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

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： 学生姓名： 学 号： 指导教师： _ 燕山大学 2011.9装配式钢筋混凝土简支T形梁设计一、设计资料1二、内力计算3三、钢筋选择3四、跨中截面正截面承载力复核5五、斜截面抗剪承载力计算55.1抗剪强度上、下限复核55.2设计剪力图分配（见图）65.3箍筋设计65.4弯起钢筋设计7六、全梁承载力校核9七、梁最大裂缝宽度验算9八、梁最大挠度验算108.1刚度计算108.2计算人群荷载和汽车荷载（不计冲击力）作用下梁的挠度128.3计算结构恒载弯矩作用下梁的挠度128.4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12九 设计依据13一、设计资料桥面净空：净13+21m设计荷载：公路级汽车荷载 人群荷载 结构重要性系数材料规格钢筋：主筋采用HRB400钢筋，查表得 抗拉强度标准值 抗拉强度设计值 弹性模量 相对界面受压区高度 箍筋采用HRB335钢筋抗拉强度标准值抗拉强度设计值弹性模量混凝土：主梁采用C30混凝土抗压强度标准值抗压强度设计值抗拉强度标准值 抗拉强度设计值 弹性模量结构尺寸 T型主梁：标准跨径21.00m 计算跨径：20.50m 主梁全长：20.96m横断面尺寸如图：图1.1 T形梁截面尺寸（尺寸单位：mm）二、内力计算设计内力标准值见表：设计内力标准值 引起内力的 荷载内力值恒载（）车辆荷载（）人群荷载（）备注跨中弯矩1197.81128.2112.1车辆荷载引起的弯矩已计入冲击系数，1+=1.19L/4处弯矩898.4871.885.7支点剪力245.4343.6跨中剪力109.7弯矩组合设计值：跨中截面：L/4截面：剪力组合设计值：支点截面：跨中截面：三、钢筋选择根据跨中截面正截面承载力极限状态计算要求，确定纵向受拉钢筋数量。拟采用焊接钢筋骨架配筋，设，则，。翼缘计算宽度按下式计算，并取其中较小者：；故取首先判断界面类型：故应按第二类T型梁计算。确定混凝土受压区高度：解得202.87mm且，=120mm将所得值带入下式求得所需钢筋截面面积为： 采用四排焊接骨架，选用1232 (外径35.8mm)，供给,钢筋截面重心至截面下边缘的距离，梁的实际有效高度。截面最小宽度。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：将值带入下式 1.13142.39=3456.63 承载力满足要求。五、斜截面抗剪承载力计算5.1抗剪强度上、下限复核对于腹板高度不变的等高度简支梁，距支点处的第一个计算截面的截面尺寸控制设计，应满足下列要求：根据构造要求，仅保持最下面两根钢筋通过支点，其余各钢筋在跨间不同位置弯起或折断。支点截面的有效高度，将有关数据带入上式得：距支点处剪力的组合设计值809.69得：计算结果表明，截面尺寸满足要求，但应按计算要求配置箍筋和弯起钢筋。5.2设计剪力图分配（见图）支点剪力组合设计值1.1775.52=853.07跨中剪力组合设计值1.1153.58=168.94其中=部分可不进行斜截面承载力计算，箍筋按构造要求配置。不需要进行斜截面承载力计算的区段半跨长度为：距支点处的设计剪力值为：应由混凝土和箍筋承担的剪力组合设计值为：0.6Vdl=485.81应由弯起钢筋承担的剪力组合设计值为：0.4Vdl=323.885.3箍筋设计由公式确定箍筋配筋率：式中：纵向钢筋配筋百分率，按3C32（As=2412.6 mm2）伸入支点计算，可得：p=100=100=100=0.803-受压翼缘影响系数，取1.1-箍筋抗拉强度设计值，取=280MPa=0.0028选用直径为10mm的双肢箍筋，单肢箍筋的截面面积=78.54mm2,箍筋间距为：取。在支撑截面处自支座中心至一倍梁高的范围内取。5.4弯起钢筋设计根据桥规（JTG D62）规定，计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计值，即。第一排弯起钢筋的截面面积由公式求得：由纵筋弯起3C32提供的。计算第二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，其中 44mm为架立钢筋的净保护层厚度，22.7mm为架立钢筋的外径，30mm为纵向钢筋的净保护层厚度，35.8mm为纵向钢筋的外径），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。第二排弯起钢筋的截面面积为：=由纵筋弯起的2C32钢筋，加焊C25钢筋，提供的。计算第三排弯起钢筋时，应取第二排弯起钢筋弯点处（即距支座中心），应由弯起钢筋承担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：=由纵筋弯起的C36钢筋，加焊2C25钢筋，提供的。计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），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。第四排弯起钢筋的截面面积为：=由纵筋弯起2C32钢筋，提供的：计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），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。第五排弯起钢筋的截面面积为：=由纵筋弯起C32和加焊的2C20钢筋提供的：计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），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。第六排弯起钢筋的截面面积为：=第六排弯起钢筋采用加焊3C20的钢筋，提供的： 计算第七排弯起钢筋时，x=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=124.71，第七排弯起钢筋的截面面积：第七排弯起钢筋采用加焊的3C20钢筋，提供的。六、全梁承载力校核跨中截面所能承受的弯矩设计值，将其分成12等分，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受的弯矩设计值。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（即图中及两点间的水平距离）均大于h/2，故斜截面抗弯承载力也满足要求。七、梁最大裂缝宽度验算配筋率：受拉钢筋的应力：短期荷载作用：长期荷载作用：现，则最大裂缝宽度为：因此，最大裂缝宽度符合要求。八、梁最大挠度验算8.1刚度计算截面混凝土受压区高度为：得到：故为第二类T形截面。这时换算截面受压区高度为：故开裂截面的换惯性矩为：T梁的全截面换算截面面积为：受压区高度为：全截面换算惯性矩计算为：全截面抗弯刚度：开裂截面抗弯刚度：全截面换算截面受拉区边缘的弹性抵抗矩为：全截面换算受拉区边缘的弹性抵抗矩为：塑性影响系数为：开裂弯矩：开裂构件的抗弯刚度为：8.2计算人群荷载和汽车荷载（不计冲击力）作用下梁的挠度符合公桥规要求。8.3计算结构恒载弯矩作用下梁的挠度8.4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用C30混凝土，根据公桥规按短期荷载效应计算的挠度值乘以挠度长期增长系数故，当采用以下混凝土时，。按公桥规规定必须设置预拱度。预拱度的跨中值为： 九 设计依据1.公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）2.公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14