混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告報(bào)告

./混凝土結(jié)構(gòu)理論課程設(shè)計(jì)裝配式鋼筋混凝土簡支T梁設(shè)計(jì)專業(yè)：土木工程班級：學(xué)生姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：__燕山大學(xué)2011.9裝配式鋼筋混凝土簡支T形梁設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)資料1二、內(nèi)力計(jì)算3三、鋼筋選擇3四、跨中截面正截面承載力復(fù)核5五、斜截面抗剪承載力計(jì)算55.1抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核55.2設(shè)計(jì)剪力圖分配〔見圖65.3箍筋設(shè)計(jì)65.4彎起鋼筋設(shè)計(jì)7六、全梁承載力校核9七、梁最大裂縫寬度驗(yàn)算9八、梁最大撓度驗(yàn)算108.1剛度計(jì)算108.2計(jì)算人群荷載和汽車荷載〔不計(jì)沖擊力作用下梁的撓度128.3計(jì)算結(jié)構(gòu)恒載彎矩作用下梁的撓度128.4荷載短期效應(yīng)組合并考慮荷載長期效應(yīng)影響產(chǎn)生的長期撓度12九設(shè)計(jì)依據(jù)13一、設(shè)計(jì)資料⑴橋面凈空：凈—13+2×1m⑵設(shè)計(jì)荷載：公路—Ⅱ級汽車荷載人群荷載結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)⑶材料規(guī)格鋼筋：主筋采用HRB400鋼筋,查表得抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值彈性模量相對界面受壓區(qū)高度箍筋采用HRB335鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值彈性模量混凝土：主梁采用C30混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值彈性模量⑷結(jié)構(gòu)尺寸T型主梁：標(biāo)準(zhǔn)跨徑21.00m計(jì)算跨徑：20.50m主梁全長：20.96m橫斷面尺寸如圖：圖1.1T形梁截面尺寸〔尺寸單位：mm二、內(nèi)力計(jì)算設(shè)計(jì)內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值見表：設(shè)計(jì)內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值引起內(nèi)力的荷載內(nèi)力值恒載〔車輛荷載〔人群荷載〔備注跨中彎矩1197.81128.2112.1車輛荷載引起的彎矩已計(jì)入沖擊系數(shù),1+μ=1.19L/4處彎矩898.4871.885.7支點(diǎn)剪力245.4343.6跨中剪力109.7彎矩組合設(shè)計(jì)值：跨中截面：L/4截面：剪力組合設(shè)計(jì)值：支點(diǎn)截面：跨中截面：三、鋼筋選擇根據(jù)跨中截面正截面承載力極限狀態(tài)計(jì)算要求,確定縱向受拉鋼筋數(shù)量。擬采用焊接鋼筋骨架配筋,設(shè),則,。翼緣計(jì)算寬度按下式計(jì)算,并取其中較小者：；；故取首先判斷界面類型：故應(yīng)按第二類T型梁計(jì)算。確定混凝土受壓區(qū)高度：解得202.87mm且,=120mm將所得值帶入下式求得所需鋼筋截面面積為：采用四排焊接骨架,選用1232<外徑35.8mm>,供給,鋼筋截面重心至截面下邊緣的距離,梁的實(shí)際有效高度。截面最小寬度。四、跨中截面正截面承載力復(fù)核由下式確定混凝土受壓區(qū)高度,得：將值帶入下式1.13142.39=3456.63承載力滿足要求。五、斜截面抗剪承載力計(jì)算5.1抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核對于腹板高度不變的等高度簡支梁,距支點(diǎn)處的第一個(gè)計(jì)算截面的截面尺寸控制設(shè)計(jì),應(yīng)滿足下列要求：根據(jù)構(gòu)造要求,僅保持最下面兩根鋼筋通過支點(diǎn),其余各鋼筋在跨間不同位置彎起或折斷。支點(diǎn)截面的有效高度,將有關(guān)數(shù)據(jù)帶入上式得：距支點(diǎn)處剪力的組合設(shè)計(jì)值809.69得：計(jì)算結(jié)果表明,截面尺寸滿足要求,但應(yīng)按計(jì)算要求配置箍筋和彎起鋼筋。5.2設(shè)計(jì)剪力圖分配〔見圖支點(diǎn)剪力組合設(shè)計(jì)值1.1775.52=853.07跨中剪力組合設(shè)計(jì)值1.1153.58=168.94其中=部分可不進(jìn)行斜截面承載力計(jì)算,箍筋按構(gòu)造要求配置。不需要進(jìn)行斜截面承載力計(jì)算的區(qū)段半跨長度為：距支點(diǎn)處的設(shè)計(jì)剪力值為：應(yīng)由混凝土和箍筋承擔(dān)的剪力組合設(shè)計(jì)值為：0.6Vdl=485.81應(yīng)由彎起鋼筋承擔(dān)的剪力組合設(shè)計(jì)值為：0.4Vdl=323.885.3箍筋設(shè)計(jì)由公式確定箍筋配筋率：式中：縱向鋼筋配筋百分率,按3C32〔As=2412.6mm2伸入支點(diǎn)計(jì)算,可得：p=100=100=100=0.803受壓翼緣影響系數(shù),取1.1箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,取=280MPa=0.0028選用直徑為10mm的雙肢箍筋,單肢箍筋的截面面積=78.54mm2取。在支撐截面處自支座中心至一倍梁高的范圍內(nèi)取。5.4彎起鋼筋設(shè)計(jì)根據(jù)《橋規(guī)》〔JTGD62規(guī)定,計(jì)算第一排彎起鋼筋時(shí),取用距支座中心處h/2處,應(yīng)由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力組合設(shè)計(jì)值,即。第一排彎起鋼筋的截面面積由公式求得：由縱筋彎起3C32提供的。計(jì)算第二排彎起鋼筋時(shí)應(yīng)取第一排彎起鋼筋起彎點(diǎn)處〔即距支座中心,其中44mm為架立鋼筋的凈保護(hù)層厚度,22.7mm為架立鋼筋的外徑,30mm為縱向鋼筋的凈保護(hù)層厚度,35.8mm第二排彎起鋼筋的截面面積為：=由縱筋彎起的2C32鋼筋,加焊C25鋼筋,提供的。計(jì)算第三排彎起鋼筋時(shí),應(yīng)取第二排彎起鋼筋彎點(diǎn)處〔即距支座中心,應(yīng)由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力組合設(shè)計(jì)值,從圖按比例關(guān)系求得。第三排彎起鋼筋的截面面積為：=由縱筋彎起的C36鋼筋,加焊2C25鋼筋,提供的。計(jì)算第四排彎起鋼筋時(shí),應(yīng)取應(yīng)取第三排彎起鋼筋彎點(diǎn)處〔即距支座中心,應(yīng)由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力組合設(shè)計(jì)值,從圖按比例求得。第四排彎起鋼筋的截面面積為：=由縱筋彎起2C32鋼筋,提供的：計(jì)算第五排彎起鋼筋時(shí),應(yīng)取第四排彎起鋼筋彎點(diǎn)處〔即距支座中心,應(yīng)由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力組合設(shè)計(jì)值,從圖按比例求得。第五排彎起鋼筋的截面面積為：=由縱筋彎起C32和加焊的2C20計(jì)算第六排彎起鋼筋時(shí),應(yīng)取第五排彎起鋼筋彎點(diǎn)處〔即距支座中心,應(yīng)由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力組合設(shè)計(jì)值,從圖按比例求得。第六排彎起鋼筋的截面面積為：=第六排彎起鋼筋采用加焊3C20計(jì)算第七排彎起鋼筋時(shí),x=6503.8mm,應(yīng)由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力組合設(shè)計(jì)值從圖按比例求得=124.71,第七排彎起鋼筋的截面面積：第七排彎起鋼筋采用加焊的3C20鋼筋,提供的。六、全梁承載力校核跨中截面所能承受的彎矩設(shè)計(jì)值,將其分成12等分,按每次彎起的鋼筋截面面積之比,近似求得鋼筋彎起后各截面所能承受的彎矩設(shè)計(jì)值。從全梁承載力校核圖〔見附圖可以看出,鋼筋彎起后各截面的正截面抗彎承載力是足夠的。各鋼筋的彎起點(diǎn)距其充分利用點(diǎn)的距離〔即圖中及兩點(diǎn)間的水平距離均大于h/2,故斜截面抗彎承載力也滿足要求。七、梁最大裂縫寬度驗(yàn)算配筋率：受拉鋼筋的應(yīng)力：短期荷載作用：長期荷載作用：現(xiàn),,則最大裂縫寬度為：因此,最大裂縫寬度符合要求。八、梁最大撓度驗(yàn)算8.1剛度計(jì)算截面混凝土受壓區(qū)高度為：得到：故為第二類T形截面。這時(shí)換算截面受壓區(qū)高度為：故開裂截面的換慣性矩為：T梁的全截面換算截面面積為：受壓區(qū)高度為：全截面換算慣性矩計(jì)算為：全截面抗彎剛度：開裂截面抗彎剛度：全截面換算截面受拉區(qū)邊緣的彈性抵抗矩為：全截面換算受拉區(qū)邊緣的彈性抵抗矩為：塑性影響系數(shù)為：開裂彎矩：開裂構(gòu)件的抗彎剛度為：8.2計(jì)算人群荷載和汽車荷載〔不計(jì)沖擊力作用下梁的撓度符合《公橋規(guī)》要求。8.3計(jì)算結(jié)構(gòu)恒載彎矩作用下梁的撓度8.4荷載短期效應(yīng)組合并考慮荷載長期效應(yīng)影響產(chǎn)生的長期撓度采用C30混凝土,根據(jù)《公橋規(guī)》按短期荷載效應(yīng)計(jì)算的撓度值乘以撓度長期增長系數(shù)