2022年混凝土结构设计方案原理课程设计方案报告.docx

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1、精品学习资源混凝土结构理论课程设计装配式钢筋混凝土简支 T 梁设计专业：土木工程班级：同学姓名：学 号：指导老师： 燕山高校2021.9欢迎下载精品学习资源装配式钢筋混凝土简支T 形梁设计一、设计资料3二、内力运算4三、钢筋挑选5四、跨中截面正截面承载力复核6五、斜截面抗剪承载力运算75.1 抗剪强度上、下限复核 75.2 设计剪力图安排（见图） 75.3 箍筋设计 85.4 弯起钢筋设计 8六、全梁承载力校核 10七、梁最大裂缝宽度验算 11八、梁最大挠度验算 118.1 刚度运算 118.2 运算人群荷载和汽车荷载（不计冲击力）作用下梁的挠度138.3 运算结构恒载弯矩作用下梁的挠度138

2、.4 荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响产生的长期挠度14九设计依据 14欢迎下载精品学习资源一、设计资料桥面净空：净 13+2 1m设计荷载：大路级汽车荷载欢迎下载精品学习资源人群荷载3.5kN m2欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源结构重要性系数材料规格钢筋：o1.1欢迎下载精品学习资源主筋采纳 HRB400钢筋，查表得欢迎下载精品学习资源抗拉强度标准值fsk400MPa欢迎下载精品学习资源抗拉强度设计值fsd330MPa欢迎下载精品学习资源弹性模量 Es2.0105 MPa欢迎下载精品学习资源相对界面受压区高度b箍筋采纳 HRB335钢筋0.53欢迎下载精品学习资源抗拉强度标准

3、值fsk335MPa欢迎下载精品学习资源抗拉强度设计值fsd280MPa欢迎下载精品学习资源弹性模量 Es混凝土：2.0105 MPa欢迎下载精品学习资源主梁采纳 C30 混凝土欢迎下载精品学习资源抗压强度标准值fck20.1MPa欢迎下载精品学习资源抗压强度设计值fcd13.8MPa欢迎下载精品学习资源抗拉强度标准值ftk2.01MPa欢迎下载精品学习资源抗拉强度设计值ftd1.39MPa欢迎下载精品学习资源弹性模量 Ec结构尺寸3.0104 MPa欢迎下载精品学习资源T型主梁：标准跨径 21.00m运算跨径： 20.50m欢迎下载精品学习资源主梁全长： 20.96m横断面尺寸如图：图 1.

4、1 T形梁截面尺寸（尺寸单位： mm）二、内力运算欢迎下载精品学习资源设计内力标准值见表：引起内力的恒载设计内力标准值车辆荷载人群荷载欢迎下载精品学习资源荷载内力值（ KNm）（ KNm ）（ KNm ）备注欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源跨中弯矩M d ,L1197.81128.2112.1欢迎下载精品学习资源2L/4 处弯矩M d , L 4898.4871.885.7车辆荷载引起的弯矩已计入冲击系欢迎下载精品学习资源支点剪力跨中剪力Vd ,02Vd , L245.4343.6109.7数， 1+=1.19欢迎下载精品学习资源弯矩组合设计值：跨中截面：M d , l2L/4 截面：

5、1.21197.81.41128.20.81.4112.13142.39kNm欢迎下载精品学习资源4M d , l剪力组合设计值： 支点截面：1.2898.41.4871.80.81.485.72394.58kNm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源跨中截面：Vd , 01.2245.41.4343.6775.52kN欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2Vd , l1.4109.7153.58kN欢迎下载精品学习资源三、钢筋挑选依据跨中截面正截面承载力极限状态运算要求，确定纵向受拉钢筋数量；欢迎下载精品学习资源拟 采 用 焊 接钢 筋 骨 架 配 筋 ， 设as90mm ， 就h01

6、 1 0 09 01 0m1m0，欢迎下载精品学习资源hf120160 / 2140mm ；翼缘运算宽度 bf 按下式运算，并取其中较小者：欢迎下载精品学习资源1bf2050036833.33mm ；欢迎下载精品学习资源bf1780mm；欢迎下载精品学习资源bfb12hf24012 1201680mm欢迎下载精品学习资源故取 bf1680mm欢迎下载精品学习资源第一判定界面类型：0 M dfcd b f h fhfh02欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源0 M d1.13142.393456.63kNm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源f cd bfh f h0h f13.8216

7、80120120012023171.57 kNm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源故应按其次类 T 型梁运算；确定混凝土受压区高度：Mfbxhxfbhbh hf 欢迎下载精品学习资源0dcd0cdff022解得 x202.87mm欢迎下载精品学习资源xbh00.531200636mm欢迎下载精品学习资源f且， xh=120mm欢迎下载精品学习资源将所得 x 值带入下式求得所需钢筋截面面积为：欢迎下载精品学习资源Acdcdfff bxfbbhsf sd13.8240202.8713.81680240 120330欢迎下载精品学习资源9262mm2采 用 四 排 焊 接 骨 架 ， 选 用

8、1232 外 径 35.8mm ， 供 给欢迎下载精品学习资源sA12804.29650.4mm2, 钢 筋 截 面 重 心 至 截 面 下 边 缘 的 距 离欢迎下载精品学习资源as30235.8101.6mm，梁的实际有效高度h01300as1300101.61198.4mm；截面最小宽度欢迎下载精品学习资源bmi 2 n3053m5m.8b ；23 m 9m.0240欢迎下载精品学习资源四、跨中截面正截面承载力复核由下式确定混凝土受压区高度，得：欢迎下载精品学习资源f sd Asxf cd bffcdbbhf欢迎下载精品学习资源f3309650.413.81680240 120241.5

9、4mmh120mm欢迎下载精品学习资源13.8240欢迎下载精品学习资源x241.54mmbh00.53 1198.4635.15mm欢迎下载精品学习资源将x 值带入下式xhffcd bxh0fcd bfbhf h022241.5412013.8240241.541198.413.816802401201198.422欢迎下载精品学习资源3251.6010 6 Nmm3251.60 KNm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源0 M d1.13142.39=3456.63 KNm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源fcdbxh0xfcd bfhfbhf h00 M d欢迎下载精品学习资源

10、22承载力满意要求；欢迎下载精品学习资源五、斜截面抗剪承载力运算5.1 抗剪强度上、下限复核欢迎下载精品学习资源对于腹板高度不变的等高度简支梁，距支点面尺寸掌握设计，应满意以下要求：h / 2 处的第一个运算截面的截欢迎下载精品学习资源0.5010 3f tdbh00Vd0.5110 3fcu ,kbh0欢迎下载精品学习资源依据构造要求，仅保持最下面两根钢筋通过支点，其余各钢筋在跨间不同欢迎下载精品学习资源位置弯起或折断；支点截面的有效高度关数据带入上式得：h013003035.8 1252.1mm ，将有2欢迎下载精品学习资源0.5110 3fcu ,k bh00.51 10 330240

11、1252.1839.42KN欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源0.5010 3f tdbh00.5010 31.392401252.1208.85 KN欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源距支点得：h / 2 处剪力的组合设计值0 Vd809.69 KN欢迎下载精品学习资源208.85809.69839.42运算结果说明，截面尺寸满意要求，但应按运算要求配置箍筋和弯起钢筋；5.2 设计剪力图安排（见图）欢迎下载精品学习资源支点剪力组合设计值0Vd , 01.1775.52=853.07 KN欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源跨中剪力组合设计值0Vd , L / 21.1153.

12、58=168.94 KN欢迎下载精品学习资源其中 V0.5010 3 f bh0dtd0欢迎下载精品学习资源=0.5010 31.392401198.4199.89KN欢迎下载精品学习资源部分可不进行斜截面承载力运算，箍筋按构造要求配置；不需要进行斜截面承载力运算的区段半跨长度为：欢迎下载精品学习资源距支点 h 213002x20500199.89168.942853.07168.94650mm 处的设计剪力值为：463.71mmVd1809.69kN欢迎下载精品学习资源应由混凝土和箍筋承担的剪力组合设计值为：0.6V dl =485.81 KN欢迎下载精品学习资源应由弯起钢筋承担的剪力组合设

13、计值为：0.4V dl =323.88 KN5.3 箍筋设计欢迎下载精品学习资源由公式确定箍筋配筋率：0.6V dl2/ 20.6 pff欢迎下载精品学习资源sv30.4510 3bhcu.k02sd.v欢迎下载精品学习资源式中：纵向钢筋配筋百分率，按3C32（As=2412.6 mm）伸入支点运算，可欢迎下载精品学习资源得： p=100=100As =1002412.6=0.803欢迎下载精品学习资源bh02401252.75欢迎下载精品学习资源3 - 受压翼缘影响系数，取1.1f sd, v - 箍筋抗拉强度设计值，取 fsd,v =280MPa2sv485.81/20.60.803302

14、801.10.45 10 3240 1252.1欢迎下载精品学习资源=0.0028sv, min0.0018欢迎下载精品学习资源sv1选用直径为 10mm的双肢箍筋，单肢箍筋的截面面积为：A=78.54mm2, 箍筋间距欢迎下载精品学习资源vsnAsv1278.54233.75 mm欢迎下载精品学习资源b sv2400.0028欢迎下载精品学习资源取 sv200mm；在支撑截面处自支座中心至一倍梁高的范畴内取sv100mm；5.4 弯起钢筋设计依据桥规（ JTG D62）规定，运算第一排弯起钢筋时，取用距支座中心处h/2处 ， 应 由 弯 起 钢 筋 承 担 的 那 部 分 剪 力 组 合 设

15、 计 值 ， 即Vsb10.4Vdl323.88kN ；3第一排弯起钢筋的截面面积由公式求得：欢迎下载精品学习资源sbAVsb1323.881850.93mm2欢迎下载精品学习资源0.75 10 3fsd sins0.75 103300.707欢迎下载精品学习资源由纵筋弯起 3C32供应的Asb12413 mm2 ；欢迎下载精品学习资源运算其次排弯起钢筋时应取第一排弯起钢筋起弯点处（即距支座中心x1h11300-4422.730235.81131.7mm ，其中 44mm 为架立钢筋的净爱护层厚度， 22.7mm 为架立钢筋的外径， 30mm为纵向钢筋的净爱护层厚度， 35.8mm 为纵向钢筋

16、的外径），应由弯起钢筋承担的那部分剪力组合设计值，由图按比例关系求得 Vsb2303.55kN ；其次排弯起钢筋的截面面积为：欢迎下载精品学习资源AVsb2=303.551734.74 mm2欢迎下载精品学习资源sb20.7510 3f sdsins0.7510 33300.707欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由纵筋弯起的 2C32钢筋，加焊 C25钢筋，供应的Asb22099.3mm2 ；欢迎下载精品学习资源运算第三排弯起钢筋时，应取其次排弯起钢筋弯点处（即距支座中心x2x1h 21131.71300-4422.73033.82227.）6m，m应由弯起钢筋欢迎下载精品学习资源承担

17、的那部分剪力组合设计值，从图按比例关系求得第三排弯起钢筋的截面面积为：Vsb3267.07kN ；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源AVsb3=267.071526.3mm2欢迎下载精品学习资源sb30.7510 3f sdsin s0.7510 33300.707欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由纵筋弯起的 C36钢筋，加焊 2C25钢筋，供应的Asb31786mm2 ；欢迎下载精品学习资源运算第四排弯起钢筋时，应取应取第三排弯起钢筋弯点处（即距支座中心x3x2h32227.61300-4422.730335.83323.5mm），应由弯起钢欢迎下载精品学习资源筋承担的那部分剪

18、力组合设计值，从图按比例求得第四排弯起钢筋的截面面积为：Vsb4230.59kN ；欢迎下载精品学习资源AVsb4230.592=1317.8mm欢迎下载精品学习资源sb40.7510 3f sdsins30.75103300.707欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由纵筋弯起 2C32钢筋，供应的：Asb 41608mm2欢迎下载精品学习资源运算第五排弯起钢筋时，应取第四排弯起钢筋弯点处（即距支座中心x4x3h 43323.51300-4422.730435.84383.）6m，m应由弯起钢欢迎下载精品学习资源筋承担的那部分剪力组合设计值，从图按比例求得第五排弯起钢筋的截面面积为：Vs

19、b5195.30kN ；欢迎下载精品学习资源AVsb5=195.31116.1mm2欢迎下载精品学习资源sb50.7510 3f sdsins0.7510 33300.707欢迎下载精品学习资源由纵筋弯起 C32和加焊的 2C20钢筋供应的：欢迎下载精品学习资源Asb51432.4mm2欢迎下载精品学习资源运算第六排弯起钢筋时，应取第五排弯起钢筋弯点处（即距支座中心x5x 4h 54383.61300-4422.730435.85443.）7m，m应由弯起钢欢迎下载精品学习资源筋承担的那部分剪力组合设计值，从图按比例求得第六排弯起钢筋的截面面积为：Vsb6160.0kN ；欢迎下载精品学习资源

20、AVsb6=160914.4mm2欢迎下载精品学习资源sb60.7510 3f sdsin s30.75103300.707欢迎下载精品学习资源第六排弯起钢筋采纳加焊 3C20的钢筋，供应的：欢迎下载精品学习资源Asb6943mm2欢迎下载精品学习资源运算第七排弯起钢筋时， x 6 =6503.8mm,应由弯起钢筋承担的那部分剪力组合设计值从图按比例求得 Vsb7 =124.71 KN ，第七排弯起钢筋的截面面积：欢迎下载精品学习资源AVsb7124.71712.7mm2欢迎下载精品学习资源3sb70.7510f sd sins0.75103300.707欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资

21、源3第七排弯起钢筋采纳加焊的 3C20钢筋，供应的Asb7943mm2 ；欢迎下载精品学习资源六、全梁承载力校核欢迎下载精品学习资源跨中截面所能承担的弯矩设计值M du3251.6kN m ，将其分成 12 等分，欢迎下载精品学习资源按每次弯起的钢筋截面面积之比，近似求得钢筋弯起后各截面所能承担的弯矩设计值；从全梁承载力校核图（见附图）可以看出，钢筋弯起后各截面的正截面抗弯承载 力是 足够 的； 各钢 筋 的弯 起点距其 充分 利用 点的 距离 （ 即 图中欢迎下载精品学习资源aa bb cc dd及 ee两点间的水平距离）均大于h/2 ，故斜截面抗弯承载力也满意欢迎下载精品学习资源要求；欢迎

22、下载精品学习资源七、梁最大裂缝宽度验算欢迎下载精品学习资源配筋率：bh0Asffbb h9650.40.0210240 1198.41680240120欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源M s受拉钢筋的应力：ss2099.64 106197.34MPa欢迎下载精品学习资源0.92As h00.929650.4 1198.4短期荷载作用： M s1197.80.71128.2 1.0112.12099.64kN m长期荷载作用： Ml1197.80.41128.20.4112.11693.92kN m欢迎下载精品学习资源现C11.0 ， C2M l10.5M s10.51693.92209

23、9.641.40 ， C31.0欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源就最大裂缝宽度为：WC C Cs 30d欢迎下载精品学习资源Efk123s0.2810欢迎下载精品学习资源1.0 1.40 1.0197.34 3032欢迎下载精品学习资源2 1050.28100.0210欢迎下载精品学习资源0.175mm因此，最大裂缝宽度符合要求；Wfk 0.2mm欢迎下载精品学习资源八、梁最大挠度验算8.1 刚度运算欢迎下载精品学习资源截面混凝土受压区高度为：E2105EscEs31046.67欢迎下载精品学习资源1 b x2aA hx欢迎下载精品学习资源fEss02欢迎下载精品学习资源11680x2

24、26.679650.41198.4x欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源得到： x267.14mmh120mm欢迎下载精品学习资源f故为其次类 T 形截面；这时换算截面受压区高度为 x ：欢迎下载精品学习资源Ah bbAEssffb6.679650.4 1201680240400988.22A hbbh2BEss 0ffb26.679650.4 1198.416802401202240729223.44故xA2BA988.22729223.44988.2欢迎下载精品学习资源f318.3mmh120mm欢迎下载精品学习资源开裂截面的换惯性矩 I cr 为：欢迎下载精品学习资源bx3bb xh

25、3欢迎下载精品学习资源IfffA hx2欢迎下载精品学习资源crEss033欢迎下载精品学习资源1680318.331680240318.3120 36.679650.41198.4318.3 2欢迎下载精品学习资源336464174.6710 mmT 梁的全截面换算截面面积 A0 为：0A24013001680240 1206.6719650.4539517.77mm2受压区高度 x 为：欢迎下载精品学习资源1240 130021 1680240 12026.6719650.4 1198.4欢迎下载精品学习资源x22516.65mm539517.77欢迎下载精品学习资源全截面换算惯性矩 I

26、0 运算为：欢迎下载精品学习资源I1 bh3bh hx21 bbh 3bb h xhf 21Ahx2欢迎下载精品学习资源0ffffEss012212212401300224013001300516.6521 1680240120312212欢迎下载精品学习资源1680240120516.651.1 1011 mm4120 226.6719650.41198.4516.65 2欢迎下载精品学习资源全截面抗弯刚度：欢迎下载精品学习资源B00.95EcI 00.953.0 1041.1 10113.14 1015 N mm2欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源开裂截面抗弯刚度：BcrEc I c

27、r3.0 10464174.67 1061.93 1015 N mm2欢迎下载精品学习资源全截面换算截面受拉区边缘的弹性抗击矩为：欢迎下载精品学习资源W0I1.1101101.4108 mm3欢迎下载精品学习资源hx1300516.65全截面换算受拉区边缘的弹性抗击矩为：S1 b x21 bb xh 20fff2211680516.65 211680240516.65120 2欢迎下载精品学习资源塑性影响系数为：221.11108mm3欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源开裂弯矩：2S0 W02 1.11 1081.4 1081.59欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源Mf W1.59

28、2.01 1.41084.4743 108 N mm447.43kN m欢迎下载精品学习资源crtk0欢迎下载精品学习资源开裂构件的抗弯刚度为：BMcr 2M sB01 M cr 2 M sB0Bcr欢迎下载精品学习资源3.141015447.43447.433.14 101521 22099.642099.641.93 10151521.964 10N mm8.2 运算人群荷载和汽车荷载（不计冲击力）作用下梁的挠度ppM0.7M M0.71128.20.4 112.1834.58kN m人欢迎下载精品学习资源5 Ml 258.3458108205002l20500欢迎下载精品学习资源fpp4

29、8B481.964101518.60 mm34.17mm600600欢迎下载精品学习资源符合公桥规要求；8.3 运算结构恒载弯矩作用下梁的挠度欢迎下载精品学习资源f5 Ml 251.1978109205002g15=26.70mm欢迎下载精品学习资源48B481.964108.4 荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响产生的长期挠度采纳 C30 混凝土，依据公桥规按短期荷载效应运算的挠度值乘以挠度长期欢迎下载精品学习资源增长系数故，当采纳C 40 以下混凝土时，1.6 ；l20500欢迎下载精品学习资源 f pf g 18.6026.701.672.48 mm12.81mm16001600欢迎下载精品学习资源按公桥规规定必需设置预拱度；预拱度的跨中值为：欢迎下载精品学习资源 f pfg26.7018.601.651.12 mm欢迎下载精品学习资源22九设计依据1. 大路桥涵设计通用规范（ JTG D60-2004）2. 大路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62- 2004）3. 张树仁等，钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理，人民交通出版社， 2004 年 9 月欢迎下载