混凝土結(jié)構(gòu)基本原理課程設(shè)計(jì)

1、混凝土梁課程設(shè)計(jì)計(jì)算書姓名：楊浪學(xué)號(hào)：09232059班級(jí)：土木0911目錄1 計(jì)算依據(jù)與基礎(chǔ)資料41.1 標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范4標(biāo)準(zhǔn)4規(guī)范4參考資料41.2 主要材料42 橫斷面布置52.1 橫斷面布置圖52.2 預(yù)制板截面尺寸53 荷載橫向分布系數(shù)、汽車沖擊系數(shù)63.1 荷載橫向分布系數(shù)63.2車道折減系數(shù)63.3汽車荷載沖擊系數(shù)64 作用效應(yīng)組合64.1 作用的標(biāo)準(zhǔn)值6永久作用標(biāo)準(zhǔn)值6汽車荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值84.2 作用效應(yīng)組合10基本組合（結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)）10作用短期效應(yīng)組合(正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)).114.3 截面幾何特性計(jì)算135 持久狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)計(jì)算145.1 正截面抗彎承載

2、能力145.2 斜截面抗剪承載力驗(yàn)算166 持久狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)計(jì)算196.1彎曲裂縫計(jì)算196.2撓度計(jì)算20鋼筋混凝土空心板梁設(shè)計(jì)1 計(jì)算依據(jù)與基礎(chǔ)資料1.1 標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)·跨徑：橋梁計(jì)算跨徑m·設(shè)計(jì)荷載：公路級(jí)·橋面寬度：1m(人行道)+8m(雙車道)+1m(人行道)10m·結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：·環(huán)境條件：類規(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)稱預(yù)規(guī)）參考資料公路橋涵設(shè)計(jì)

3、手冊(cè)橋梁上冊(cè)（人民交通出版社）1.2 主要材料1）混凝土：C402）普通鋼筋：主筋采用HRB335鋼筋，其他用R235鋼筋2 橫斷面布置2.1 橫斷面布置圖（單位：mm）2.2 預(yù)制板截面尺寸（單位：cm）3 荷載橫向分布系數(shù)、汽車荷載沖擊系數(shù)（以空心板中間板為設(shè)計(jì)對(duì)象）3.1荷載橫向分布系數(shù)汽車荷載：人行道板及欄桿引起梁端剪力0，1/4跨、跨中彎矩0.21。3.2車道折減系數(shù)雙車道折減系數(shù)為13.3汽車荷載沖擊系數(shù)跨度6m取0.45, 跨度取0.3,中間跨度按線性內(nèi)插計(jì)算。當(dāng)跨度為時(shí)，4 作用效應(yīng)組合4.1 作用的標(biāo)準(zhǔn)值永久作用標(biāo)準(zhǔn)值1、自重中板自重：截面板號(hào)彎矩剪力計(jì)算式(kN·

4、m)計(jì)算式(kN·m)跨中中板中板支點(diǎn)中板2、橋面二期恒載空心板梁橋面鋪裝及鉸接縫自重（一片梁）：4KN/m；截面板號(hào)彎矩剪力計(jì)算式(kN·m)計(jì)算式(kN·m)跨中中板中板支點(diǎn)中板3、人行道板及欄桿：?jiǎn)蝹?cè)7KN/m（計(jì)算含橫向分布系數(shù)）截面板號(hào)彎矩剪力計(jì)算式(kN·m)計(jì)算式(kN·m)跨中中板中板支點(diǎn)中板04、上部恒載內(nèi)力計(jì)算表截面板號(hào)彎矩剪力計(jì)算式(kN·m)計(jì)算式(kN·m)跨中中板中板支點(diǎn)中板4.1.2汽車荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值公路-級(jí)車道荷載計(jì)算圖式根據(jù)通規(guī)第條，公路級(jí)車道荷載均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：當(dāng)計(jì)算跨徑

5、小于5m時(shí)，；當(dāng)計(jì)算跨徑等于或大于50m，。本例計(jì)算跨徑為m計(jì)算剪力時(shí)，計(jì)算跨中、截面、支點(diǎn)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值 A ：內(nèi)力影響線面積，y：內(nèi)力影響線豎標(biāo)值?？缰薪孛妫?/4截面：支點(diǎn)截面：支跨中、支點(diǎn)截面公路級(jí)荷載產(chǎn)生的內(nèi)力截面板號(hào)荷載橫向分布系數(shù)彎矩影響線不計(jì)沖擊力=(kN·m)計(jì)沖擊力=1.43(kN·m)剪力影響線不計(jì)沖擊力=(kN)計(jì)沖擊力=1.43(kN)(m2)(m)(m2)(m)跨中中板04中板0.285支點(diǎn)中板0.28-00.39-001注：支點(diǎn)剪力橫向分布系數(shù)在本端支點(diǎn)處為，L/4處與跨中橫向分布系數(shù)一致，支點(diǎn)與L/4之間線性變化，為計(jì)算方便，采用與影響線面積

6、相應(yīng)的橫向分布系數(shù)平均值。4.2 作用效應(yīng)組合基本組合（用于結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)）通規(guī)1式1）其中各分項(xiàng)系數(shù)的取值如下結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，結(jié)構(gòu)自重分項(xiàng)系數(shù)(恒載作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù))，汽車荷載（含沖擊力）的分項(xiàng)系數(shù)，取永久作用的設(shè)計(jì)值與可變作用設(shè)計(jì)值組合表板號(hào)作用分類組合計(jì)算表達(dá)式跨中支點(diǎn)彎矩(kN·m)剪力(kN)彎矩(kN·m)剪力(kN)剪力(kN)中板永久作用二期恒載085.920可變作用（計(jì)沖擊力）5使用階段4 作用短期與長(zhǎng)期效應(yīng)組合（用于正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)）永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)永久值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為： 通規(guī)-2式汽車荷載（不計(jì)沖擊力）=0

7、.7作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值,結(jié)構(gòu)抗裂驗(yàn)算時(shí),其中可變作用僅考慮汽車等直接作用于構(gòu)件的荷載效應(yīng)。作用分類組合計(jì)算表達(dá)式跨中支點(diǎn)彎矩(kN·m)剪力(kN)彎矩(kN·m)剪力(kN)剪力(kN)中板永久作用0可變作用（不計(jì)沖擊力）32.48作用短期和長(zhǎng)期效應(yīng)組合計(jì)算計(jì)算跨中、截面支點(diǎn)處人群荷載（3x1=3KN/m）效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值截面板號(hào)彎矩剪力計(jì)算式(kN·m)計(jì)算式(kN·m)跨中中板中板2.49支點(diǎn)中板04.3 截面幾何特性計(jì)算1、毛截面面積計(jì)算2、毛截面重心位置 全截面對(duì)板高處的靜矩為：鉸縫的面積為：毛截面重心離板高的距離為： 鉸縫重心到板高的距離為：5

8、 持久狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)計(jì)算5.11配置主筋由持久狀況承載能力極限狀態(tài)要求的條件來確定受力主筋數(shù)量，空心板截面可換算成等效工字形截面來考慮。換算原則是面積相等、慣性矩相同，在預(yù)制板中令空心板中圓面積及慣性矩與工字形截面開口部分面積和慣性矩相同。即：，解得：，這樣，在空心板截面寬度、高度以及圓孔的形心位置不變的的條件下，等效工字型截面的尺寸為：等效工字形截面的上下翼緣板厚度為：， 腹板厚度為：5.1.2板的正截面設(shè)計(jì)5判斷T型截面的類型取，則截面有效高度跨中截面的最大計(jì)算彎矩混凝土采用C40，混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值故屬于第一類T型梁。5.1.2.2求受壓區(qū)高度令帶入數(shù)據(jù)得到計(jì)算結(jié)果說明受壓區(qū)全部位于

9、翼緣板內(nèi)，因此可按高為，寬為的矩形截面計(jì)算配筋。5.1.2.3求受拉區(qū)鋼筋面積由 HRB335鋼筋得到選用6根24mm的HRB335鋼筋，實(shí)配面積為：配筋率：5.1.3持久狀態(tài)截面承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算按實(shí)際配筋計(jì)算截面有效高度為：則該板實(shí)際抗彎極限承載能力為：滿足截面承載能力要求。斜截面抗剪承載力計(jì)算5.2.1腹筋設(shè)計(jì)：5.2.1.1截面尺寸檢查：根據(jù)構(gòu)造要求，梁最底層鋼筋通過支座截面。支點(diǎn)截面的有效高度：.1.2受彎構(gòu)件抗剪截面應(yīng)符合預(yù)規(guī)第條要求：預(yù)規(guī)式式中混凝土C40的，b偏安全的取近支點(diǎn)h處肋寬，計(jì)算結(jié)果如表5-3所示：滿足截面尺寸設(shè)計(jì)截面最小尺寸要求。5.2.1.3根據(jù)預(yù)規(guī)第條，當(dāng)時(shí)可

10、不進(jìn)行抗剪承載力計(jì)算，箍筋按構(gòu)造配筋。C40由結(jié)果知不滿足預(yù)規(guī)第條要求，須進(jìn)行斜截面抗剪計(jì)算。.1.4 根據(jù)預(yù)規(guī)，斜截面抗剪須滿足：預(yù)規(guī)-1式其中預(yù)規(guī)-2式 預(yù)規(guī)-3式 預(yù)規(guī)-4式.1.5計(jì)算剪力圖分配的截面距跨中截面的距離可由剪力包絡(luò)圖按比例求得：即在此區(qū)段不需要進(jìn)行斜截面承載力計(jì)算。.1.6構(gòu)造配置箍筋長(zhǎng)度1距支座中心線為h/2 處的計(jì)算剪力由剪力包絡(luò)圖按比例求得需要配置斜筋段的長(zhǎng)度為：考慮到斜筋的最大長(zhǎng)度只有34mm，且設(shè)置斜筋對(duì)施工極為不方便，故此長(zhǎng)度內(nèi)不設(shè)置斜筋，而采用加密箍筋。.7箍筋設(shè)計(jì)箍筋選用直徑為10mm的雙肢箍筋，截面面積為箍筋布置采用等距離布置。其中縱筋配筋率為現(xiàn)取以及綜

11、上所述，在支座附近h/2范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)箍筋間距為100mm。其余區(qū)段箍筋間距為200mm，采用直徑為10mm的雙肢箍筋。5抗剪強(qiáng)度復(fù)核1距支座中心h/2 處的截面抗剪強(qiáng)度：配筋率：抗剪強(qiáng)度：2跨中截面抗剪強(qiáng)度配筋率：故梁斜截面的抗剪強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求6持久狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算6.1 彎曲裂縫寬度計(jì)算式中鋼筋表面形狀系數(shù)，對(duì)于帶肋鋼筋，=1.0；作用（或荷載）長(zhǎng)期效應(yīng)影響系數(shù)，其中分別為按照作用（或荷載）長(zhǎng)期效應(yīng)組合和短期效應(yīng)組合計(jì)算的內(nèi)力值（彎矩或軸向力）；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)，=1.15，其他受彎構(gòu)件；鋼筋應(yīng)力，按計(jì)算；d縱向受拉鋼筋直徑（mm）；縱向受拉鋼筋配筋率；對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件，當(dāng)，取構(gòu)件受拉翼緣寬度；構(gòu)件受拉翼緣厚度作用（或荷載）短期效應(yīng)組合計(jì)算的軸向彎矩值。6.11鋼筋應(yīng)力的計(jì)算預(yù)規(guī)小于0.6%取0.6% 式6.1.2短期靜活載作用下的彎曲裂縫寬度6.1.3長(zhǎng)期荷載作用下的彎曲裂縫寬度 由此可見，彎曲裂縫寬度在短期、長(zhǎng)期荷載作用下均滿足要求。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：6的計(jì)算為全截面抗彎剛度，按全截面參加工作計(jì)算，取得到換算截面面積：6T形梁換算截面的慣性矩計(jì)算1截面類型的判斷由代入數(shù)據(jù)，屬于第一類T型梁。6.3.3的計(jì)算換算截面重心至受壓區(qū)邊緣的距離