钢筋混凝土简支t梁桥主梁配筋设计用纸

一目录二任务书结构设计原理课程设计设计任务书钢筋混凝土简支T梁主梁设计1设计资料111桥梁跨径标准跨径1600M；主梁全长1596M；计算跨径1560M；112设计荷载恒载产生的弯矩68664KNM汽车荷载产生的弯矩43560KNM（已计入冲击系数）35660KNM（未计入冲击系数）人群荷载产生的弯矩9433KNM支点计算剪力40111KNM跨中计算剪力10155KNM113材料要求1）梁体采用C25混凝土，抗压设计强度；15CDFMPA2）主筋采用HRB400钢筋，抗拉设计强度。30S（注钢筋均采用焊接骨架；每个同学按要求选择相应序号数据进行设计计算；箍筋采用R235级钢筋，弯起钢筋和斜筋采用与主筋相同等级的钢筋。教师批阅113主梁横断面图图1主梁横断面（单位）2、设计计算内容1正截面强度设计与验算2斜截面强度设计与验算3用C语言或FORTRAN9O编写程序对手算结果进行验算（包括正截面的截面设计与强度复核，斜截面的截面设计中的箍筋的计算）4主梁裂缝宽度验算5主梁挠度验算。6绘制配筋图一张，并计算钢筋与混凝土数量。3、应提交的成果1设计计算书一份2源程序一份（还包括数据的输入以及结果的输出，打印一份，电子版一份,独立完成，不得与他人雷同）3配筋图一张（3号图纸，可手绘也可用CAD绘图，必须独立完成，不得与他人雷同）教师批阅三结构设计原理课程设计指导书1、目的1、本课程是一门理论性与实践性都较强的专业基础课，同时也是一门结构设计技术课程，涉及的知识面广。在学习过程中，要熟练运用基础理论知识，还须综合考虑材料、施工、经济、构造细节等各方面的因素，通过课程设计环节，锻炼培养解决实际工程问题的能力。2、提高计算、绘图、使用规范手册和编写技术文件、计算机语言应用等基本技能，使学生了解结构设计的主要内容和要求；3、掌握设计原则、设计方法、步骤；4、树立正确的设计思想以及严谨负责、实事求是、刻苦钻研、勇于创新的作风。2、设计步骤1、熟悉设计任务书，根据老师所给的题目，清楚自己应该设计的内容2、进行荷载的效应组合（包括承载能力极限状态的基本组合和正常使用阶段的长期组合及短期组合）3、进行正截面承载力计算（计算纵向受力钢筋的数量）4、进行正截面承载力的复核5、进行斜截面承载力的计算（包括箍筋和弯起钢筋的数量计算）6、进行斜截面承载力的复核（1）斜截面的抗弯承载力复核（抵抗弯矩图的绘制）（2）斜截面的抗剪载力复核7、正常使用阶段的验算（1）最大裂缝宽度的验算（2）挠度验算（包括预拱度的设置）8、编写程序对正截面以及斜截面的箍筋计算的手算结果进行验算（程序框图见附件）3、绘图绘制结构施工图，以及抵抗弯矩图，均应按规范要求绘制。教师批阅4、编写计算书设计计算书主要内容1、目录2、任务书3、指导书4、设计资料5、小结、体会5、设计目标和要求1、整个设计应在指导教师的指导下独立完成，不得抄袭或请他人代做；2、设计计算书除应包括设计所必要的过程、设计方法和必要的分析、结论外，还应文理通顺，字迹工整；3、设计过程中，要勤学苦练，广泛查阅资料文献、规范手册，注意锻炼自己的独立分析问题和解决问题的能力；4、绘制的施工图符合标准要求，布局合理，内容全面、正确；5、严格纪律。6、成绩评定方法根据学习态度及出勤情况，按进度完成任务情况，计算书及图纸质量，质疑情况，按百分制评定成绩。四计算书第一章设计资料111桥梁跨径标准跨径1600M；主梁全长1596M；计算跨径1560M；112设计荷载恒载产生的弯矩68664KNM教师批阅汽车荷载产生的弯矩43560KNM（已计入冲击系数）35660KNM（未计入冲击系数）人群荷载产生的弯矩9433KNM支点计算剪力40111KNM跨中计算剪力10155KNM113材料要求1）梁体采用C25混凝土，抗压设计强度；15CDFMPA2）主筋采用HRB400钢筋，抗拉设计强度。30S第二章作用效应组合设计值21用于承载能力极限状态计算的作用效应组合设计值跨中截面弯矩组合设计值，其他各截面弯矩1,269340DMKNM可近似按抛物线变化计算。支点截面剪力组合设计值，跨中截面剪力组合设,04DV计值，其他截面可近似按直线变化计算。1,205DVKN2用于正常使用极限状态计算的作用效用组合设计值（梁跨中截面）恒载标准值产生的弯矩684GKMNM不计冲击力的汽车荷载标准值产生的弯矩1356QKNM人群荷载标准值产生的弯矩值为29荷载短期效应组合弯矩计算值112684073561043059SGQMMK荷载长期效应组合弯矩计算值212986712LGQKNM教师批阅第三章进行正截面承载力计算与验算31截面设计由设计资料查附表得，15CDFMPA123TDFPA30SDFMPA，弯矩计算值053B00,2694KNM311、计算T形截面梁受压翼板的有效宽度1302020120图2跨中截面尺寸图（尺寸单位MM）为了便于计算，将实际T型截面换算成图2所示的计算截面其余尺寸不变，故有801620FHM（1）为主梁计算跨径0156203FBL0L教师批阅（2）212012064FFBCHM（3）（等于相邻两梁轴线间的距离）0FM取上述三个数据中最小的值，故取FB312、因采用的是焊接钢筋骨架，设钢筋重心至梁底的距离，则梁的有效高度即可得到，3070132SAH。1279SHM313、判断T形梁截面类型由0612015407925332634FCDFHBNKNMKNM判断为类T形截面，314、受压区高度可由式（341）即得到002FUCDFHMB61934154179X整理后，可得到28790X24BAC适合178910FXMH315、主筋面积计算将各已知值及代入式（340），即，7XCDFSDBXA求出2156408795033CDFSSBAM根据以下原则A、选用钢筋的总面积应尽量接近计算所需的钢筋；SAB、梁内主筋直径不宜小于10MM，也不能大于40MM，一般为教师批阅1232MM，本设计采用RHB40028MM和25MM两种钢筋搭配，选用632416，截面面积为4677MM2；钢筋叠高层数为4层，C、受拉钢筋的布置在满足净保护层的条件下，应尽量靠近截面的下边缘，钢筋的净距和叠高都满足构造要求。故混凝土厚度取及附表18中规定的30MM，钢筋间横向净距3528MD满足构造要求。03516840NSM总的钢筋截面面积为66158249094677MM2,接近，24503SAM满足要求，钢筋布置图见图31302080160206285图3钢筋布置图32、截面复核已设计的受拉钢筋中628的截面面积为615863695MM2，225的截面面积为24909982MM2，。由图3钢筋布置图可求得30SDFMPA，即SA369513698516528492SM则有效高度00HM、由式（346）计算CDFSDBHA教师批阅156402CDFBHNMK369580423SDFA1NKM，故为第一类T形截面CDFSDBHA、受压高度X由式（340），求得CDFSDBX304678212015SDFCFAXMH、正截面抗弯承载力由式（341），求得正截面抗弯承载力002DUCDFXMBHUM08156402152UCDFXBH8NM105169340KMKNM又，故截面复核满足要求。MIN04679022SABH第四章斜截面承载力的计算与验算41、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，支座截面有效高度031650581492HM教师批阅33,00515120149CUKFBH,674DKNVKN截面尺寸符合设计要求判断依据检查截面尺寸（由抗剪上限值控制），要求（式中为支点剪力组合设计值，为支点截面30,051DCUKVFBHDV0H有效高度），否则修改尺寸。（式中为支点剪3,051CUKFBDV力组合设计值，为支点截面有效高度），否则修改尺寸。042、检查是否需要设置腹筋（1）跨中段截面332005512015482TDFBHKN（2）支座截面332019367TDF因，故可320,0,50141LTDDVKNFBHV在梁跨中的某长度范围内按构造配置钢筋，其余区段可应按计算配置腹筋。判断依据检查是否需要设置腹筋（1）若，则不必按计算设置腹筋，只需要302051DTDVFBH按构造要求配钢筋（R235钢筋时，HRB335钢筋时，MIN18SV）MIN2SV（2）若，需要进行3320,00515TDDCUKFBHVFBH腹筋设计43、剪力图分配计算步骤（1）绘制剪力沿跨径变化的图；DV（2）求出按构造配置钢筋的长度L；教师批阅（3）由剪力包络图求出距支座中心线H/2处的计算剪力，其中由V混凝土箍筋承担的剪力为，由弯起钢筋承担的剪力为。06V04计算在图4所示的剪力包络图中，支点处剪力计算值，跨中处0,0D剪力计算值。/20/2LLV的截面距跨中截面的距,051314825XDXTDFBHKN离可由剪力包络图按比例求得，为/210XLVLL4815776M在长度内可按构造要求布置钢筋。同时根据公路桥规规定，在支1L座中心线向跨径长度方向不小于1倍梁高范围内，钢筋的间距30HM最大为100MM。H/2130N4232N2N113H/2650351927686435404326170512梁跨中线78041217图4计算剪力分配图距支座中心线的H/2处的计算剪力值（V）由剪力包络图按比例求得，为教师批阅0/2LLVH1564130417556KN其中应由混凝土和箍筋承担的剪力计算值至少为；06243VKN应由弯起钢筋（包括斜筋）承担的剪力计算值最多为，设17置弯起钢筋区段长度为3519MM。44、箍筋计算计算依据常用箍筋直径应不小于8MM，且不小于1/4主筋直径和股数，再按下式计算箍筋间距（MM）26213,02050CUKSVPFABHSVV式中距支座中心H/2处截面上的计算剪力值（KN）VP斜截面内纵向受拉钢筋的配筋率，,当时，100SBH25P取；25异号弯矩影响系数。计算简支梁和连续梁近边支点梁段的抗剪承1载力时，；计算连续梁和悬臂梁近中支点梁段的抗剪承载力时，019受压翼缘的影响系数。；331通过斜截面受压区顶端截面上的有效高度，自纵向受拉钢筋合力B点到受压边缘的距离（MM）；斜截面受压端正截面上的有效高度，自纵向受拉钢筋合力点到受0H压边缘的距离（MM）；混凝土强度等级（MPA）；,CUKF箍筋的抗拉强度设计值（MPA），取值不宜大于280MPA。SV计算教师批阅采用直径为8MM的双肢箍筋，箍筋截面积2125036SVSANM在等截面钢筋混凝土简支梁中，箍筋尽量做到等距离布置。为计算简便按式45设计箍筋时，式中的斜截面内纵筋配筋百分率P及斜截面有效高度可近似按支座截面和跨中截面的平均值取用，计算如下0H跨中截面，取，/21945LP/2194L025HM支点截面，00HM则平均值分别为，272箍筋间距为VS26213,02050CUKSVVPFABHSV26221561974281MM确定箍筋间距的设计值尚应考虑公路桥规的构造要求。VS若箍筋间距计算值取及400MM，是满足规1250650VMH范要求的，但采用8双肢箍筋，箍筋配筋率（R235钢筋时），满足规范规定。1061825SVABS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，尔后至跨中截面统一的箍筋间距取。10VM250VSM45、弯起（斜筋）计算计算步骤（1）第一道斜筋按设计计算04V3751SINSBDVFA教师批阅教师批阅（MM2）113SINBSBDVAF式中为所需的第一道弯筋面积1SB（2）计算I点截面处的剪力（如图4所示）。对于第二IVSBIICSV道斜筋，由此可求得，同样按照上述方法确定由主筋弯2SBCSV2SB起还是需另加斜筋。直到I点在C点之右为止，从而得到全部斜筋按斜截面抗剪确定的初弯起位置。（3）按同时满足梁跨间隔正截面和斜截面的抗弯要求确定弯起钢筋的最终弯起点的位置。计算设焊接钢筋骨架的架立钢筋（HRB400）为12，钢筋重心至梁受压翼板上边缘距离。40SAM弯起钢筋的弯起角度为45，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的剪力，由各排弯起钢筋的末端折点应落在前一排弯起钢筋的构造规定来得到各排弯起钢筋的弯起点计算位置，首先要计算弯起钢筋上、下弯点之间垂直距离见图5IH现拟弯起N1N5钢筋，将计算的各排弯起钢筋弯起点截面的以及IH至支座中心距离、分配的剪力计算值、所需的弯起钢筋面积列入IXSBIVSBIA表1中。现将表1中有关计算如下根据公路桥规规定，简支梁的第一排弯起钢筋（对支座而言）的末端弯起点应位于支座中心截面处。这时，为IH1305163719605H表1弯起钢筋计算表M弯起点1234HIMM1151111911011091距支座中心距离XI（MM）1151227033714462教师批阅分配的计算剪力值VSBI（KN）162171390887513678需要的弯筋面积ASBI（MM2）927795500211可提供的弯筋面积ASBI（MM2）1232（228）1232（228）603（216）982225弯筋与梁轴交点到支座中心距离XCMM583173428603668弯筋的弯起角为45，则第一排弯筋（2N3）的弯起点1距支座中心距离为1151MM。弯筋与梁纵轴线交点1距支座中心距离为1530/25316583M对于第二排弯起钢筋，可得到22719605H19M弯起钢筋（2N2）的弯起点2距支点中心距离为2570H分配给第二排弯起钢筋的计算剪力值，由比例关系计算可得到2SBA231965167SBV得23908SBKN其中，；设置弯起钢筋区段长为04167V/5HM3519MM。所需要提供的弯起钢筋截面积（）为2SBA2213SIN45BSBDVF2261790ISBM、绘制弯矩包络图包络图是在荷载作用下沿跨径变化最大弯矩图。严格的绘制方法应按梁上各截面的弯矩影响线布置荷载而求得。但一般中小桥可根据求得的跨中弯矩近似按抛物线规律求出梁上其他位置的值，再连成圆,1/2DMXM顺的曲线，即得弯矩包络图，简支梁弯矩包络图抛物线公式近似为2,1/4DXXL式中从跨中算起，即跨中纵坐标为0，支点纵坐标；（图/2L5）计算如下先按抛物线公式近似求出控制截面的弯矩值。已知，15LM，配置跨中截面钢筋，具体尺寸见图601,1/25DMKNM（跨中处）X,1/25DKNM8L2,3/8,1/2,1/2484516DDDLMKNM4X2,1/4,1/2,1/2/32DDDM38L,3/8,1/2,1/2243/86784DDDLKNM2X,0DKNM通过以上五个控制截面，就可以把他们连接成一光滑的曲线。所得到的图7（A、B）的弯矩包络图。、绘制承载能力图承载能力图就是沿梁长各截面所能承受的最大弯矩图。他是根据沿跨径各截面的主筋所能承受的最大弯矩绘制的。计算如下跨中截面尺寸及配筋见图61跨中截面配有632616共6对钢筋2482103SACM钢筋中心至梁底缘的距离SA65810635814502SACM教师批阅010SHACM（翼缘平均厚度）842F00FCDFDHBM故按类截面计算CDFSDXA6032897115SCDFCMB从上述计算可知确实属于类截面。故有309715011022UCDFXMH3169NM00145DKK（2）弯起或截断一对216钢筋后248653SAC钢筋中心至梁底缘的距离SA28104358145906SACM009SHCM（翼缘平均厚度）8142FC00FCDFDHBM故按类截面计算CDFSDXA5632809141SCDFCMB从上述计算可知确实属于类截面。教师批阅故有30914150022UCDFXMBH3154NM（3）弯起或截断两对416钢筋后282608SAC435103581458SACM0SHCM解得5632804911SDCFAXCB3091450022UCDFXMH3149NM（4）弯起或截断三对616钢筋后286SAC35137SAC0016SHM解得56328710SDCFAXCB30914510022UCDFXMH3198NM（5）弯起或截断四对616232钢筋后27SAC38105SAC教师批阅010658342SHACM解得1150SDCFAXCB3091450022UCDFXMH3971NM（6）弯起或截断五对616432钢筋后20SAC358479SA010521SHCM解得563810SDCFAXCB30914510022UCDFXMH346781NM由以上所求得的承载力值就可做出承载能力图根据按抗剪要求，现求得斜筋位置分别为93CM、182CM、268CM、345CM、441CM（均系距支点的距离）。假设全部利用主筋弯起，且认为弯起钢筋的面积均能满足计算的要求，（若不能满足，则需另加斜筋）SBA这样就可得到如图7（A）的承载力图，即ABCDEFGHIJKL所连成的折线。在绘制承载力图时，一般认为弯筋进入受压后不能承受弯矩，在受拉区承受的弯矩是直线变化的，并假设中和轴近似取在梁高一半处，则得到图7（A）的BC、DE、FG、HI、JK等斜线。46、斜截面的抗剪强度复核教师批阅（1）确定验算斜截面的具体位置A、距支点中心H/2；B、起弯点截面及受拉钢筋不受力处的截面；C、箍筋数量发生变化处的截面；D、梁肋宽度改变处截面。（2）计算截面的抗剪承载能力UV31230,045267SINUCKSVSDBVHPFFAKN式中要求0U预应力提高系数。对钢筋混凝土受弯构件，；221斜截面内纵向受拉钢筋的配筋率，当P0P0SABH时，取2525箍筋配筋率，见式（42）SV箍筋的抗拉强度设计值（MPA），取值不宜大于280MPA；SF普通弯起钢筋的抗拉强度设计值（MPA）；SD普通弯起钢筋与构件纵向轴线的夹角；S验算斜截面受压区顶端正截面上的腹板厚度（MM）；B验算斜截面受压端正截面上的有效高度，自纵向受拉钢筋合力0H点到受压边缘的距离（MM）；斜截面所穿过的，在一个弯起钢筋平面内的弯起钢筋总截面面SBA积（MM2），其他符号同前；123挠度和裂缝宽度验算1、裂缝宽度验算（1）带肋钢筋系数10、1C5201SEMPA42810CEPA荷载短期效应组合弯矩计算值教师批阅1126840735610943059SGQMMKNM荷载长期效应组合弯矩计算值21286712LGQ系数28670120514359LSC系数非板式受弯构件103C（2）钢筋应力0102108725467SSMMPAHA（3）换算直径的计算D因为，受拉区采用不同的钢筋直径22268573IENMD对于焊接钢筋骨架，式中的或应乘以13的系数E即13275EDM（4）纵向受拉钢筋配筋率0460194225SABH所以取001945最大裂缝宽度的计算FKW123081SFKDCE523054819402FMW裂缝的宽度满足要求。2、变形验算在进行辆变形计算时，应取梁与相邻梁横向连接后截面的全宽度受压教师批阅翼板计算，即，仍为120MM，而120FBMFH54738SCE（1）T梁换算界面的惯性矩和的计算CRI0对T梁的开裂截面，由式（919）即可得到201FSBXEAHX2074365X解得1120F