结构方案课程方案类 .docx

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1、精品名师归纳总结本科课程设计预应力混凝土简支梁设计学院专业课程名称结构设计原理设计名称工程结构设计年级班别学号同学姓名指导老师2021 年 12月 29 日可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结广东工业高校课程设计任务书可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结题目名称结构设计原理课程设计预应力混凝土简支梁设计可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结同学学院建设学院专业班级姓 名学 号一、课程设计的内容依据给定的桥梁基本设计资料 主要结构尺寸、运算内力等）设计预应力混凝土简支 T 形主梁。主要内容包括：1. 预应力钢筋及一般钢筋数量的确定及布置。2. 截面几何性质运算。

2、3. 承载才能极限状态运算。4. 预应力缺失运算。5. 正常使用极限状态运算。6. 长久状况应力验算。7. 荷载短期效应作用下的应力验算。8. 短暂状况应力验算。9. 绘制主梁施工图。二、课程设计的要求与数据通过预应力混凝土简支T 形梁桥的一片主梁设计，要求把握设计过程的数值运算方法及有关构造要求规定，并绘制施工图。要求：设计合理、运算无误、绘图规范。一）基本设计资料 1桥面净空：净 14+21.0 m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2. 设计荷载：大路 级荷载，人群荷载3.50 =1.03. 材料性能参数1）混凝土kN/m2 ，结构重要性系数可编辑资料 - - - 欢迎下载精

3、品名师归纳总结强度等级为 C50，主要强度指标为：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结强度标准值fck =32.4 MPa ，f tk=2.65 MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结强度设计值fcd =22.4 MPa ，f td =1.83 MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结弹性模量Ec =3.4510 4MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2）预应力钢筋采纳 17 标准型 -15.2-1860-GB/T 5224 1995 钢绞线， 其强度指标为：可编辑资料 - - - 欢迎

4、下载精品名师归纳总结抗拉强度标准值fpk=1860MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结抗拉强度设计值fpd =1260MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结弹性模量Ep =1.9510 5MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结相对界限受压区高度b =0.4 ， pu =0.25633）一般钢筋1）纵向抗拉一般钢筋采纳HRB400钢筋，其强度指标为：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结抗拉强度标准值抗拉强度设计值fsk =400MPaf sd =330MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结弹性模量Es =2.0105M

5、Pa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结相对界限受压区高度b =0.53 ， pu =0.1985 2）箍筋及构造钢筋采纳HRB335钢筋，其强度指标为：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结抗拉强度标准值抗拉强度设计值fsk =335MPafsd =280MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结弹性模量Es =2.0105MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4. 主要结构尺寸图 1主梁跨中截面尺寸 尺寸单位： mm ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结主梁标准跨径Lk =25 m ，梁全长 24.96 m，运算跨径Lf =2

6、4.3 m 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结主梁高度 h =1400mm ，主梁间距 S =1600mm ，其中主梁上翼缘预制部分宽为 1580 mm ，现浇段宽为 20 mm ，全桥由 9 片梁组成。主梁跨中截面尺寸如图1 所示。二）内力运算结果摘录1恒载内力1）预制主梁的自重g1p =11.45 kN/m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2）二期恒载 包括桥面铺装、人行道及栏杆） 恒载内力运算结果见表1。2活载内力g 2p =6.51 kN/m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结汽车荷载按大路 级荷载运算，冲击系数1=1.193 ，人群荷载按可编

7、辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3.5kN/m2 运算。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结活载内力以 2 号梁为准。活载内力运算结果见表2。3内力组合1）基本组合 用于承载才能极限状态运算）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结M d1.2M G1kM G2k 1.4M Q1k1.12M Q2k可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Vd1.2VG1kVG2k 1.4VQ1k1.12VQ2k可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2）短期组合 用于正常使用极限状态运算）M Q1k可编辑资料 -

8、- - 欢迎下载精品名师归纳总结M S M G1kM G2k 0.71M Q2k可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3）长期组合 用于正常使用极限状态运算）M Q1k可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结M lM G1kM G2k 0.41M Q2k 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结各种情形下的组合结果见表 3。表 1恒载内力运算结果预制梁自重二期恒载距支点截面弯矩剪力弯矩剪力截面位置距离 xmM G1kkN.m）VG1kkN）M G2kkN.m）VG2kkN）kN.mkN）支点0.00.0351.14398.030.00.036.4736.470.0变截

9、面1.3377.91285.5324.64421.6739.2528.5128.637.15L / 46.0751003.64111.83173.551054.31104.249.412.8778.18跨中12.151342.9273.81106.931299.17139.480.05.7469.74注：车辆荷载内力 M Q1k 、VQ1k 中已计入冲击系数 1=1.193 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结表 3荷载内力运算结果可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结截面位项 目kN.m）kN）kN.m）kN）kN.m）kN）最大弯矩0.0793.790.0460.2

10、90.0350.11最大剪力0.0859.440.0487.810.0365.83最大弯矩894.61665.02528.97390.52410.39301.62最大剪力953.52719.92552.55413.57451.51335.79最大弯矩2712.61297.761685.43183.911370.51150.15最大剪力2754.36388.051689.10223.591377.07172.23最大弯矩3623.99103.332250.5243.311829.1324.75最大剪力3484.63156.132155.1168.481786.5638.15置基本组合 Sd M

11、dVd短期组合 Ss M sVs长期组合 Sl M lVl可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结支点变截面L / 4跨中三）施工方法要点后张法施工，金属波纹管成孔，当混凝土达到设计强度时进行张拉，张拉次序与钢束序号相同，构件暴露在 类环境中。四）设计要求 1方案一：按全预应力混凝土设计预应力混凝土T 形主梁。2. 方案二：按部分预应力混凝土 A 类构件设计预应力混凝土 T 形主梁。3. 方案三：按部分预应力混凝土B 类构件答应裂缝宽度为 0.1 mm ）设计预应力混凝土 T 形主梁。同学应按指导老师要求挑选其中一个方案进行设计。三、课程设计应完成的工作1. 编制运算说明书。2. 绘制

12、施工图 . 北京: 人民交通出版社 ,20043 白宝玉主编 . 桥梁工程 . 北京: 高等训练出版社 ,20054 易建国主编 . 混凝土简支梁 板桥 第三版. 北京: 人民交通出版社 ,20065 胡兆同, 陈万春. 桥梁通用构造及简支梁桥 . 北京：人民交通出版社 ,2001发出任务书日期： 2021 年 12月 13日指导老师签名： 禹智涛方案完成日期： 2021年 12月 28日基层教案单位责任人签章：主管院长签章：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结方案三 部分预应力混凝土 B 类梁设计一预应力钢筋数量的确定及布置依据跨中截面正截面抗裂要求，确定预应力钢筋数量。为满意抗

13、裂要求，所需的有效预加力为M/ WNsct可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结N pe0.85 1ep 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结AW可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结M s 为荷载短期效应弯矩组合设计值，由附表3 查得M s 2250.52 KNm。Nct为混可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ct凝土答应名义拉应力。依据容许裂缝宽度=0.1mm，查得N=5.0MPa 。计入高度修可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结正系数 =0.7，并假设一般钢筋的配筋率为1.5。就修正后

14、的名义拉应力为ctN5.00.71.54.09.5 mp可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结124估算钢筋数量时，可近似采纳毛截面几何性质。按图1 给定的截面尺寸运算：Ac 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结60.4566 10mm2 ，ycx 894.64mm ，ycs 505.36mm ，Jc 0.1096 10mm ， Wx 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Jc ycx 0.1226 109 mm3 。 a 为预应力钢筋重心到毛截面重心的距离，ep 为

15、预应力钢筋重可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结p心至毛截面重心的距离，ep ycx ap 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2250.52106 /0.1226109 9.51774.64假设ap 120mm，就 ep 894.6 120 774.64mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结所以N pe0.85 4566000.1226109 1225677.16N可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结p1拟采纳s 15.2 钢绞线，单根钢绞线的公称截面面积A 139 mm2 ，抗拉强度标准值f

16、 pk 1860MPa ，张拉掌握应力取con 0.75 f pk 0.75 1860 1395 MPa ，预应力缺失按张拉掌握应力的 25估算。所需预应力钢绞线的根数为：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结N penpconsAP1224376.78.4210.251395 139， 取 9 根。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结采纳 3 束 3s 15.2 预应力钢筋束， OVM15-5型锚具，供应的预应力筋截面面积Ap 9可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结139 1251 mm2 ，采纳45 金属波纹

17、管成孔，预留管道直径为55mm。预应力筋束的布置可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结见图索界范畴：预应力钢筋合力作用点至截面上核心点的距离e2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结esM2250.52 10622161.96可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结0.85N pe0.85 1224376.7预应力钢筋合力作用点至截面下核心点的距离e1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结eM G1K1842.56 106688.15mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结N pe1224376.7可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总

18、结跨中断面锚固断面图 1 预应力筋束布置 尺寸单位： mm）预应力筋束的曲线要素及有关运算参数列于表1 和表 2。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结预应力筋束曲线要素表表 1钢束编号起弯点距跨中 mm）曲线水平长度 mm ）曲线方程1012300y 200+ 3.9658 102、390003300y 120+ 3.4894 10注：表中所示曲线方程以截面底边线为x 坐标，以过跨中垂线为y 坐标。6 x26 x2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结各运算截面预应力筋束的位置和倾角表 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结运算截面1 号束800785.466

19、6.9346.42002、3 号束500466.2131.9120120合力点600572.6310.2195.5146.71 号束5.57215.50464.91892.758902、3 号束12.969312.39817.356700平均值10.503610.10036.54410.91960截面距离跨中 mm）钢束到梁底距离mm ）钢束与水平线夹角度）锚固截面12300支点截面12150变截面点10850L/ 4 截面6075跨中截面0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结累计角度1 号束00.06750.65332.81325.5721度）2、3 号束00.57125.612

20、612.969312.9693可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1. 一般钢筋数量的确定及布置设预应力筋束和一般钢筋的合力点到截面底边的距离为a ps =110mm, 就可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结h0haps14001101290mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ap =140mm,hpha p14001401260mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结b=160mm, 上翼缘厚度为 80mm，如考虑承托影响，其平均厚度为可编辑资料

21、 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结h f8021100710 / 1600160130mm2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结上翼缘有效宽度取以下数值中较小者：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1 b fS1600mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 b fL / 32430038100可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3 b fb12h f，因承托坡度hh / bhhmm1007100.1411/ 3 ，故不计承托影可编辑资料 - -

22、 - 欢迎下载精品名师归纳总结响， hf按上翼缘平均厚度运算：f180121301740可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结综上所述，取b f =1600mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由公式Mb x 得：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结odf cd fh02可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结61.03623.991022.41600 x1290x2x=81mmh f130mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结所以可编辑资料

23、 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结f cdAsffbxf sdpd Ap22.41600 80.91251 12604009.68mm330可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结采纳 5 根 32mm 的 HRB400 钢筋，供应钢筋截面面积As =4021mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结在梁底布置成一排，其间距为75mm，钢筋重心到截面底边如图：as =45可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结二 . 截面

24、几何性质运算截面几何性质的运算需依据不同的受力阶段分别运算。本算例中，主梁从施工到运营经受了如下几个阶段：1. 主梁混凝土浇筑，预应力筋束张拉 阶段 1 净截面）混凝土浇注并达到设计强度后，进行预应力筋束的张拉，但此时管道尚未灌浆，因此，其截面几何性质为计入了一般钢筋的换算截面，但应扣除预应力预留管道的影响。该阶段顶板的宽度为 1600mm 。2. 二期恒载及活载作用 阶段 2 换算截面）该阶段主梁截面全部参与工作，顶板的宽度为2200mm ，截面几何性质为计入了一般钢筋和预应力钢筋的换算截面性质。各阶段截面几何性质的运算结果列于表3。全预应力构件各阶段截面几何性质表 3可编辑资料 - - -

25、 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结阶段截面Ays62yxepJ1012 mm4W109mm3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结10 mmmmmmmmW =J/ yW =J/ yW =J/ e可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结xxsspp阶段支点0.66741571.02828.9256.40.13930.24410.16810.54331： 净截变截面0.471532.8867.25570.11990.22500.13830.2153面） 钢L/40.410531.3868.7728.70.12010.22610.13830.

26、1649束灌浆、锚跨中0.471530.7869.4729.30.11190.21080.1287固前阶段支点0.68072581.1818.9245.60.14210.22450.17352： 换变截面0.48331548.2850.8540.50.12560.22870.1475算截面）二期荷L/40.48331549.9848.5654.20.12580.22860.1481载、活跨中0.48331552.2848.8705.50.12620.22910.1487载0.15340.57670.23240.19240.1793可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结三.承载才能极限

27、状态运算1.预应力筋束和一般筋束合力点到截面底的距离a ps可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结a ps4021 330451251 1260 14096.58mm4021 3301251 126097mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结所以h0haps1400971303mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第一按公式 fAsdsbhpdpfAfff1260125133040212903190 N22.416001294623360 Ncd判定截面类型。代

28、入数据运算得：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结所以属于第一类 T 形，应按宽度为bf 的矩形截面运算其承载力。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由x 0 的条件，运算混凝土受压区高度：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结f pd Apfbxf sd As12601251330402181h130mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结cdff22.41600可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结b ho0.41302520.8mm可编辑

29、资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结将 x 81 mm 代入下式运算截面承载才能M fb x hx 22.4 1600 81o M d 3623.99 kNm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结所以跨中截面的抗弯承载力满意要求。2 。斜截面抗剪承载力运算选取距支点 h/2 和变截面点处进行斜截面抗剪承载力复核。截面尺寸如示图1，预应力筋束的位置及弯起角度按表2 采纳。箍筋采纳HRB335 钢筋，直径为 10mm，双肢箍，间距 sv可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结200mm 。距支点相当于一倍梁高范畴内，箍筋间距sv 100mm。可编辑资料 - - - 欢迎下载

30、精品名师归纳总结tdoodcu, ko1） 距支点 h/2 截面斜截面抗剪承载力运算第一，进行截面抗剪强度上、下限复核：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结20.5 10 3fbhV0.5110 3fbh可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Vd 为验算截面处剪力组合设计值，按内插法得距支点h/2700mm 处的 Vd 为dV 859.44 859.44719.920.7 784.31 kN1.3预应力提高系数2 取 1.25。验算截面 距支点h/2 700mm）处的截面腹板宽度，b 267.69 mm。 内插法，支点和变截面之间）ho 为运算截面处纵向钢筋合力作用点至截

31、面上边缘的距离。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结在本方案中，全部预应力钢筋均弯曲，只有纵向构造钢筋沿全梁通过，此处的ho 近似可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结按跨中截面的有效梁高取值，取ho 1400 971303 mm 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结330.5 102 ftd bho 0.5 103 1.25 1.83 1263.3 252.3 364.5 kN可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结0.5110 3f cu,k bho 0.51 1050 1263.3 252.3 1149.4 kN可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结364.5 kN oVd 784.31 kN 1149.4 kN运算结果说明，截面尺寸满意要求，但需配置抗剪钢筋。斜截面抗剪承载力按下式运算：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结oVdVcsVpbxh0.6mh可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Vd 为斜截面受压端正截面处的设计剪力，比值应按20 重新进行补插， m 为剪可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料