最新结构设计原理课程设计12454.pdf
《最新结构设计原理课程设计12454.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《最新结构设计原理课程设计12454.pdf(30页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精品资料.结构设计原理课程设计 精品资料.装配式钢筋混凝土 简支 T 梁设计 计算书 一、设计依据 中华人民共和国行业标准:公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D622004 公路桥涵设计通用规范JDG D602004 二、设计资料 1.桥面净空:净7+21.5m 2.设计荷载:公路级汽车荷载,人群 3.5KN/m2.结构安全等级为二级,即 r0=1.0 3.材料规格:钢筋:主筋采用 HRB400 钢筋;箍筋采用HRB335 钢筋;类环境 精品资料.水平纵向钢筋面积为(0.0010.002)bh,直径 810mm,水平纵向钢筋对称,下密上疏布置在箍筋外侧。架立筋选用 220 的钢筋
2、 混凝土:采用 C30 混凝土 4.结构尺寸:T形主梁:标准跨径 Lb=20.00m 计算跨径 Lj=19.5m 主梁全长 L=19.96m 主梁肋宽 b=180mm 主梁高度 h=1300mm 三、设计内容 1.计算弯矩和剪力组合设计值 2.正截面承载力计算 3.斜截面抗剪承载力计算 4.全梁承载能力校核 5.水平纵向钢筋和架立筋设计 6.裂缝宽度及变形(挠度)验算 四、设计步骤 梁体采用 C40 的混凝土,轴心抗压强度设计值为 18.4Mpa,轴心抗拉强度设计值ftd=1.65Mpa。主 筋 采 用 KL400,抗 拉 强 度 设 计 值 fsd=330Mpa,抗 压 强 度 设 计 值精
3、品资料.Mpafsd330/;箍筋采用HRB335,直径 8mm,抗拉强度设计值为 280Mpa。1.计算弯矩和剪力组合设计值 因恒载作用效应对结构的承载力不利,故取永久效应,即恒载的分项系数2.11G。汽车荷载效应的分项系数为4.11Q。对于人群荷载,其它可变作用效应的分项系数为4.1Qj。本组合为永久作用与汽车荷载和人群荷载组合,故取人群荷载的组合系数8.0C 2l处 KQkQGKdMMMM214.18.04.12.1 mkNmkN2.17550.554.18.00.6084.10.7022.1 4l处 KQkQGKdMMMM214.18.04.12.1 mkNmkN2.13690.404
4、.18.00.4664.10.5602.1 支点截面处 KQkQGKdVVVV214.18.04.12.1 kNkN48.3690.44.18.00.1154.10.1702.1 2l处 KQkQGKdVVVV214.18.04.12.1 kNkN64.660.24.18.0464.102.1 2.截面承载力计算 (1)确定梁翼缘的有效宽度fb 由图所示形截面受压翼板厚度的尺寸,可得:翼板平均厚度mmbf110214080 又mmmmLbf6500195003131 由横断面的尺寸可知:5 个 T 形梁的总长为 5*1600=8000mm,则每个 T 形梁宽1580/fb,缝宽(8000-15
5、80*5)/5=20,则两相邻主梁的平均间距为1600mm,即:mmbf16002 mmmmhbbbfhf150011012021801223 精品资料.故取受压翼缘板的有效宽度为三者之间的较小值:mmbf1500()有效高度确定:由上面的计算已知:fcd=18.4Mpa,ftd=1.65Mpa,fsd330Mpa,0.10 跨中截面弯矩组合值MmKNMd2.17552.1755*0.10 为了计算方便,将图的实际T形截面等效成右图(3)所示:110214080/fh 图一 采用焊接钢筋骨架。且已知了mmas100,则截面的有效高度为:h0=h-mmas12001001300。()判别形截面类
6、型 主筋采用400KL钢筋,则MPafsd330 采用40C混凝土,则MPafcd4.18 mmNhhhbffffcd)21101200(11015004.18)2(0 精品资料.3476.22106mmN 3476.22mkNmkNMrMd2.1755)(0 故属于第一类T形截面(4)配筋设计 求受压区高度 由式 )2(00 xhxbfMMrfcdud 可得 )21200(15004.18102.17556xx 整理后,可得到 0102.175510331213800642xx 解方程得合适解为 )110(2.54mmhmmxf 求受拉钢筋面积As 将各已知值及mmx2.54代入式 Asfx
7、bfsdfcd 得:245353302.5415004.18mmfxbfAssdfcd 现选择钢筋为628+418,截面面积 As=4713mm2,钢筋叠高层数为 5层,布置如图 2 所示。混凝土保护层厚度 C=30mm d=28 mm 且符合附表 18中规定的 30mm。钢筋间横向净距mmmmdmmmmSn352825.125.1408.566.312302180,故满足构造要求。精品资料.图 2(5)截面复核 已设计的受拉钢筋中,628 面积为 36952mm,418面积为 10182mm 由图 1 可知mmas9210183695)5.206.31330(1018)6.315.130(3
8、695 则实际有效高度 mmmmh12089213000 mKNmmNmmNhbfffcd036.310036.311015004.186 mKNmmNmmNAfssd555.110555.1)10183695(3306 ssdffcdAfhbf 故为第一类 T形截面 受压区高度mmhmmbfAfxffcdssd1104.5615004.184713330/(6)正截面抗弯承载力 mmNmmNxhxbfMfcdu1052.1836)24.561208(4.5615004.18)2(60 )2.1755(5.1836mkNMmkN 又%2.0%17.2%10012081804713min0bhA
9、s 故截面复核满足要求。3.斜截面抗剪承载力计算0 精品资料.1)截面抗剪配筋设计(1)检查截面尺寸 根据构造要求,梁最底层钢筋 228 通过支座截面,支点截面有效高度为 mmmmhh2.1254)26.3130(0 kNbhfkcu2.1254180401051.01051.030,3 )48.369(2.7280,0kNVrkNd 故截面尺寸符合设计要求。(2)检查是否需要根据计算配置箍筋 跨中段截面 kNkNbhftd40.179120818065.1105.0105.0303 支座截面 kNkNbhftd25.1862.125418065.1105.0105.0303)48.369(1
10、05.0)64.66(0,0032/,0kNVrbhfkNVrdtdld 故可在梁跨中的某长度范围内按构造配置箍筋,其余区段按计算配置箍筋 (3)计算剪力的分配 在剪力包络图中,支点处剪力计算值 kNVrVd48.36900 跨中处剪力计算值kNVrVldl64.662/,02/kNbhfVrVtdxdx40.179105.003,0截面距跨中截面的距离可由剪力包络图按比例求得,为mmmmVVVVLlllx363064.6648.36964.6640.179975022/02/1 距支座中心线为2h处的计算剪力值(V)由剪力包络图按比例求得 kNkNLVVhLVVl29.34919500)64
11、.6648.369(130048.36919500)(2/00其中应由混凝土和箍筋的剪力计算值至少为kNV57.2096.0;应由弯起钢筋(包括斜筋)承担的剪力计算值最多为kNV72.1394.0。精品资料.kNVx57.209截面距跨中截面距离为 mmlVVVxxVLVVlhhl44982/4.04.02/2/02/2/2/0 设置弯起钢筋区段长度为 4498mm。计算剪力分配图(尺寸单位:mm,剪力单位:kN)图 3(4)箍筋设计 采用直径为 8mm 的双肢箍筋,箍筋截面面积216.1003.502mmmmnAAsvsv (其中1SvA为但只箍筋的截面积mmdAsv3.504121)在等截
12、面钢筋混凝土简支梁中,箍筋尽量做到等距离布置。为了计算简便,按式ssbsdsvsvkcuuAfffpbhVVdsin)1075.0()6.02()1045.0(3,033210设计箍筋时式中的斜截面内纵筋配筋率 P 及截面有效高度h0可近视按支座截面和跨中截面的平均值取用。计算如下:在跨中截面处 17.22/lP,mmh12080 精品资料.在支点截面处 55.02.125418012321000P,mmh2.12540 则平均值分别为36.1255.017.2P,mmh12312125412080 由式 svsvkcuffPbhV,03321)6.02()1045.0(6.0 和式 vsvs
13、vbSA 得箍筋间距为 220,6232221)()6.02)(1056.0(VbhfAfPSsvsvkcuv mm226229.34912311802806.10040)36.16.02)(1056.0(1.10.10.1mm760 确定箍筋间距 Sv 的设计值还应考虑公路桥规的构造要求。据公路桥规规定,在支座中心线向跨径长度方向不小于1倍梁高 h(=1300mm)范围内,箍筋间距最大为 100mm。箍筋构造要求箍筋的间距不应大于梁高的 1/2 且不大于 400mm。取mmhmmSv65021400及 400mm,满足规范要求。箍筋配筋率%12.0%14.0%1004001806.100mi
14、nvsvsvbSA(335HRB钢筋)综合上述计算,在支座中心向跨径长度方向的1300mm 范围内,设计箍筋间距mmSv100,尔后至跨中截面统一的箍筋间距取mmSv400。(5)弯起钢筋及斜筋设计 设焊接钢筋骨架架立钢筋(HRB335)为22,钢筋重心至梁受压翼板上边缘距离mmas56,则混凝土保护层厚度C=30mm,弯起钢筋的弯起角度为45,弯起钢筋末端与架立钢筋焊接。精品资料.现拟弯起41NN钢筋,将计算的各排弯起钢筋弯起点截面的ih以及支座中心距离ix,分配剪力计算值sbiV,所需的弯起钢筋面积sbiA值列入下表:第一排弯起钢筋(对支座而言)的末端弯折点应位于支座中心截面处。mmmmh
15、1139)5.06.311.2543()5.16.3130(13001 弯起钢筋弯起角为45,则第一排弯起钢筋)42(N的弯起点距支座中心距离为mm1139。弯起钢筋与梁纵轴线交点1距支座中心距离为mm4.566)5.16.3130(6501139。第二排钢筋)32(N,可得:mmmmh1.1107)5.06.311.2543()5.26.3130(13002 弯起钢筋2N3弯起点2距支座中心距离为mm224611071139。弯起钢筋与梁纵轴线交点2距支座中心距离为mm1705)5.26.3130(6502246 第三排)22(N弯起钢筋,可得:mmmmh1087)5.05.201.2543
16、()5.205.036.3130(13003 弯起钢筋弯2N3起点 3距支座中心距离为mmh3333110711393。弯起钢筋与梁纵轴线交点3距支座中心距离为mm2818)5.05.2036.3130(6503333;第四排)12(N弯起钢筋,可得:mmmmh1066)5.05.201.2543()5.205.136.3130(13004 弯起钢筋弯2N1起点 4距支座中心距离为mmh43991087110711394。弯起钢筋与梁纵轴线交点4 距支座中心距离为mm3900)5.15.2036.3130(6504394;计算分配的剪力值sbiV,由比例关系计算可得:精品资料.易知kNVsb7
17、2.1391,则所需提供的弯起钢筋的截面积(1sbA)为21136.79845sin33.1333mmfVAsdsbsb 由比例关系得 72.1394498113965044982sbV,(其中mmmmhKNV4498,6502/,72.1394.0/为弯起钢筋的区段长。)解得kNVsb53.1242,则,则所需提供的弯起钢筋的截面积(2sbA)为222712707.033053.12433.133345sin33.1333mmfVAsdsbsb 分配给第三排弯起钢筋的计算剪力值3sbV,由比列关系计算式可得:72.13944981107113965044983sbV(其中mmmmhKNV44
18、98,6502/,72.1394.0/为弯起钢筋的区段长。)解得 kNVsb14.903,则所需提供的弯起钢筋的截面积(3sbA)为 233515707.033014.9033.133345sin33.1333mmfVAsdsbsb 分配给第四排弯起钢筋的计算剪力值4sbV,由比列关系计算式可得:72.139449810871107113965044984sbV(其中mmmmhKNV4498,6502/,72.1394.0/为弯起钢筋的区段长。)解得 kNVsb38.564,则所需提供的弯起钢筋的截面积(4sbA)为 233322707.033038.5633.133345sin33.1333
19、mmfVAsdsbsb 弯起钢筋计算表 弯起点 1 2 3 4 精品资料.)(mmhi 1139 1107 1087 1066 距支座中心距离)(mmxi 1139 2246 3333 4399 分配的计算剪力值)(kNVsbi 139.72 124.53 90.14 56.38 需要的弯起钢筋面积)(2mmAsbi 799 712 515 522 可提供的弯筋面积)(2mmAsbi 1232 1232 509 509 弯筋与梁轴交点到支座中心距离)(mmxc 566 1705 2818 3900 由表可知,原拟定的弯起钢筋 N1 的弯起点距制作中心的距离为 4399 小于4498+650=5
20、148mm,s 所以第四根弯起钢筋全弯是正确的。按照计算剪力初步布置弯起钢筋如图 3所示。梁的弯矩包络图与抵抗弯矩图(尺寸单位:mm,剪力单位:kN)图 4 精品资料.现在按照同时满足梁跨间各正截面和斜截面抗弯要求,确定弯起点位置。由已知跨中截面弯矩计算值mKNMMldol2.17552/,2/,支点中心处00,0dMM按式 )41(222/,LxMMldxd 做出梁的计算弯矩包络图。在1/4L截面处,因mKNMmLmxl2.1755,5.19,875.42/则弯矩计算值为:mkNmkNLxMMldl4.1316)5.19875.441(2.1755)41(22222/,4/与已知值mkNMl
21、d2.13694/,相比,两者相对误差为3.86%,故用上式来描述简支梁弯矩包络图是可行的。各排弯起钢筋弯起后,相应正截面抗弯承载力uiM计算入下表:钢筋弯起后相应各正截面抗弯承载力 梁区段 截面纵筋 有效高度)(0mmh T形截面类别 受压区高度)(mmx 抗弯承载力)(mkNMui 支座中心1点 228 1254 第一类 15 506.8 1点2 点 428 1238 第一类 29 994.4 2点3 点 628 1223 第一类 44 11464.4 3点4 点 628+218 1216 第一类 50 1652.3 4点梁跨中 628+218 1208 第一类 56 1835.2(其中抗
22、弯承载力的计算公式为)2(0isisduixhAfM)将上表中的正截面抗弯承载力uiM在图中用各平行线表示出来,它们与弯矩包络图的交点分别为nmlkji、,以各uiM值代入式)41(222/,LxMMldxd精品资料.中,可求得jklm、到跨中截面距离x值。mmxm8225,mmxl6419,mmxk3969,mmxj2361。现在以图4 所示弯起钢筋弯起点初步位置来逐个检查是否满足公路桥规的要求。第一排弯起钢筋)42(N:其充分利用点”“l的横坐标mmx6419,而42N的弯起点 1的横坐标 mmx8611113997501,说明1 点位于”“m点左边,且)6272/1254(2/)2192
23、64198611(01mmhmmxx,满足要求。其不需要点”“m的横坐标mmx8225,而42N钢筋与梁中轴线交点1的横坐标)8225()91845669750(1mmxmmx,亦满足要求。第二排弯起钢筋)32(N:其充分利用点”“k的横坐标mmx3969,而32N的弯起点 2 的横坐标 mmx7504224697502 且)6192/1238(2/)353539697504(02mmhmmxx,满足要求。其不需要点”“l的横坐标mmx6419,而32N钢筋与梁中轴线交点2的横坐标)3969()804517059750(2mmxmmx,亦满足要求。第三排弯起钢筋)22(N:其充分利用点”“j的
24、横坐标mmx2361,而22N的弯起点 3 的横坐标 mmx6417333397502 且)6112/1223(2/)405623616417(03mmhmmxx,满足要求。其不需要点”“k的横坐标mmx3969,而22N钢筋与梁中轴线交点3的横坐标)2361()693228189750(3mmxmmx,亦满足要求。精品资料.第四排弯起钢筋)12(N:其充分利用点”“i的横坐标为 0,而12N的弯起点 4的横坐标 mmx3351439997504 且)6082/1216(2/335104mmhxx,满足要求。其不需要点”“j的横坐标mmx2361,而12N钢筋与梁中轴线交点4的横坐标0)585
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 最新 结构设计 原理 课程设计 12454
限制150内