課程設(shè)計完整版說明書鋼筋混凝土

第一章 基本設(shè)計資料一、工作橋的設(shè)計內(nèi)容工作橋及剛架設(shè)計，包括結(jié)構(gòu)尺寸選擇及配筋設(shè)計兩個方面，這兩個方面又包括四個內(nèi)容：活動鋪板、橫梁與機墩、縱梁、鋼架。二、工作橋的設(shè)計資料（一）、工作橋橋面高程為 ▽31.35m（二）、閘墩頂高程▽24.0m（三）、五孔閘，每孔凈寬 7.0m，中墩寬度1.0m，邊墩寬度0.9m（四）、平板閘門，自重 200KN（五）、采用QPQ-2×160KN型啟閉機，每臺自重 35KN（六）、閘門吊點中心距 5.720m（七）、荷載1. 人群荷載：2.5KN/m2. 欄桿重： 1.5KN/m3. 每個繩鼓重：6.54KN（著地面積350×350mm）4. 施工荷載： 4.0KN/m25. 基本風壓： 0.4KN/m（八）、建筑物等級3級（九）、環(huán)境條件二類（十）、建筑材料混凝土：C30鋼筋：HRB4001三、總體布置圖機墩活動鋪板縱梁圖1-1工作橋結(jié)構(gòu)圖第二章 擬定工作橋尺寸一、工作橋縱向布置（一）、工作橋長度為便于安裝，工橋橋長度 =兩閘墩中心線距離－20～30mm＝7000＋500＋500－20＝7980mm但計算時工作橋長度仍用 8000mm計。圖1-2工作橋縱向布置俯視圖（二）、橫梁2位置為簡化計算，我們將地螺栓安裝在橫梁與縱梁相交處， 不考慮其偏移。橫梁尺寸初步擬定為高：500mm；寬：250mm.橫梁上面的機敦取高：400mm；寬：250mm.活動鋪板為減輕吊裝重量，面板做成活動鋪板，簡支在縱梁上。（1）、活動鋪板長度計算.吊點中心距=4.02+0.04×43=5740mm.吊點間鋪板長度 =[5740-(1350-638) ×2]÷6=719.33mm鋪板長度?。?50mm..橋兩邊鋪板長度=5740+638×2+650×6=10916mm>8000mm橋兩邊鋪板長度取 570mm,滿足要求。因此活動鋪板選用：中間板寬： 650mm；長度：1300+2*80=1460mm；高度：80mm。 中間共六塊面板。橋兩邊再一邊兩塊板?？偟臋M向布置圖及個尺寸如圖所示：圖1-3總的橫向布置圖3二、工作橋橫向布置（一）、縱梁尺寸高度：800mm； 寬度：300mm。（二）、懸臂板尺寸高度：端部取100mm，根部取200mm；寬度：600mm尺寸如圖所示：圖1-4 懸臂板尺寸圖三、剛架布置（一）、剛架高度計算用的高度H=32.15－24.0－h(huán)實際高度實際高度為H＋H1，其中：H1為柱插入杯口的高度。（1）.H1需滿足.大體為1.2～0.8倍柱長邊尺寸。.大于0.05H。（2）.實際高度H=32.15－24.0－0.8=7.35m H ＋H1=7.35+0.5=7.85m4圖1-5 剛架尺寸圖第二章 結(jié)構(gòu)設(shè)計一、面板配筋設(shè)計（一）、活動鋪板圖2-1 活動鋪板布置圖安裝檢修工況(1).荷載計算.板自重 g k=0.08×0.65×25=1.3kN/mg= γGgk=1.05×1.3=1.365kN/m.一個繩鼓重 Gk 6.54KN G γGGk 6.54 1.05 6.867KN.施工荷載 q=1.2 ×4=4.8KN/m其中橋面活載不考慮。5.計算簡圖和內(nèi)力計算.尺寸計算l0lna1300801380mml0lnh1300801380mml01.1ln1.113001430mm因此計算跨度取 1380mm圖2-2計算內(nèi)力受力簡圖.跨中彎矩1Gl0121211212M48gl08ql046.541.3881.3441.3884.81.383.718KNm正常使用情況，持久狀況(1).荷載.板自重gk＝bh＝0.08×0.65×25＝1.3KN/mg＝Ggk＝1.05×1.43＝1.365KN/m.人群荷載qGqkb1.22.50.651.95KN/m(2).跨中彎矩1q）l211.95)1.3820.789KN/mM（g0(1.36588從以上兩種狀態(tài)可知，安裝工況下的彎矩最大，取大值進行計算。6(3).配筋計算：查表得c=25mm(二類環(huán)境)，估計鋼筋直徑為 d=10mm,acd30mm,h0h-a50mm2查表得k=1.2,采用C30混凝土,fc=14.3N/mm-2,活動鋪板用HRB335的y,sKM1.23.7181060.192鋼筋,f222=300N/mm，fcbh014.3650501-1-2s0.2150.85b0.468Asfcbh014.36500.215502fy300333.293mm/bh0333.293As6501.03min0.15502查表知應(yīng)選用6Φ8（As=302mm），在受力鋼筋內(nèi)側(cè)布置與受力鋼筋垂直的分布鋼筋，按要求取 Φ6@250。兩邊鋪板荷載及內(nèi)力計算兩邊鋪板 b=570mmh=80mm 荷載及內(nèi)力計算同中間鋪板.板自重:gk＝bh ＝g= Ggk.一個繩鼓重： G GGk 1.05 6.54 6.867KN.人群荷載： qk=2.5 0.57 1.425KN/mq=gk=1.2 1.425 1.71KN/m簡支實心板，繩鼓放在板中間M1012111.1971.3822.655KNmGlgl046.871.384887正常使用工況，持久狀況(1). 荷載.板自重g=1.344KN/m.人群荷載q=1.92KN/m內(nèi)力計算M1（gq）l21(1.3441.92)1.3820.777KN/m808取安裝檢修工況與正常使用工況中較大內(nèi)力進行配筋計算M=2.655KN·m按單筋截面計算sKM1.22.6551060.15622fcbh014.3570501-1-2s0.1710.85b0.468Asfcbh014.35700.17150232.5mm2bh0.152fy64050=48mm300min02受力筋選配6C8(As=302mm)配筋圖如圖所示：圖2-3鋪板配筋圖8二、懸臂板繩鼓圖2-4繩鼓位置圖 圖2-5 根部懸臂板受力圖取１ｍ板寬計算，由根部最大彎矩計算板的鋼筋用量。（一）、安裝檢修工況、荷載與彎矩計算（1）.自重g1k h1 0.1 25 2.5KN/mg2k h2 0.2 25 5KN/m這里不計人群荷載對根部產(chǎn)生的彎矩M0.5gl2(gg)l2/61G1kG2k1kM10.51.052.50.521.05(5-2.5)0.52/60.4375KNm（2）.欄桿重P1.05P1.575KNP1.05P1.575KN1K1K欄桿對根部產(chǎn)生的彎矩M Pl 1.05 1.5 0.5 0.7875KN m2 G1k(3).繩鼓重將集中力放置離縱梁最遠處 ,如圖所示。9圖2-6繩鼓集中力放置取c為繩鼓集中力P到懸臂根部的距離c=500-350/2=325,a=350為繩鼓的著地面邊長，則P對根部的彎矩為 Pc=6.54×0.325=2.1255，由寬度為b=a+2c的板帶承受，繩鼓為永久荷載，分項系數(shù)為1.05則其對根部產(chǎn)生的彎矩：MP/(a2c)1.056.540.325m2.232KN3Gc0.3520.325總彎矩：MMMM0.43750.78752.2323.457KNm123（二）、正常使用情況，持久狀況荷載與彎矩計算（1）.自重g1k h1 0.1 25 2.5KN/mg2k h2 0.2 25 5KN/m對根部產(chǎn)生的彎矩：M0.5gl2(g2k-g1k)l2/61G1kGM0.51.052.50.521.05(5-2.5)0.52/610.4375KNm(2). 欄桿重1.5KN/m3k10欄桿對根部產(chǎn)生的彎矩：M Pl 1.05 1.5 0.5 0.7875KN m2 G3k(3).人群荷載q1.22.513.0KN/m人群荷載產(chǎn)生的彎矩：M3123.00.52ql00.375KNm22總彎矩：MMMM0.43750.78750.3751.65KNm123從以上狀態(tài)可知，安裝工況下的彎矩大，取大值進行算。即M=3.457KN配筋計算2只計算正截面，采用 HRB335鋼筋，查表得：fy=300N/mm受力筋：估計鋼筋直徑為d=10mm,acd30mm2h0h-a200-30170mmsKM1.23.4751060.016822fcbh014.36001701-1-2s0.0050.85b0.468Asfcbh014.36000.0051702fy30024.31mm2又因為，規(guī)定中說，懸臂板的受力鋼筋每米不少于 3Φ8（As=151mm）則懸臂板的配筋就取Φ8@200HRB335的鋼筋來布置。分布鋼筋按要求取，在受力鋼筋內(nèi)側(cè)布置與受力鋼筋垂直的分布鋼筋直徑不小于6mm間距不大于300按要求取Φ6@200來布置。懸臂板配筋圖如圖所示：11圖2-7懸臂板配筋圖三、橫梁橫梁與縱梁澆筑在一起，計算彎矩的時候按簡支結(jié)構(gòu)計算，橫梁計算跨徑：l0=1300+400=1700或l0=1.05×1300=1365mm，計算跨徑按1365mm計（一）.荷載計算橫梁自重g1 500 250 25 1.05 3.28KN/m機墩自重g2 400 250 25 1.05 2.63KN/m地螺栓傳來的設(shè)計力： 1.1Q1=1.1×56.12=61.73kN/m1.1Q 4=1.1×76.13=83.74kN/m（二）.計算簡圖及內(nèi)力計算為簡化計算，使螺栓正好安裝在橫梁與縱梁相交處。則啟閉機對橫梁不產(chǎn)生彎矩。考慮到啟閉機中心與橫梁中心不重合， 我們對計算彎矩取k=1.2的放大系數(shù)。橫梁實際為半固定狀態(tài)，精確計算因采用有限單元法。 工程簡化：12先按簡支梁計算，得跨中彎矩 M0，實際梁的支座負彎矩=0.7M0，跨中正彎矩=0.7M022圖2-8橫梁受力示意圖圖2-9橫梁彎矩圖M1（g1g）l21(3.282.625)1.3652=1.375KNm08208支座彎矩較大，取 0.7M0進行計算，最終上下截面配置相同的鋼筋。M 0.7 1.2 M0 0.7 1.2 1.375 1.16KN mc=35mm（二類環(huán)境），估計鋼筋直徑為 d=20mm,acd45mm,h0h-a500-45455mm2sKM1.21.161060.0015622fcbh014.32504551-1-2s0.00150.85b0.468Afcbh14.32500.00156455208.139mmsfy300As/bh08.1390.00720.20250455min取ρmin的鋼筋進行配置Asminbh020.2%250455227.5mm支座負彎矩配筋相同，通常布置如下：由于hw>450mm設(shè)計構(gòu)造腰筋，13每側(cè)不少于0.1%bhw=0.1%*250*455=113.75mm查表得，受力筋取 22Φ14（As=308mm）按規(guī)定取直徑為 6mm,間距200mm的雙肢箍筋，橫梁上下布置相同的鋼筋。配筋圖如圖：圖2-10 橫梁配筋圖.縱梁配筋計算取受力大的鋼筋進行計算，另一根配筋與之相同。（一）.荷載計算恒載（1）.均布荷載g包括：縱梁自重、一邊欄桿重、一半面板重.縱梁自重標準值：g1k250.30.86KN/m.一邊欄桿重標準值：g2k1.5KNm.一半面板重標準值g3k(80650100200600)2510-63.55KN/m2均布荷載設(shè)計值：ggk1.05(61.53.55)11.60KN/m(2). 集中荷載G14.一半橫梁自重：G1k1300-950025025102.03KN2.一半機墩重：G2k16604002502510-92.075KN2GGGKG(G1kG2k)1.05（2.032.075）4.31KN可變荷載(1).分布荷載q人群荷載：取一半橋面的人群荷載。qk2.51.353.375KN/mqGqk1.23.3754.05KN/m（2）.集中荷載P直接作用于縱梁上的啟門力通過橫梁傳遞的啟門力，求出橫梁的反力，作用于在縱梁上。G1=1.1Q1=1.1×56.12=61.73kN/mG2=1.1Q4=1.1×76.13=83.74kN/mGG61.734.3166.04KNGG83.744.3188.05KN12圖2-11 縱梁示意圖（二）.內(nèi)力計算計算跨徑ln L 2C b 8000 300 2 500 6900mm15l0lna69005007400mml01.05ln1.0570007350mm計算跨徑按7350mm計，縱梁受力如圖所示圖2-12 縱梁受力示意圖LBC73505720638150327mm222lab32710501377mm彎矩設(shè)計值為其彎矩最大值在跨中M1(gq)l2(GP)0.237(G2P)1.377801121（11.64.05）7.35266.040.32788.051.3778248.5KNm考慮次梁并不是對稱的T型梁，在最大彎矩值下考慮1.1的放大系數(shù)。M1.1248.5273.37KNm配筋2縱向鋼筋配置HRB400的鋼筋，查表fy 360KN/mm估計配置雙層鋼筋， a 70mm h0 h-a 730mm確定翼緣計算寬度'100200hf150mm(平均)216縱梁自重：是獨立T型梁/l0//bf32450mmbfb12hf2100mm上述寬度均大于翼緣的實有寬度（800mm），取b'f800mmKM1.2273.37328.05KNmfcb/fh/f(h0-h/)14.3800150(730-1501123.98KNmf)22''h'KMf)屬于第一類T型梁fcbfhf(h0-2sKM328.051060.0538'22fcbfh014.38007301-1-2s0.0560.85b0.468Asfcbh014.38000.0567302fy3601299.08mm預(yù)計配置5C8（As1272mm2）的HRB400的受力鋼筋。橫向全梁拉通布置。（三）、抗剪計算1、支座邊緣剪力設(shè)計值：V1（GQ）（GQ）(g+q)l023414.05)7.3566.0488.05211.6KN(11.622、截面尺寸驗算hw730-1502hw5804.0580mmb1.93300170.25fcbh0 0.2514.3360730 939.51KN KV 1.2211.6253.92KN截面尺寸滿足抗剪要求3、抗剪腹筋計算箍筋采用HRB235鋼筋V0.7ftbh00.71.43300730219.22KNKV253.92KNc應(yīng)由計算確定腹筋A(yù)svKV-0.7ftbh0253.92-219.220.181mms1.25fyh01.25210730Asv0.181s36.2mm2選用雙肢箍筋，直徑φ8（Asv2101mm）則ρsv=Asv/bs=101/(300×200)=0.168%>ρsvmin=0.15%滿足最小配筋率要求Vc+Vsv=0.7ftbh1.25fyvAsvh0s00.71.433007301.25210101200730315.99KNKV253.92不需要配彎起筋101200smax250mm,滿足最小配筋s422mm,取s0.239率要求,最后選配雙肢φ8@200HRB235箍筋?？紤]到箍筋的綁扎固定，我們在縱梁上緣配置兩根架立鋼筋，直徑按規(guī)范取的 φ12的HRB235鋼筋，縱梁高大于 450，在中部布置兩根腰筋，直徑取 12。整個縱梁配筋圖如圖所示18圖2-13縱梁配筋橫梁處附近鋼筋計算圖2-14橫梁鋼筋布置圖AsvdF88.171032fyvsin2100.707593mm選配3φ16五、吊裝驗算預(yù)埋吊環(huán)，吊裝工作橋。吊點取 0.2L0處。取工作橋長度為 8m。（一）.荷載計算分布荷載(1).縱梁自重g1 bh 25 0.8 0.3 6KN/m(2).懸臂梁自重gbh251(100200)60010-62.25KN/m22(3). 總分布荷載19g (g1 g2) 1.05 (6 2.25) 8.66KN/m集中荷載(1).一半橫梁自重1300GK5002502522.03KN(2).總集中荷載GGK1.052.032.13KN橫梁受力相等，則：GG2.13KN12圖2-15橫梁受力示意圖配筋計算FF2Ggl8.66822.1335.49KNAB122KV1.235.4942.58KNV253.92KN,Ac截面配筋滿足抗剪要求M1g0.2l2GlbcA2118.661.622.130.37211.88KNm2KM1.211.8814.25KNmAfb/h/(h0-h/f)14.3800150(730-150)1123.98KNmcff2220//(h0h/fKMfcbfhf-2)所以屬于第一種T型截面,支座處截面驗算:KM1.211.86sA100.0023'214.38002fcbfh07301-1-2s0.00250.85b0.468fcbh014.38000.00257302Asfy36069.68mm根據(jù)圖進行跨中截面驗算 :圖2-16橫梁跨中截面受力示意圖M1422.13(40.327)2.13(41.377)35.49(41.6)5.102KN.m8.662即方向與假設(shè)的相反sKM1.25.1021060.001'214.38002fcbfh07301-1-2s0.00150.85b0.468fcbh014.38000.001573022Asfy36034.8mm2439mm21所配鋼筋面積小于縱梁所配鋼筋面積，滿足要求。六、吊環(huán)計算：圖2-17 吊裝示意圖工作橋為整體式，由 2根縱梁、6根橫梁和懸臂梁組成。（一）、自重標準值GK2（0.80.38）4（0.50.251.3）2（0.150.68）25(3.84 0.65 1.44) 25 148.25KN（二）。吊環(huán)的選擇每個吊環(huán)按2個截面計算,4個吊環(huán)按3個計算TGGK1.05148.560.02KN3Sin30.866T60.022s46.750N/mm2As234.8AST600.2mm21002選用1φ28(AS=615.8mm)七、剛架橫向計算（一）、荷載計算水平荷載22（1）.工作橋風壓力A0.8HL0.8(0.80.41.08)814.592m2T0Asz0A1.30.90.414.5926.83KN剛架立柱上風壓力A主=0.4×7.35=2.94m2T立Asz0A1.30.90.42.941.38KN(3).閘門上風壓力T閘Asz0A1.30.90.47.3576.02KN4由等效條件得水平荷載為：T=T/1.（2T+T+1T）=1.2（6.83+6.02+1.381)15.84KN110閘4立4T/1T+2T11.38+26.02=12.73KN22立閘2T=T/1.（21T+2T）1.（211.38+26.02）=15.276KN222立閘2垂直荷載1）工作橋自重包括：縱梁、橫梁、機墩、欄桿、活動鋪板、懸壁板。23圖2-18 鋼架受力示意圖啟閉機和閘門自重P（[0.80.38）2（0.50.251.3）2（0.40.251.3）40.651.30.08+40.641.30.08)(0.50.138)25+（1.38）]1.05104.41KNP標(200235)Q3Q4270132.24167KNQQQQ213.871234P/ P標 1.05 167 175.35KN4.作用于工作橋上的風壓力形成的方向相反、數(shù)值相等的 P''H0.40.81.082.28m,橫梁間距S=1.3+20.15=1.6mP''TH/S6.830.80.41.08/1.64.87KN設(shè)022剛架自重轉(zhuǎn)化成結(jié)點力P1和P2P[0.47.35250.40.4125]1.0517.95KN0.41.2122P20.40.8[0.20.80.420.20.4(7.35/40.4)0.40.4]1.05258.98KNT1=15.84KNT2=15.276KN立柱自重：P1=17.95KNP2=8.98KN工作橋自重：P=104.41KN啟閉機自重：P/=175.35KNP合右=P1+P/+P//=198.17KNP合左=P1+P/-P//=188.43KNEA2.81070.164.510624EI2.81070.40.435.6104127.結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器求解圖2-19鋼架彎矩圖 圖2-20鋼架軸力圖1）橫梁橫梁內(nèi)力軸力較小，按受彎構(gòu)件配筋取Mmax=37.99KNmb=250mm0h=455mm.配筋計算s=KM1.237.990.06222fcbh014.32504551-1-2s0.0640.85b0.468fcbh014.32500.0644552Asfy360289.4mmAs 289.4 0.549bh0 250 4552所以選4C10（AS=314mm）25.配筋圖圖2-21 鋼架橫梁配筋圖立柱.配筋計算Mmax32.57KNmN47.48KNl01/2(Hh)0.5(7.350.4)3.475ml03.4758.688,0.4he0Mmax32.57106681.7mmh0355/3011.8mmN47.7810330故按實心偏距計算e0681.7mm10.5fcA0.514.340040020.1＞1取11KN1.247.48103l08.68＜1521h1l021e121.0280h1400h0e681.71.028700.8mm0.3h0106.5mm,為大偏心受壓,壓構(gòu)0件計算26KN1.247.481030.518fcbh00.028＜b14.3400355X=ζh0=0.028×355=9,94mm＜2a=90mme/=ηe0－AsA'KNe1.244.78103545.78fy(h0a)360(35545)262.8mm2As＜ρminbh0=0.20%×400×355=284mm∴按最小配筋率配筋選用4C10（As=As'=314mm2）.配筋圖圖2-22鋼架立柱配筋圖橫梁M=24.605KN.msKM1.224.6051060.041'22fcbfh014.34003551-1-2s0.0410.85b0.46827Asfcbh014.34000.0413552fy360231.3mm上下各5C8,AS2236mmM=15.75KN.msKM1.215.751060.026'214.34002fcbfh03551-1-2s0.0250.85b0.468Asfcbh014.34000.0253552fy360142.8mm上下選6C6AS170mm2配筋圖和立柱一樣只不過剛勁選用： 6C6（二）縱向計算1.一孔閘門剛開啟,另一孔未開啟l01.5H1.57.3511.025m（1）.荷載計算與內(nèi)力計算1未開啟孔PP1P//2Q/21.05175.36351.05110.439KN啟22P2開啟孔P2P1Q3Q41.2431.3517.9556.11576.12519.44169.3KN剛架自重作用于立柱根部28P