裝配式鋼筋混凝土T形截面簡支梁設計

。分配給第二排彎起鋼筋的計算剪力值，由比例關系得：其中，；；設置彎起鋼筋區(qū)段長為，所需要提供的彎起鋼筋截面積QUOTE為第二排彎起鋼筋與梁軸線交點2′距支座中心距離為其余各排彎起鋼筋的計算方法與第二排彎起鋼筋計算方法相同。由表1-1可見，原擬定彎起N1鋼筋的彎起點距支座中心距離為，已大于，既在欲設置彎筋區(qū)域長度之外，故暫不參加彎起鋼筋的計算，圖1-7中以截斷N1鋼筋表示。按照計算剪力和初步布置彎起鋼筋如圖1-7?，F(xiàn)在按照同時滿足梁跨間各正載面和斜截面抗彎要求，確定彎起鋼筋的彎起點位置。由已知跨中截面彎矩計算值，支點中心處，按式做出梁的計算彎矩包絡圖（圖1-7），在截面處，因,，，則彎矩計算值為與已知值相比，兩者相對誤差為2.3%，故用式來描述簡支梁彎矩包絡圖是可行的。各排彎起鋼筋彎起后，相應正截面抗彎載力計算如表2-2鋼筋彎起后相應各正截面抗彎承載力表2-2梁正段截面縱筋有效高度（mm）T形截面類別受壓區(qū)高度抗彎承截力支座中心～1點2φ321297第一類20571.51點～2點4φ321279第一類401134.12點～3點6φ321261第一類601663.43點～4點8φ321243第一類792167.24點～N1鋼筋截斷處8φ32+2φ161239第一類872287.3N1鋼筋截處～梁跨中8φ32+4φ161233第一類912405.6將表2-2的正截面抗彎承截力在圖1-7上用各平行直線表示出來，它們與彎矩包絡圖的交點分別為i、j…q，以各值代入式，可求得i，j…、q到跨中截面距離x值(圖1-7)現(xiàn)在以圖f中所示彎起鋼筋起點到初步位置來逐個檢查是否滿足《公路橋規(guī)》的要求。第一排彎起鋼筋（2N5）:其充分利用點“m”的橫坐標，而2N5的彎起點1的橫坐標，說明1點位于m點左邊，且，滿足要求。其不需要點n的橫坐標，而2N5鋼筋與梁中交點1′的橫坐標，亦滿足要求。第二排彎起鋼筋（2N4）其充分利用點的橫坐標，而2N4的彎起點2的橫坐,且滿足要求。其不需要點m的橫坐標，而2N4鋼筋與梁中軸線交點2′的橫坐標，亦滿足要求。第三排彎起鋼筋（2N3）其充分利用點K的橫坐標，而2N3的彎起點3的橫坐標，且，滿足要求。其不需要點的橫坐標，而2N3鋼筋與梁中軸線交點3′的橫坐標，故滿足要求。由上述檢查結果可知圖1-7所示彎起鋼筋彎起點初步位置滿足要求。由2N2、2N3和2N4鋼筋彎起形成的抵抗矩圖遠大于彎矩包絡圖，故進一步調整上述彎起鋼筋起點位置，在滿足規(guī)范對彎起點要求前提下，使抵抗彎矩圖接近彎矩包絡圖；在彎起鋼筋之間，增設直徑為16mm的斜筋，圖1-8即為調整后主梁彎起鋼筋、斜筋的布置圖。三、斜截面抗剪承載力的復核（1）選定斜截面頂端位置由圖1-8a）可得到距支座中心為h/2處截面的橫坐標為，正截面有效高度?，F(xiàn)取斜截面投影長度，則得到選擇的斜截面頂端位置A（圖1-9），其橫坐標為。（2）斜截面抗剪承載力復核A處正截面上的剪力及相應的彎矩計算如下:A處正截面上有效高度(主筋為3B32)，則實際廣義剪跨比m及斜截面投影長度c分別為將要復核的斜截面如圖h中所示AA′斜截面（虛線表示），斜角斜截面內縱向受主筋有2B32（2N6），相應的主筋配筋率P為箍筋配筋率(取時為)與斜截面相交的彎起鋼筋有2N5（2B32）；斜筋有2N7（2B16）。按式則得到AA′斜截面抗剪承載力為故支座中心為h/2處的斜截面抗剪承載力滿足設計要求。四、鋼筋混泥土受彎構件的應力、裂縫和變形驗算主梁截尺寸如圖1-10；跨中截面主筋為HRB333級，鋼筋截面積(8φ32+4φ16)，，，，，，簡支梁吊裝時，其吊點設在距梁端處，梁自重在跨中截面引起的彎矩T梁跨中截面使用階段汽車荷載標準值產(chǎn)生的彎矩為（汽車的沖擊系數(shù)為1.2），人群荷載標準值產(chǎn)生的彎矩，永久作用（恒載）標準值產(chǎn)生的彎矩1）施工吊裝時的正應力計算（1）梁跨中截面的換算截面慣性矩計算粱受壓翼板的有效寬度為，平均厚度為，有效高度.由式計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，換算截面受壓區(qū)高度應由式，，確定：故==282＞按公式計算開裂截面的換算截面慣性矩（）為（2）正應力驗算吊裝時動力系數(shù)為1.2，則跨中截面計算彎矩為=1.2由式=算得受壓區(qū)混泥土邊緣的正應力為＜0.8由式=算得受拉鋼筋的面積重心處的應力為＜0.75最下面一層鋼筋（2B32）重心距受壓邊緣高度為，則鋼筋應力為==94.83<驗算結果表明，主梁吊裝時混凝土正應力和鋼筋拉應力均小于規(guī)范限值，可取圖1-10a）的吊點位置。2）裂縫寬度(1)帶肋鋼筋系數(shù)荷載短期效應組合彎矩計算值為荷載長期效應組合彎矩計算值為=760+0.4×600+0.4×56=1022.4系數(shù)=1+0.5=1+0.5系數(shù)非板式受彎構件=1.0（2）鋼筋應力的計算===159（3）換算直徑d的計算因為受拉區(qū)采用不同的鋼筋直徑，按公式=要求，d應取用換算直徑，則得對于焊接鋼筋骨架（4）縱向受拉鋼筋配筋率的計算=取=0.02。（5）最大裂縫寬度的計算=1×1.41×1×=0.16。3）梁跨中撓度的驗算在進行梁變形計算時，應取梁與相鄰梁橫向連接后截面的全寬度受壓翼板計算，即，而仍為120。（1）T梁換算截面的慣性矩和計算對T梁的開裂截面，由式得梁跨中截面為第二類T形截面。這時，受壓區(qū)x高度由公式（B=，確定，即則開裂截面的換算截面慣性矩為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為=（2）計算開裂構件的抗彎剛度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截面的面積矩為塑形影響系數(shù)為開裂彎矩開裂構件的抗彎剛度為（3）受彎構件跨中截面處的長期撓度值短期荷載效應組合下跨中截面彎矩標準值，結構自重作用下跨中截面彎矩標準值。對C30混凝土，撓度長期增長系數(shù)。受彎構件在使用階段的跨中截面的長期撓度值為在結構自重作用下跨中截面的長期撓度值為則按可變荷載頻遇值計算的長期撓度值為符合《公路橋規(guī)》的要求。（4）預拱度設置在荷載短期效應組合并考慮荷載長期效應影響下粱跨中處產(chǎn)生的長期撓度為，故跨中截面需設置預拱度。根據(jù)《公路橋規(guī)》對預拱度設置的規(guī)定，由式得到粱跨中截面處的預拱度為附錄圖1-1：鋼筋混泥土簡支梁尺寸圖圖1-2：鋼筋數(shù)量計算截面圖圖1-3：鋼筋布置圖圖1-4：鋼筋布置圖圖1-5：箍筋設計計算剪力分配圖圖1-6：彎起鋼筋細節(jié)圖圖1-7：梁的彎矩包絡圖與抵抗彎矩圖圖1-8：梁彎起鋼筋和斜筋設計布置圖a):相應于剪力計算值的彎矩計算值的包絡圖b）：彎起鋼筋與斜筋布置示意圖c）：剪力計算值的包絡圖圖