鋼筋混凝土簡支T梁橋主梁配筋設計示例

1、1.1 設計資料標準跨徑：20.00m；主梁全長：19.96m；計算跨徑：19.50m；橋面凈寬：凈7m+2*0.75m=8.5m。汽車荷載采用公路B級，人群荷載3kN/m2。1.1.3 主梁縱橫面尺寸1.1.4梁控制截面的作用效應設計值：（1）用于承載能力極限狀態(tài)計算的作用效應組合設計值跨中截面彎矩組合設計值，其他各截面彎矩可近似按拋物線變化計算。支點截面剪力組合設計值，跨中截面剪力組合設計值，其他截面可近似按直線變化計算。（2）用于正常使用極限狀態(tài)計算的作用效用組合設計值（梁跨中截面）恒載標準值產(chǎn)生的彎矩不計沖擊力的汽車荷載標準值產(chǎn)生的彎矩 短期荷載效應組合彎矩計算值為 長期荷載效應組合彎

2、矩計算值為 人群荷載標準值產(chǎn)生的彎矩值為 （1）梁體采用C25混凝土，抗壓設計強度；（2）主筋采用HRB335鋼筋，抗拉設計強度。1.2 截面鋼筋計算由設計資料查附表得，彎矩計算值1、計算T形截面梁受壓翼板的有效寬度：圖2 跨中截面尺寸圖（尺寸單位：mm）為了便于計算，將圖2（a）的實際T型截面換算成圖2（b）所示的計算截面 其余尺寸不變，故有： （1） (為主梁計算跨徑)（2）（3）（等于相鄰兩梁軸線間的距離）取上述三個數(shù)據(jù)中最小的值，故取2、因采用的是焊接鋼筋骨架，設鋼筋重心至梁底的距離，則梁的有效高度即可得到，。3、判斷T形梁截面類型由判斷為類T形截面，4、受壓區(qū)高度可由式（3-41）即

3、得到整理后，可得到舍去適合5、主筋面積計算將各已知值及代入式（3-40），即，求出根據(jù)以下原則：a、選用鋼筋的總面積應盡量接近計算所需的鋼筋；b、梁內(nèi)主筋直徑不宜小于10mm，也不能大于40mm，一般為1232mm，本設計采用16mm和32mm兩種鋼筋搭配，選用832+416，截面面積為7238mm2；鋼筋疊高層數(shù)為6層，c、受拉鋼筋的布置在滿足凈保護層的條件下，應盡量靠近截面的下邊緣，鋼筋的凈距和疊高都滿足構(gòu)造要求。故混凝土厚度取及附表1-8中規(guī)定的30mm，鋼筋間橫向凈距不滿足構(gòu)造要求。故應選用直徑較小的組合選用828+416，混凝土保護層厚度取及附表1-8中規(guī)定的30mm，鋼筋間橫向凈距

4、，且滿足2,接近，滿足要求，鋼筋布置圖見圖3圖3鋼筋布置圖6、截面復核已設計的受拉鋼筋中828的截面面積為615.8*84926mm2804mm2，。由圖3鋼筋布置圖可求得，即則有效高度、由式（3-46）計算 ，故為第一類T形截面、受壓高度由式（3-40），求得、正截面抗彎承載力由式（3-41），求得正截面抗彎承載力又，故截面復核滿足要求。1、檢查截面尺寸根據(jù)構(gòu)造要求，梁最底層鋼筋228通過支座截面，支座截面有效高度截面尺寸符合設計要求判斷依據(jù)：檢查截面尺寸（由抗剪上限值控制），要求（式中為支點剪力組合設計值，為支點截面有效高度），否則修改尺寸。（式中為支點剪力組合設計值，為支點截面有效高度）

5、，否則修改尺寸。2、檢查是否需要設置腹筋（1）跨中段截面 （1）支座截面 因，故可在梁跨中的某長度范圍內(nèi)按構(gòu)造配置鋼筋，其余區(qū)段可應按計算配置腹筋。判斷依據(jù)：檢查是否需要設置腹筋（1）若，則不必按計算設置腹筋，只需要按構(gòu)造要求配鋼筋（R235鋼筋時，HRB335鋼筋時，）（2）若，需要進行腹筋設計3、剪力圖分配計算步驟：（1）繪制剪力沿跨徑變化的圖；（2）求出按構(gòu)造配置鋼筋的長度l；（3）由剪力包絡圖求出距支座中心線h/2處的計算剪力，其中由混凝土箍筋承擔的剪力為，由彎起鋼筋承擔的剪力為。計算：在圖4所示的剪力包絡圖中，支點處剪力計算值，跨中處剪力計算值。的截面距跨中截面的距離可由剪力包絡圖按

6、比例求得，為在長度內(nèi)可按構(gòu)造要求布置鋼筋。同時根據(jù)公路橋規(guī)規(guī)定，在支座中心線向跨徑長度方向不小于1倍梁高范圍內(nèi)，鋼筋的間距最大為100mm。 距支座中心線的h/2處的計算剪力值（V）由剪力包絡圖按比例求得，為其中應由混凝土和箍筋承擔的剪力計算值至少為；應由彎起鋼筋（包括斜筋）承擔的剪力計算值最多為，設置彎起鋼筋區(qū)段長度為4560mm。4、箍筋計算計算依據(jù)：常用箍筋直徑應不小于8mm，且不小于1/4主筋直徑和股數(shù)，再按下式計算箍筋間距：（mm）式中：距支座中心h/2處截面上的計算剪力值（KN） P斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋的配筋率，,當時，??；異號彎矩影響系數(shù)。計算簡支梁和連續(xù)梁近邊支點梁段的抗剪承載

7、力時，；計算連續(xù)梁和懸臂梁近中支點梁段的抗剪承載力時，受壓翼緣的影響系數(shù)。；通過斜截面受壓區(qū)頂端截面上的有效高度，自縱向受拉鋼筋合力點到受壓邊緣的距離（mm）；斜截面受壓端正截面上的有效高度，自縱向受拉鋼筋合力點到受壓邊緣的距離 （mm）；混凝土強度等級（Mpa）；箍筋的抗拉強度設計值（Mpa），取值不宜大于280Mpa。計算：采用直徑為8mm的雙肢箍筋，箍筋截面積在等截面鋼筋混凝土簡支梁中，箍筋盡量做到等距離布置。為計算簡便按式(4-5)設計箍筋時，式中的斜截面內(nèi)縱筋配筋百分率p及斜截面有效高度可近似按支座截面和跨中截面的平均值取用，計算如下：跨中截面 ，取，支點截面 ，則平均值分別為，箍筋

8、間距為= 334mm 確定箍筋間距的設計值尚應考慮公路橋規(guī)的構(gòu)造要求。 若箍筋間距計算值取及400mm，是滿足規(guī)范要求的，但采用8雙肢箍筋，箍筋配筋率（R235鋼筋時），故不滿足規(guī)范規(guī)定。現(xiàn)取計算的箍筋配筋率，且不小于和400mm。 綜合上述計算，在支座中心向跨徑長度方向的1300mm范圍內(nèi)，設計箍筋間距，爾后至跨中截面統(tǒng)一的箍筋間距取。5、彎起（斜筋）計算計算步驟：（1）第一道斜筋按設計計算 （mm2）式中：為所需的第一道彎筋面積（2）計算i點截面處的剪力（如圖4所示）。對于第二道斜筋，由此可求得 ，同樣按照上述方法確定由主筋彎起還是需另加斜筋。直到i點在c點之右為止，從而得到全部斜筋按斜截

9、面抗剪確定的初彎起位置。（3）按同時滿足梁跨間隔正截面和斜截面的抗彎要求確定彎起鋼筋的最終彎起點的位置。計算：設焊接鋼筋骨架的架立鋼筋（HRB335）為22，鋼筋重心至梁受壓翼板上邊緣距離。彎起鋼筋的彎起角度為45°，彎起鋼筋末端與架立鋼筋焊接。為了得到每對彎起鋼筋分配的剪力，由各排彎起鋼筋的末端折點應落在前一排彎起鋼筋的構(gòu)造規(guī)定來得到各排彎起鋼筋的彎起點計算位置，首先要計算彎起鋼筋上、下彎點之間垂直距離 見圖5現(xiàn)擬彎起N1N5鋼筋，將計算的各排彎起鋼筋彎起點截面的以及至支座中心距離、分配的剪力計算值、所需的彎起鋼筋面積列入表1中?，F(xiàn)將表1中有關(guān)計算如下：根據(jù)公路橋規(guī)規(guī)定，簡支梁的第

10、一排彎起鋼筋（對支座而言）的末端彎起點應位于支座中心截面處。這時，為表1彎起鋼筋計算表彎起點12345hi(mm)11251090105410351017距支座中心距離xi（mm）11252215326943045321分配的計算剪力值Vsbi（KN）需要的彎筋面積Asbi（mm2）11211005736477可提供的彎筋面積Asbi（mm2）160916091609402彎筋與梁軸交點到支座中心距離x'c(mm)564169027793841彎筋的彎起角為45°，則第一排彎筋（2N5）的彎起點1距支座中心距離為1134mm。彎筋與梁縱軸線交點1距支座中心距離為對于第二排彎起

11、鋼筋，可得到彎起鋼筋（2N4）的彎起點2距支點中心距離為分配給第二排彎起鋼筋的計算剪力值，由比例關(guān)系計算可得到：得 其中，；設置彎起鋼筋區(qū)段長為4560mm。所需要提供的彎起鋼筋截面積（）為、繪制彎矩包絡圖 包絡圖是在荷載作用下沿跨徑變化最大彎矩圖。嚴格的繪制方法應按梁上各截面的彎矩影響線布置荷載而求得。但一般中小橋可根據(jù)？求得的跨中彎矩近似按拋物線規(guī)律求出梁上其他位置的值，再連成圓順的曲線，即得彎矩包絡圖，簡支梁彎矩包絡圖拋物線公式近似為：式中：從跨中算起，即跨中縱坐標為0，支點縱坐標；（圖5）計算如下：先按拋物線公式近似求出控制截面的彎矩值。已知，配置跨中截面鋼筋，具體尺寸見圖6（跨中處）

12、：通過以上五個控制截面，就可以把他們連接成一光滑的曲線。所得到的圖7（a、b）的彎矩包絡圖。、繪制承載能力圖承載能力圖就是沿梁長各截面所能承受的最大彎矩圖。他是根據(jù)沿跨徑各截面的主筋所能承受的最大彎矩繪制的。計算如下：跨中截面尺寸及配筋見圖6(1)跨中截面：配有632+616共6對鋼筋鋼筋中心至梁底緣的距離 （翼緣平均厚度）故按類截面計算從上述計算可知確實屬于類截面。故有：（2）彎起或截斷一對216鋼筋后：鋼筋中心至梁底緣的距離 （翼緣平均厚度）故按類截面計算從上述計算可知確實屬于類截面。故有：（3）彎起或截斷兩對416鋼筋后：解得（4）彎起或截斷三對616鋼筋后：解得（5）彎起或截斷四對61

13、6+232鋼筋后：解得（6）彎起或截斷五對616+432鋼筋后：解得由以上所求得的承載力值就可做出承載能力圖根據(jù)按抗剪要求，現(xiàn)求得斜筋位置分別為93cm、182 cm、268 cm、345 cm、441 cm（均系距支點的距離）。假設全部利用主筋彎起，且認為彎起鋼筋的面積均能滿足計算的要求，（若不能滿足，則需另加斜筋）這樣就可得到如圖7（a）的承載力圖，即ABCDEFGHIJKL所連成的折線。在繪制承載力圖時，一般認為彎筋進入受壓后不能承受彎矩，在受拉區(qū)承受的彎矩是直線變化的，并假設中和軸近似取在梁高一半處，則得到圖7（a）的BC、DE、FG、HI、JK等斜線。此項工作是通過彎矩包絡圖與承載力

14、圖的比較，看是否滿足下列規(guī)定，（1）理論彎起點應在正截面抗彎計算需要該鋼筋強度全部被發(fā)揮的截面（以下簡稱為充分利用點）以外，其距離不小于處，如圖7（a）M點是N4鋼筋（216）充分利用點，G點是N4鋼筋的彎起點，即要求。（2）彎起鋼筋與梁中心線的交點，應在按抗彎計算不需要該鋼筋的截面（下面簡稱不需要點）以外，或者說承載力圖在彎矩包絡圖以外。如圖7（a）N點是N4鋼筋不需要點（N點是N3鋼筋充分利用點），即要求F點在N點以外。由圖看出N點是N4鋼筋滿足本條規(guī)定。（3）在鋼筋混凝土梁的支點處，應至少有兩根并不少于20%主鋼筋通過，本設計以2N12(2× cm2,滿足規(guī)定。（4）按規(guī)范要求

15、，簡支梁第一對（對支座而言）彎起鋼筋末端彎折點應位于中心截面處，以后各對彎起鋼筋的末彎起點應落在或超過前一對彎起鋼筋彎起點截面（即相鄰兩斜筋的首尾要求相互搭接或銜接，保證任意截面上都有斜筋）。從圖7（a）的彎矩包絡圖和承載能力比較不難看出，滿足抗剪要求的前提下，承載能力不僅滿足而且有很大富裕，滿足以上各條規(guī)定，又考慮省鋼筋。我們可以考慮將N6、N5鋼筋在適當位置截斷（注意在鋼筋骨架中，截斷鋼筋必須滿足錨固長度要求“JTJ023-85規(guī)范”第6.2.5條。在焊接的鋼筋骨架中截斷鋼筋時必須留有足夠的焊接長度，其焊接長度不得小于被截斷鋼筋直徑的五倍）。如圖7（b）所示，pp5d,MM5d。由于N6、

16、N5鋼筋鋼筋均被截斷，為滿足K點的抗剪要求，可將N4鋼筋提前在K點（K點為原N6彎筋的理論彎起點）所對應的截面起彎（調(diào)整后的承載能力也可以滿足 ）又為滿足原N5理論彎起點的抗剪要求，可在所對應的截面另增設216斜筋。由于N4鋼筋提前至K點彎起，則在G點所對應的截面應增設216斜筋，這樣G點對應的截面抗剪要求也能滿足了。N2、N3鋼筋的承載能力另有富裕，當不宜再調(diào)整。如果G點所對應的截面根據(jù)抗剪要求需要斜筋面積大于216，則此時可采用416或222。采用416時，不宜將增加的兩對斜筋并列放在同一斜截面上。此時還必須適當?shù)恼{(diào)整相鄰斜筋的位置，即N3彎筋可推遲（向支座方向）起彎。調(diào)整后的鋼筋圖及其相

17、應的承載能力圖如圖7(b)所示。（5）當梁高h1m時，梁肋兩側(cè)要設水平鋼筋，其直徑為610mm，其面積應不小于規(guī)范的要求：6、斜截面的抗剪強度復核（1）確定驗算斜截面的具體位置a、距支點中心h/2；b、起彎點截面及受拉鋼筋不受力處的截面；c、箍筋數(shù)量發(fā)生變化處的截面；d、梁肋寬度改變處截面。（2）計算截面的抗剪承載能力式中要求：預應力提高系數(shù)。對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，；斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋的配筋率，當時，取箍筋配筋率，見式（4-2）箍筋的抗拉強度設計值（Mpa），取值不宜大于280Mpa；普通彎起鋼筋的抗拉強度設計值（Mpa）；普通彎起鋼筋與構(gòu)件縱向軸線的夾角；驗算斜截面受壓區(qū)頂端正截面上的腹板

18、厚度（mm）；驗算斜截面受壓端正截面上的有效高度，自縱向受拉鋼筋合力點到受壓邊緣的距離（mm）；斜截面所穿過的，在一個彎起鋼筋平面內(nèi)的彎起鋼筋總截面面積（mm2），其他符號同前； 1、變形驗算（1）鋼筋混凝土簡支梁跨中最大繞度可按下列近似計算：式中：計算跨徑；使用荷載計算彎矩；開裂構(gòu)件等效截面的抗彎剛度；全截面的抗彎剛度，；開裂截面的抗彎剛度，；混凝土的彈性模量；按短期效應組合計算的彎矩值；開裂彎矩，；混凝土軸心抗壓強度標準值；構(gòu)件受拉區(qū)混凝土塑形影響系數(shù)，；全截面換算截面慣性矩；全截面換算截面重心軸以上（或以下）部分面積對重心軸的面積距；換算截面抗裂驗算邊緣的彈性抵抗矩；開裂截面的換算截面慣性矩。要求：按荷載短期效應組合和給定的剛度計算的撓度值，再乘以撓度長期增長系數(shù)，計算得到的長期撓度值，在消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長期撓度后不應超過l/600。（2）當由荷載短期效應組合并考慮荷載長期效應影響產(chǎn)生的長期撓度超過或等l/1600(l為計算跨徑)時，要設預拱度。預拱度值按結(jié)構(gòu)自重和1/2可變荷載頻遇值計算的長期撓度值之和采用，即預拱度值 式中：恒載引起的長期豎向撓度；可變荷載頻遇值產(chǎn)生的長期豎向撓度； 2、裂縫寬度驗算 mm 式中：考慮鋼筋表面形狀的系數(shù)，受力