【钢筋混凝土结构设计原理】装配式钢筋混凝土简支T形梁主梁配筋课程设计优秀作品(1)教学内容

1、精品文档精品文档华北理工大学轻工学院QINGGONGCOLLEGE,HEBEIUNITEDUNIVERSITY结构设计原理课程设计姓名：柳永超班级：12q交通工程学号：201224240118指导教师：丁幼松日期：2015.12.01课程设计任务书（一）设计资料已知标准跨径为20m的公路装配式钢筋混凝土简支T形梁，计算跨径为19.5m,混凝Mdm -3500KN土强度等级为C30,主梁主筋采用HRB335级焊接钢筋骨架，箍筋采用R235钢筋。跨中弯m,其中MGK=900KNm,MQ1K=1660.17KNmMQ2K=85.5KNm,（1+r=1.19支点弯矩Md0=0,其余截面的弯矩按照二次抛

2、物线变化。支点剪力Vd0=750KN，跨中剪力Vdm=115KNo本桥处于-类环境条件下,结构安全等级二级。单位：mm（二）设计依据1 .交通部部标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）2 .交通部部标准公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）3 .工程结构（白淑毅编）人民交通出版社2005（三）设计内容1 .计算跨中截面受拉钢筋面积，并进行承载力复核。2 .设计主梁的腹筋。3 .验算主梁跨中挠度和裂缝宽度。4 .绘制主梁的钢筋构造图。三设计指导1 .计算跨中截面受拉钢筋的面积，并进行承载力复核。化标准T形梁，判断真假T形，计算并选择、配置受拉主钢筋，复核承

3、载力。2 .设计主梁的腹筋截面尺寸验算，检查是否需要根据计算配置箍筋，分配剪力，箍筋设计，弯起筋及斜筋设计，检验各排弯起钢筋的弯起点是否符合构造要求，全梁承载力复核，配纵向防裂筋，绘制主梁剪力分配及全梁弯矩包络图。3 .验算主梁跨中挠度和裂缝宽度计算跨中挠度，确定是否需要预拱度及大小。计算裂缝宽度，确定梁是否能正常使用。4 .绘制主梁的钢筋构造图根据所配主梁的五种钢筋给出一个工程数量表。四设计示例(一)设计资料某预制装配式钢筋混凝土简支T形梁，标准后夸径20m,计算跨径为19.5m。混凝土强度等级为C30,主梁主筋采用HRB335级焊接钢筋骨架，箍筋采用R235钢筋。跨中弯矩Mdm=2100K

4、Nm,其中Mgk=500KNm,Mqik=1011.5KNm,Mq2K=75KNm,(1+R)=1.19,支点弯矩Md0=0,其余截面的弯矩按照二次抛物线变化。支点剪力Vd0=440KN，跨中剪力Vdm=84KN。本桥处于一类环境条件下，结构s单位：mm（二）设计步骤一）基本数据C30混凝土轴心抗压强度设计值fcd=13.8N/mm2,边长为150mm的混凝土试件抗压强度标准值fcu.k=30N/mm2,混凝土轴心抗拉强度标准值ftk=2.01N/mm2,弹性模422重Ec=3.00X10N/mm,HRB335钢筋抗拉强度设计值fsd=280N/mm,抗压强度设计值fsd=280N/mm2,弹

5、性模量ES=2.0父105N/mm2,R235钢筋抗拉强度设计值fsd=195N/mm2,弹性模量Es=2.1父105N/mm2。=0.56,尸0=1.0。跨中正截面钢筋设计hf1.化标准T形梁100 140二二120mm3l 二219500 6500mm31580主梁间距为1600mmb2bn12h/-18012120-1620mm取bf=1600mm单位：mm2.跨中主筋设计设as=110mmh0=1300-110=1190mm判断真假T形fcdbf h/f (h0hf120)=13.81600120(1190)2=2994.04KNm>2100KNm为假T形截面设计由'Md

6、=fcdbfx(h0-1)求x2100106-13.81600x(1190-.2_x2380x190217.3913=0由 fsdAS =fcdbfx 求 Asfcdbfxfsd13,8 1600 832 二6545.14mm2280mm选 832+2 中 16, As=6835.8mm2x=83mm<hf=120mm三）跨中正截面承载力复核主筋净保护层取35mm18as6433.6(35234.5)402.2(35434.5)683.8=108.6mmh0=has=1300108.6=1191.4mm判断真假T形fcdbfhf=13.81600120=2649.6KN>fsdAs

7、=2806835.8=1914.02KN为假T形截面由fcdbfx=fsdAs求xfsdA x 丁 fcdbf280 6835.813.8 1600=86.69mm< hf=120mmx<4h0=0.56M1191.4=667.18m(不是超筋梁)/x、由Mdu=fcdbfx(h0-)求Mdu86.69Mdu=13.8160086.69(1191.4-)=2197.5.KNm>°Md=2100KNm跨中正截面主梁配筋为适筋梁。四)腹筋设计1 .截面尺寸验算梁底通过支座中心直线主筋2中32,AS=1608.4mm2>6835.8父20%.=1367.16mm2,

8、符合构造要求。支座中心截面h°=1300(35+34.5/2)=1247.75mm0.51103.facubh0-0.5110、301801247.75-627.38KN>Vd0=440KN截面尺寸符合要求。2 .检查是否需要根据计算配置箍筋跨中截面：0.5110“ftdbh0=0.5110，1.381801191.4=147.97KN支点截面：0.5110“ftdbh0=0.511031.381801247.75=154.97KN3Vdm84KN<0.5110ftdbh0<Vd0=440KN由此可知，靠近跨中截面有一段长度范围内可按构造配置箍筋，其余区段按计算配置

9、箍筋。按构造配置箍筋的梁段为1752mm。3 .分配剪力距支座中心线h/2=650mm处计算剪力V；=416.27KN,作为计算剪力进行分配。其中由混凝土和箍筋共同承担60%为249.76KN,由弯起钢筋及斜筋承担40%为166.51KN。设置弯起钢筋及斜筋的区段为5211mmo尺寸单位：mm,剪力单位：KN4 .箍筋设计选中8的双肢箍筋，Asv=nAsvi=2父50.3=100.6mm2由Vcs=%5。30.45Ml0，bh0y(2+0.6p)JKU；0v，fsv设计箍筋,式中p及ho用支座截面和跨中截面的平均值h0=1191.4mmh0=1247.75mm6835.8跨中截面：P=100：

10、-100=3.191801191.4支座截面：P=100：=1001608.4=0.721801247.753.190.72平均值：P=1.96:二2.521191.41247.75h0=1219.58mm2箍筋间距Sv计算为：0.210上(20.6p)；fcu.kASvfsvbhoZZ-2249.7612121.120.2106(20.61.96).30100.61951801219.582249.762=354.4mm构造要求Sv<h/2=650mm<400mm取Sv=250mmsv100.6180 250= 0.22% 1min= 0.18%100mm。从梁段至距支座中线h=

11、1300mm范围内，箍筋间距为：14家10口975060608OJF1箍筋配量为：1188g96Q，8OJ/-/2832118单位:mm5.弯起筋及斜筋设计选2中22作为架立筋，设置弯起筋及斜筋区段长度为5211mmo第一排弯起钢筋提供2中32,Asbi=1608.4mm2Vsbi=166.51KNAsb1Vsbi166.51_3Z'：3'Z_00.7510fsdsin%0.7510280sin452=1121.5mm所提供的232满足要求。52119750“巴2J尺寸单位：mm,剪力单位：KN345345l01=1300-(35243534.5)-1137mm34.5650-

12、(3524)=573.75mm第二排弯起钢筋提供2中32,Asb2=1608.4mm2Vsb2=148.73KNAsb2 2=1001.75mmVsb2148.73-3Z'：-=-3-'00.7510fsdsin%0.7510280sin45所提供的232满足要求。34.534.5112=1300-(352435234.5-)-1102.5mm2212'-650-(352434.5"-F)=573.75mm第三排弯起钢筋提供2中32,Asb2=1608.4mm2Vsb3=108.48KNAsb3Vsb3二3"；_0.75 10fsd sin 3108

13、.48 3 ；_00.75 10280 sin 452=730.65mm所提供的232满足要求。2334 5= 1300-(35 24 34535 3 34.5-) -1068mm223'-650-(35 24.当2=573.75mm第四排弯起钢筋提供2中16,Asb4=402.2mm2Vsb4=69.49KNAsb4VSb40.75 10“ fsd sin 369.49230 : 468.04mm0.75 10280 sin 45所提供的2中16不满足要求，另选用2中22作为斜筋Asb4=760.2mm2可以满足要求l34=1300-(35242435434.524)=1044mm第

14、五排弯起钢筋提供2中16,Asb4=402.2mm2Vsb5=31.38KNAsb5V Sb50.75 10“fsdsin/31.380.75 10 飞 280 sin45° 2=211.35mm所提供的216满足要求。1818l45=1300-(352435434.5)=1050mm185=650-(3524)=582mml05=11371102.51068104410505401.5mm5211mm不需要第六排弯起钢筋。6.检查各排弯起钢筋的弯起点是否符合构造要求支点中心截面处(0),判断真假T形fcdbfhf=13.81600120=2649.6KNfsdAs=2801608.

15、4=450.35KN为假T形面。由fcdbfx=fsd父人求x(b=bf)。280 1608.413.8 1600=20.4mm :二 hf=120mm二bh0=0.561247.75-698.74mmx由Mdu=fcdbfh。一万)求Mdu(b=bf)Mduo=13.8160020.4(1247.75-等)=557.43 KN m>Md0=0du尺寸单位：mm,弯矩单位：KN.m.1截面处，由M x4a2= Mdmax(14T)求作用效应49.22Md1'=2100(1-r)=230.24KNm:Mdu0=557.43KNm19.52二1截面满足构造要求1截面处：判断真假T形f

16、cdbfh/=13.81600120-2649.6KNfsdAs=2801608.42-900.7KN假T形截面由fcdbx=fsdxAs求x(b=bf)280 1608.4 2x =一/fcdbf13.8 1600=40.8mm :二 hf = 120mmx:二bh0=0.561230.5=689.08mm由Mdu求 Mdu1 (b = bf)一.xfcdbx(h0)2Mdu1=13.8160040.8(1230.5一岁)-1901.1KNm48.62Md1=2100(1-)=466.2KNm19.51截面满足构造要求2,'48一'2截面处：Md2=2100M(1)=686.

17、2KNm<M=Mdu1=1090.1KNmd，1952du2du1'2截面满足构造要求2截面处：判断真假T形电耳耳二13.8X1600X120=2649.6KN>x4二280X16084X3=13511KK假T形截面fsdAfcdbf2801608.4313.81600=61.2mm:hf=120mmx<bh0=0.561213.25=679.42mm-13.8 1600 61.2 (1213.25du261.2.)=1598.1KN mMd2=2100(户85K7N4m2截面满足构造要求3截面处：_246.9Md3，=2100(1)=1048.3KNm19.52,二

18、Mdu3'-Mdu2-1598.1KNm_'.3截面满足构造要求。3截面处：判断真假T形精品文档1801.4KNfcdbfhf=13.81600120=2649.6KNfsdA=2801608.44假T形截面fsdAsx -/fcdbf2801608.44'=81.6mm；hf=120mm13.81600fx；bh0=0.561960-669.76mmMdu3=13.8160081.6(1196-816)-2081.4KNm46.24Md3=2100(1包>11K512m19.名3截面满足构造要求。_244.825截面处：Md5,=2100x(1)=1591KNm

19、19.52:二Mdu5,-Mdu3=2081.4KNm5截面处满足构造要求。五）全梁承载力复核全梁承载力满足要求，不需要复核。六）水平纵向防裂筋设计选1048作为防裂钢筋3精品文档七）主梁跨中挠度验算1、计算截面几何特性开裂截面换算截面惯性矩'3bfx单位：mmcr12esAsG-x)2,3bfxEsAUh。-x)2精品文档31600 86.69(6.67 -1) 6835.8 1191.4_26.676835.8(1191.4-86.69)=559.9108mm4全截面换算截面面积A=bh(bf-b)hf(：es-1)As二1801300(1600-180)120(6.67-1)68

20、35.8一2=443159mm全截面对上边缘的静距'h,hf，S°a=bh(bf-b)hf(：Es-1)Ash02222=1801300-(1600-180)1-0-=208.5106mm3全截面换算截面重心至受压边缘的距离y。=Sa=2085=470.5mmA443159全截面换算截面重心至受拉边缘的距离1233精品文档y0=h-y0-1300-470.5=829.5mmieon全截面换算截面惯性矩.''3bfy。12,''/。'2bfy。()2(bf-b)(yo-hf)312'(y°hf)-(bf-b)(y。-hf

21、)(2(Es-1)As(h0-yo)y02byo(二)一2，2'2bfy。(bf-b)(y。-hf)精品文档精品文档by03,2子(：Es-1)As(ho-yo)1600470.53(1600-180)(470.5-120)3180829.53(6.67-1)6835.8(1191.4-470.5)3_84=895.5610mm全截面换算截面重心轴以上部分面积对重心轴的面积矩y02,hfSo=b台"加2万)180470.51(1600180)120(-7-0.2=89.87106mm3全截面换算截面对受拉边缘弹性抵抗矩W0I0895.5610883=1.08108mm3V。829.52.计算构件刚度全截面抗弯刚度:Bq=0,95EcIn=0.95x3x104x895.56x10B=2552.3x1012N,开裂截面抗弯刚度:B1T=ECI=3xio4x559.9X10B=1679.7X1013N-mm2MqiK荷载短期效应组合：Ms=MGK0.7QKMQk1011.5=5000.7-751.19=1170KNm开裂弯矩：Mcr='ftkW0=1.662.011.08108=360.4KNm其中的二山70W01.0810-1.662552.31012360.4:*；360.4；2552.3x1012(1170)1-11170；j169