精选节装配式钢筋混凝土简支梁设计例题.pptx
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1、1 1)已知设计数据及要求)已知设计数据及要求钢筋混凝土简支梁标准跨径钢筋混凝土简支梁标准跨径20m20m,计算跨径,计算跨径19.5m,T19.5m,T形截面梁的尺寸如图形截面梁的尺寸如图所示。桥梁处于所示。桥梁处于类环境条件,安全等级为二级。梁体采用类环境条件,安全等级为二级。梁体采用C30C30混凝土,混凝土,HRB335HRB335级钢筋,箍筋采用级钢筋,箍筋采用R235R235级钢筋,直径级钢筋,直径8mm8mm。简支梁控制截面的弯矩组合设计值和剪力组合设计值为:简支梁控制截面的弯矩组合设计值和剪力组合设计值为:跨中截面:跨中截面:M Md,d,ll/2/2=2840kN=2840k
2、Nm,Vm,Vd,l/2d,l/2=135kN=135kNl/4l/4跨截面:跨截面:M Md,d,ll/4/4=2161kN=2161kNm m支点截面:支点截面:M Md,d,0 0=0kN=0kNm,Vm,Vd,0d,0=707kN=707kN要求确定纵向受拉钢筋的数量和进行腹筋设计要求确定纵向受拉钢筋的数量和进行腹筋设计第1页/共58页2)2)跨中截面的纵向受拉钢筋计算跨中截面的纵向受拉钢筋计算(1 1)T T形截面梁受压翼板的有效宽度形截面梁受压翼板的有效宽度b bf f由图所示的由图所示的T T形截面受压翼板厚度的尺寸,可得形截面受压翼板厚度的尺寸,可得翼板平均厚度翼板平均厚度第2
3、页/共58页则可得到:则可得到:(本例相邻主梁平均间距为2200mm)故取受压翼板的有效宽度故取受压翼板的有效宽度(2)钢筋数量计算查表得fcd=13.8Mpa,fsd=280Mpa,b=0.56,0=1,则弯矩计算值M=0Md=2840kNm采用焊接钢筋骨架,故设as=30+0.071500=135mm,则截面的有效高度h0=1500-135=1365mm第3页/共58页 故属于第一类T型 截面由公式简化整理得:求解二次方程得到合理解:X=70.3mmhf(=175mm)将各已知值及X=70.3mm代入公式,可得第4页/共58页现选择钢筋为现选择钢筋为8 83232(64346434)+4+
4、42020(12561256),截面面),截面面积积As=7690mmAs=7690mm2 2钢筋叠高层数为钢筋叠高层数为6 6层,布置如图所示层,布置如图所示2200222 150200截面配筋图(尺寸单位:mm)第5页/共58页混凝土保护层厚度c取32mm。钢筋间横向净距Sn=180-232-235.8=44.4mm40mm及1.25d=1.2532=40mm,故满足构造要求。下面进行截面复核由钢筋布置图可求得则实际有效高度则实际有效高度h h0 0=1500-119=1381mm=1500-119=1381mm第6页/共58页由于由于f fcdcdb bf fh hf f f fsdsd
5、A As,s,故为第一类截面,由公式,求解故为第一类截面,由公式,求解x,x,即即由公式,求得正截面抗弯承载力:由公式,求得正截面抗弯承载力:又故该截面复核满足故该截面复核满足要求,设计安全要求,设计安全第7页/共58页3 3)腹筋设计)腹筋设计(1 1)截面尺寸检查)截面尺寸检查根据构造要求,梁最底层钢筋根据构造要求,梁最底层钢筋2 23232通过支座截面,支点通过支座截面,支点截面有效高度为:截面有效高度为:支点截面 跨中截面跨中截面故按正截面承载能力计算所确定的截面尺寸满故按正截面承载能力计算所确定的截面尺寸满足抗剪方面的构造要求。足抗剪方面的构造要求。第8页/共58页(2 2)分析梁内
6、是否需要配置剪力钢筋)分析梁内是否需要配置剪力钢筋跨中:跨中:0.50100.5010-3 3f ftdtdbhbh0 0=0.501031.391801381=172.76kN=0.501031.391801381=172.76kN支点:支点:0.50100.50103 3f ftdtdbhbh0 0=0.5010=0.50103 31.391801450.10=181.4kN1.391801450.10=181.4kN因因故可在梁跨中的某长度范围内按构造配置箍筋,其故可在梁跨中的某长度范围内按构造配置箍筋,其余区段应按计算配置箍筋余区段应按计算配置箍筋第9页/共58页(3 3)计算剪力图分
7、配)计算剪力图分配在图在图5-165-16所示的剪力包络图中,支点处剪力计算值所示的剪力包络图中,支点处剪力计算值V V0 0=0 0V Vd d,0,0,跨中处剪力跨中处剪力计算值计算值V Vl/2l/2=0 0V Vd d,l/2l/2确定构造配置箍筋长度确定构造配置箍筋长度l l1 1=L/2(V=L/2(Vx x-V-Vl/2l/2)/(V)/(V0 0-V-Vl/2l/2)=9750)=9750(1172.761172.76135135)/(707707135135)=664mm=664mm在在l l1 1长度范围内可以按照构造配置箍筋长度范围内可以按照构造配置箍筋第10页/共58页
8、(4)计算最大剪力和剪力分配)计算最大剪力和剪力分配 根据根据规范规范规定:最大剪力取用距支座中心规定:最大剪力取用距支座中心h/2h/2处截处截面的数值,并按混凝土和箍筋共同承担不少于面的数值,并按混凝土和箍筋共同承担不少于60%60%;弯;弯起钢筋承担不超过起钢筋承担不超过40%40%,并且用水平线将剪力设计值包,并且用水平线将剪力设计值包络图分割为两部分。络图分割为两部分。距支座中心距支座中心h/2h/2处截面剪力混凝土和箍筋承担的剪力处截面剪力混凝土和箍筋承担的剪力V Vcscs0.6V0.6Vd d0.66630.6663397.8KN397.8KN弯起钢筋承担的剪力弯起钢筋承担的剪
9、力V Vsbsb0.4V0.4Vd d0.46630.4663265.2KN265.2KN简支梁剪力包络图取为斜直线。即:简支梁剪力包络图取为斜直线。即:剪力分配见图剪力分配见图5-165-16所示。所示。第11页/共58页箍筋设计箍筋设计 钢筋混凝土梁应设置直径不小于8mm或1/4主筋直径的箍筋。其配筋率sv,R235钢筋不应小于0.18%,现初步选用8的双肢箍筋n2;Asv150.3mm2。Asv=nAsv1250.3100.6mm2第12页/共58页p中100中1007690/(1801381)3.12.5,取p中2.5p支100支1001608/(1801450.10)0.622.5p
10、平(p中+p支)/2(2.5+0.62)/21.56h0平(h0中+h0支)/2(1381+1450.10)/21416mm 第13页/共58页现取跨中部分箍筋的间距为现取跨中部分箍筋的间距为170mm170mm 则满足规范Sv=170mmh0/2=750mm及400mm配箍率验算:在支座中心向跨径方向长度相当于不小于一倍梁高范围内,箍筋间距不宜大于100mm,取Sv=100mm。第14页/共58页弯起钢筋及斜筋设计弯起钢筋及斜筋设计 设焊接钢筋骨架的架立钢筋设焊接钢筋骨架的架立钢筋HRB335HRB335级为级为2 22222,钢筋中心至梁受压一般上缘距离,钢筋中心至梁受压一般上缘距离为为a
11、 as s=56mm,c=43mm.=56mm,c=43mm.计算第一排弯起钢筋计算第一排弯起钢筋A Asb1sb1时,对于简支梁和连续梁近边支点梁段,取用距支点中时,对于简支梁和连续梁近边支点梁段,取用距支点中心心h/2h/2处由弯起钢筋承担的那部分剪力值处由弯起钢筋承担的那部分剪力值V Vsb1sb1;计算第一排弯起钢筋以后的每一排弯起钢筋计算第一排弯起钢筋以后的每一排弯起钢筋A Asb2sb2A Asbisbi时,取用前一排弯起钢筋时,取用前一排弯起钢筋下面弯点处由弯起钢筋承担的那部分剪力下面弯点处由弯起钢筋承担的那部分剪力V Vsb2sb2V Vsbisbi。第15页/共58页弯起钢筋
12、弯起角度为弯起钢筋弯起角度为4545度,弯起钢筋末端与架立度,弯起钢筋末端与架立钢筋焊接,为了得到每对弯起钢筋分配到的剪力,钢筋焊接,为了得到每对弯起钢筋分配到的剪力,由前述弯起钢筋的构造规定,来得到各排弯起钢由前述弯起钢筋的构造规定,来得到各排弯起钢筋弯起点计算位置。首先要计算弯起钢筋上下弯筋弯起点计算位置。首先要计算弯起钢筋上下弯点之间垂直距离点之间垂直距离hihi第16页/共58页第一排弯起钢筋的水平投影长度为:第一排弯起钢筋的水平投影长度为:h h1 1=1500-=1500-(32+35.81.5)+(43+25.1+35.8(32+35.81.5)+(43+25.1+35.80.5
13、)=1328mm0.5)=1328mm弯筋的弯起角为弯筋的弯起角为4545度,则第一排弯筋(度,则第一排弯筋(2N52N5)的弯起点)的弯起点1 1距距支座中心的距离为支座中心的距离为1328mm.1328mm.弯筋与梁纵轴线交点弯筋与梁纵轴线交点1 1距支座中心的距离为距支座中心的距离为1328-1328-1500/2-1500/2-(32+35.81.532+35.81.5)=664mm=664mm分配给第一排弯起钢筋的剪力分配给第一排弯起钢筋的剪力V Vsb1sb1=0.4V=0.4V=265.2kN,=265.2kN,所需所需要提供的弯起钢筋面积要提供的弯起钢筋面积第17页/共58页对
14、于第二排弯起钢筋,可得到:h h2 2=1500(32+35.82.5)+(43+25.1+35.8=1500(32+35.82.5)+(43+25.1+35.80.5)0.5)=1293mm=1293mm分配给第二排弯起钢筋的剪力,由比例关系计算分配给第二排弯起钢筋的剪力,由比例关系计算可得可得V Vsb2sb2=231.29kN=231.29kN所需要提供的弯起钢筋面积所需要提供的弯起钢筋面积弯筋与梁纵轴线交点2距支座中心的距离为2621-1500/2-(32+35.82.5)=1993mm第18页/共58页现拟弯起现拟弯起N1N5N1N5钢筋,将计算的各排弯起钢筋弯起钢筋,将计算的各排弯
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