/4跨跨中G10.410.4140.61105.4654.0827.040G n510.467.650.726130

6、G15.410.4208.21156.1680.0840.0402、可變作用效應(yīng)計(jì)算設(shè)計(jì)荷載為公路一n,車(chē)道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 pk為:qk 7.875KN/m計(jì)算彎矩時(shí)：Pk360 180 (10.4 5) 180 0.75 160.2KN50 5計(jì)算剪力時(shí):P 1.2 160.2 192.24 r(Vd故符合要求(2) 下限，檢查是否需要根據(jù)計(jì)算配置箍筋Vd = 302.60 KN( a =1),V d 1.250.510-3 a ftdbho=1.250.510-3 1.39334 655=190KN不滿(mǎn)足按構(gòu)造要求配筋。(3) 箍筋構(gòu)造取R235鋼筋8的雙肢箍筋。

7、箍筋截面積，Asv 2Asv1 =2 50.3=100.6mm 2箍筋的間距不應(yīng)大于400mm且不大于0.5h，則|取 100mm , p sv=Asv/bSv=100.6/ (334 x 100 ) =0.301% p min(R235 時(shí)為 0.18%)箍筋布置采用等距離布置。P 1000.30112 22 32 0.2 10 6 2 0.6P fjsvAsvbg2Sv 20Vd12 12 1.12 0.56 10 6 20.6 0.301 30 100.6 195 334 65522268.6mm2912現(xiàn)取 S 300mm 1/ 2h 350mm以及 400mm,但 p sv=Av/b

8、s v=100.6/ (334 x 300) =0.1003% 0.18% 且小于 1/2h 和 400m.綜上所述，在支座附近 700mm范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)箍筋間距為100mm其余區(qū)段箍筋間距為250mm采用直徑為8mm的雙肢箍筋。注：根據(jù)構(gòu)造要求近梁端第一根箍筋設(shè)置在距端面一個(gè)混凝土保護(hù)層厚度距離處。六、撓度和裂縫驗(yàn)算。1、彎曲裂縫寬度計(jì)算ss, 30 d 、AWfk Gc2c3（）Es 0.28 10b%bf b hf式中G 鋼筋表面形狀系數(shù)，對(duì)于帶肋鋼筋，5=1.0 ；C2 作用（或荷載）長(zhǎng)期效應(yīng)影響系數(shù)，C2 1 0.5Nl / Ns其中Nl和Ns分別為按照作用（或荷載）長(zhǎng)期效應(yīng)組合和短期

9、效應(yīng)組合計(jì)算的內(nèi)力值（彎矩或軸向力）；C3 與構(gòu)件受力性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，當(dāng)為鋼筋混凝土板式受彎構(gòu)件時(shí)，5=1.15，其他受彎構(gòu)件 C3=1.0 ；Mss鋼筋應(yīng)力，按ss計(jì)算；0.87AAd-縱向受拉鋼筋直徑（mr)-縱向受拉鋼筋配筋率;對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件，當(dāng)bf-一構(gòu)件受拉翼緣寬度；hf構(gòu)件受拉翼緣厚度Ms -作用（或荷載）短期效應(yīng)組合計(jì)算的軸向彎矩值0.02，取=0.02（1 ）鋼筋應(yīng)力 ss的計(jì)算ss6Ms398.64 100.87Ash0 = 0.87 4908 665140.4MpaAbhbf b hf4908334 665990334901.74%預(yù)規(guī)小于 0.6%取 0.6% ,1.7

10、4%0.6%,取 1.74%(2)短期靜活載作用下的彎曲裂縫寬度Wfkss(30可(028d101.0 1.0 1.0140.42 1053025028 100.001740.137 mm0.2 mm(3) 長(zhǎng)期荷載作用下的彎曲裂縫寬度392.0 c210.5Nl / Ns 10.51.3721 s529.84Wk 0.012 1.37 0.016hm 0.2mm由此可見(jiàn)，彎曲裂縫寬度在短期、長(zhǎng)期荷載作用下均滿(mǎn)足要求。2、撓度計(jì)算荷載短期效應(yīng)作用下的跨中截面撓度按下式近似計(jì)算：5aEs7.143Es2 104Ec 2.8 10Ms 529.84KNgmL 10.4mB。M cr)2Ms)1晉)

11、2|MsBcr(1)T形梁換算截面的慣性I cr和1 0計(jì)算截面類(lèi)型的判斷1 2bfX ngAs h x 由2g代入數(shù)據(jù)，1990 x24908 7.4132X187 mmhf 84mm665 x屬于第二類(lèi)T型梁，這時(shí)受壓區(qū)高度 x可由規(guī)范中公式求得,aEsAs hf (bfi b)b7.143 4908 84(990 334)3342702aEsAsho (bfi b) hf2Bb2 7.143 4908 665 (990 334)842334153460x A2 B A2702 153460 270205mm hf ( 84mm)開(kāi)裂截面的換算截面慣性矩I cr為cr3bfx33bf b

12、x hf3aEsAs(hgx)2990 20533990 334 205 847.143 4908655 2059554.8 106mm4T梁的全截面面積A0為A bh (bf b)hf (aEs 1)As334) 84 (7.143 1) 4908334 700 (9902319054mm受壓區(qū)高度x為1 334 7002 丄 990 334 842(7.143 1)4908 6552 2319054333mm全截面換算慣性矩10為13 h 21Io bh bh( x) bf b12 2 12hf 23hfx)2(bf b)hf(x 尹 (aEs 1)As(hc丄 334 7003 3341

13、27003502333丄(990 334)8431242 2 (7.143 1)4908655 333 2(990 334) 843331.75 1010mm4(2)計(jì)算開(kāi)裂構(gòu)件的抗彎剛度全截面抗彎剛度4B00.95EcI0 0.95 2.8 101.7510101424.65 10 N.mm開(kāi)裂截面抗彎剛度46BcrEcIcr2.8 10 9554.8 101422.68 10 N.mm全截面換算截面受拉區(qū)邊緣的彈性抵抗矩為10XA/ I0 1.75 10, c“73W)= - =4.8 107mm3h-x 700-333全截面換算截面的面積矩為1 2 1Sq = bf x - bf -b2

14、 21 2 1 二990 333 -2 2 =3.46 107mm32x-hf2990-334 333-84塑性影響系數(shù)為2Sq 2 3.46 107 , =7=1.44W 4.8 10開(kāi)裂彎矩M cr =ftkW0=1.44 2.01 4.8810 =1.3893 10 N.mm=138.93N.m開(kāi)裂構(gòu)件的抗彎剛度為(M cr)2(兀丿B。1怡噲14=4.65 10= ,138.93x138.934.65 1014529.84529.842.68 1014=2.76 1014N.mmL 10400 WQ =Wl - WG =34.6-13.6=21mm (= 10400 =6.5mm),故跨中截面需設(shè)預(yù)拱度。1600 1600根據(jù)公路橋規(guī)對(duì)預(yù)拱度設(shè)置的規(guī)定，可得跨中截面處的預(yù)拱度為： 1二WG + Wq=13.6+ 21=24mm 2(3)受彎構(gòu)件跨中截面處的長(zhǎng)期撓度值短期荷載效應(yīng)組合下跨中截面彎矩標(biāo)準(zhǔn)值Ms=529.84，結(jié)構(gòu)自重作用下