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文档简介
1、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:_08道路与桥梁工程_学生姓名:_ _学 号:_指导教师: _ _ 燕山大学 2011.11装配式钢筋混凝土简支T形梁设计一、设计资料3二、内力计算4三、钢筋选择5四、跨中截面正截面承载力复核6五、斜截面抗剪承载力计算75.1抗剪强度上、下限复核75.2设计剪力图分配(见图)75.3箍筋设计85.4弯起钢筋设计8六、全梁承载力校核10七、梁最大裂缝宽度验算11八、梁最大挠度验算118.1刚度计算118.2计算人群荷载和汽车荷载(不计冲击力)作用下梁的挠度138.3计算结构恒载弯矩作用下梁的挠度148.4荷载短期效应组
2、合并考虑荷载长期效应影响产生的长期挠度14一、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25.00m 计算跨径:24.50m 主梁全长:24.96m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
3、荷载内力值恒载()车辆荷载()人群荷载()备注跨中弯矩1083.691020.74101.46车辆荷载引起的弯矩已计入冲击系数,1+=1.19L/4处弯矩812.82788.7077.50支点剪力222.07310.84跨中剪力99.28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: 展开整理后得,155.97mm且,=140mm将所得值带入下式求得
4、所需钢筋截面面积为: 采用二排焊接骨架,选用10C36 (外径39.5mm),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 1.12843.10=3127.41 但两者之间相差3.6%,可以认为跨中截面的正截面承载能力是满足要求的。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
5、处剪力的组合设计值737.18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1.1701.66=771.83跨中剪力组合设计值1.1139.00=152.90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:0.6Vdl=0.6=442.31应由晚期钢筋承担的剪力组合设计值为:0.4Vdl=0.4737.18=294.875.3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2C36(As=2035.8 mm2)伸入支点计算,可得:p=100
6、=100=100=0.485-受压翼缘影响系数,取1.1-箍筋抗拉强度设计值,取=280MPa=0.0013选用直径为10mm的双肢箍筋,单肢箍筋的截面面积=78.5mm2,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2C36提供的。计算第二排弯起钢筋时(设净保护层为30mm,上部架立钢筋为2B20)应取第一排弯起钢筋起弯点处(即距支座中心,其中 30mm为架立钢筋的净保护层厚度,22mm为架
7、立钢筋的外径,30mm为纵向钢筋的净保护层厚度,39.5mm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2C36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2C36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1C36和加焊的1B20钢筋,提供的:计算第五
8、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1C36和加焊的1B20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2B20的钢筋,提供的: 计算第七排弯起钢筋时,x=5199.5mm,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=1.86,第七排弯起钢筋的截面面积:第七排弯起钢筋采用加焊的2B20钢筋,提供的。六、全梁承载力校核跨中截面所能承受
9、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(
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