(完整word版)长沙理工大学结构设计原理课程设计

1、 课 程 设 计 用 纸(完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计T 形简支梁设计资料如下，见图 1-1 及表 1-1 表 1-2图 1（尺寸单位：mm）表 1-1hb80160(表中 b 表示主梁间距)i表 1-2跨中弯矩（KN-m）支点计 跨中计材料1 (完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计恒载人群VV主筋等级(KN)(KN)963.47808.60489.25 131.81 C35 HRB335课 程 设 计 用 纸重要性系数=1.002 课 程 设 计 用 纸(完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计钢筋混凝土简支梁安全等级为二级，重要性系数 =

2、1.0。因恒载作用效应对结构承载能力0不利，故取永久作用效应的分项系数=1.2。汽车荷载效应的分项系数 =1.4 对于人群荷载，G1Q1其他可变作用效应的分项系数 =1.4。本组合为永久作用与汽车荷载和人群荷载组合，故取人Qj=0.80。c=nn M ( )0d0Q1 Q1kCi1j2=2864.214根据公路桥规，汽车荷载作用效应不计入冲击系数，计算得到不计冲击系数的汽车荷载，汽车荷载作用效应的频遇值系数=0.7，人群荷载作用效11=1.012Gk11Q1k12=1838.1kN m3 (完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计不计冲击系数的汽车荷载弯矩标准值=808.60，汽车

3、荷载作用效应的准永久值系数kN mQ1k =0.4，人群荷载作用效应的准永久值系数 =0.421课 程 设 计 用 纸22可得作用长期效应组合设计值为ldmn=Sldi1j1=1132.83+0.4 808.60+0.4 139.25=1511.97kN m4 课 程 设 计 用 纸(完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计3.1.1 T 形截面梁受压翼板的有效宽度 bf由图 1-1 所示的 T 形截面受压翼板厚度的尺寸，可得翼板平均厚度 h =（160+80）f/2=120mm113则可得 b = L=3f 1f 2 0f 3ff=280MPa, =0.56, 弯 矩 计 算 值

4、fffcdtdbM0d为了便于进行计算，将图 1-1 的实际截面换成 3-1 所示的计算截面，h =120mm，其余尺f5 (完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计图 3-1（尺寸单位：mm）课 程 设 计 用 纸(1)因采用的是焊接钢筋骨架，故设=30mm+0.07h=30+0.07 1500=135mm，as则截面有效高度 h =1500-135=1365mm0hh)=4134.87106N mmff0=4134.87kN m M ( 2864.214kN m)故属于第一类 T 形截面 M0ducdf0 xx2x2x ，ffs代入式x 82mmfsdsx 16.1164082

5、Af280fs，截面面积钢筋叠层数为 6 层,受拉区混凝土保护层厚度取2s6 (完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计，故满足构造要求。钢筋布置图3-2 如下S 200 235.8 58mm40mm及1.25d 1.2532 40mmn课 程 设 计 用 纸图 3-2（尺寸单位：mm），f 280MPa 。sd2as4826(35 1.535.8) 2945(35 335.8 1.5 28.4)4826 2945由式，计算ffsds6cdff7 (完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计=3.17kN mf A (4826 2945)280 2.1810 N mm6s

6、ds=2.18kN m由于，故为第一类 T 形截面f bcdh f Affsds(2)求受压区高度x课 程 设 计 用 纸由，求得 ，即xfsdsf Axff，求得正截面抗弯承载力 为M0ducdf0ux82Mx(h16.1164082 (1375 )22uf02888.28 1062888.28kN m M ( 2864.214kN m)0.2%A又2.83%sbh0故截面复核满足要求故梁肋两侧需设水平纵向钢筋，取2Amms2s8 课 程 设 计 用 纸(完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计4.1.1 剪力包络图设计M 131.81kN支座截面d,0通 过 支 座 截 面 ，

7、 支 座 截 面 有 效 高 度35.8h h (35 02(0.5 10 ) f bh (0.510 ) 35 20014473300d ,0(0.5 10 ) f bh (0.510 )1.52 2001375 209kN33td0(0.5 10 ) f bh (0.510 )1.52 2001447 219.94kN330用( 131.81 ) (0.5 10 )kN ( 489.25 )f bh V kNtdV30d ,l / 200d ,09 (完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计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腹筋。课 程 设 计 用

8、纸图 4-1(尺寸单位：mm)V 489.25kN ，跨中处剪力计算值0V 131.81kN，l / 2处的截面距跨中截面的距离可V V (0.5103 ) f bh (0.510 )1.52 2001375 209kN3x0d ,xtd010 (完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计V209 131.81L Vl 19800 2116mmxl / 22 V V489.25 131.810l / 2在长度内可按构造要求布置箍筋。l1同时，根据公路桥规规定，在制作中心线向跨径长度方向不小于1 倍梁高 h=1500mm 范围内，箍筋的间距最大为 100mm距支座中心线为 h/2 处的

9、计算剪力值()由剪力包络图按比例求得，为V课 程 设 计 用 纸V 461.89kN00L其中应由混凝土和箍筋承担的剪力计算至少为 0.6，应由弯起钢筋（包括斜筋）承，设置弯起钢筋区段长度为 5066mm11 课 程 设 计 用 纸(完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计采用直径为 8mm 的双肢箍筋，箍筋截面，SVSV1可近似按支座截面和跨中界面的平均跨中截面l / 2支点截面0.56%，1.53，p 22为Sv6S v2=262=428mm12A且bSSVV0.25% 0.18% ，且小于和 400mm。 750mmShv综合 上述计算 ，在 支座中心 向跨径长 度方向的 1

10、500mm 范围内 ，设计箍 筋间距SSvv12 课 程 设 计 用 纸(完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计设焊接钢筋骨架的架立钢筋为；钢筋重心至梁受压翼板上边缘距离22。s弯起钢筋的弯起角度为 45 ，弯起钢筋末端与架立钢筋焊接。图 61333.33VV)iA Sbi25066184.76fssd12345ix(mm)iSbi(A mmSbi)1244 1103 78747798217498221608 9821608(232) (232) (225) (225) (225)弯筋与梁轴交点到支座中664xc1第一排弯筋（2N5）的弯起点 1 距支座中心距离为 1325mm。

11、弯筋与梁纵轴线交点1 距支座中13 (完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计心距离为 1325-1500/2-(35+35.8 1.5)=664mmx1课 程 设 计 用 纸对于第二排弯起钢筋，可得到2弯起钢筋（2N4）的弯起点 2 距交点中心距离为1325+ =1325+1289=2614mm2，由比例关系计算可得到：VSbi1得)为=1103mm=A sb22fsb2sd2 2614-1500/2-(35+35.8 2.5)=1989mmx 3323184.76=116.78V kN5066sb3A 2314 (完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计1500 (

12、35 35.8 3 28.4 1.5) (43 25.1 28.4 0.5) 1233mm h 4x x h 5108mm课 程 设 计 用 纸434kN5066mm2280 0.70741500 (35 35.8 3 28.4 2.5) (43 25.1 28.4 0.5) 1204mm5545184.76=5066280 0.707钢 筋 的 弯 起 点 距 支 座 中 心 距 离 为 6312mm ， 已 大 于5066+1500/2=5816mm，即在欲设置弯筋区域长度之外，保留此钢筋仍做弯起处理，以加强钢筋骨架施工时的刚度。15 课 程 设 计 用 纸(完整 word 版)长沙理工大

13、学结构设计原理课程设计图 4-2（尺 2864.214kN m ，支点中心处 0 ，按式M0004x12， 19.6m)xL4L2)=2148.16 mkN19.6216 课 程 设 计 用 纸(完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计钢筋弯起后相应各正截面抗弯承载力表 4-2梁区段 截面纵筋 有效高度 T 形截 受压高度 抗 弯 承 载 力h (mm) 面类别(mm)Mx0ui1447第一类 17647.7142914111271.91872.22226.32570.42903.6140013881375，x f AMuis0fsdsui=1608As0=x17 (完整 word

14、 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计17=647.7M 2801608(1447 )ui mkN21 点2 点=3217， =Amm2 h 1500 (35 35.81.0) 1429mms02803217=34mm，=1271.9x16.1164034M 2803217 (1429 )ui mkN22 点3 点=4826， =Amm2 h 1500 (35 35.81.5) 1411mms0280 4826=51mm，x16.1164051=1872.2M 280 4826(1411 )ui mkN23 点4 点=5808Amm2课 程 设 计 用 纸s4826(35 35.81.5) 9

15、82(35 35.83 28.4 0.5) 1400mm=x16.1164062=2226.3 mkN2=6790As=1500 1388mm=x16.1164072=2570.4M 280 6790 (1388 )ui mkN2=7771As=1500 1375mm4826 2945280 7771=x16.1164082=2903.6M 280 7771(1375 )ui mkN218 (完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计将表 4-2 的正截面抗弯承载力在图 4-2 上用各平行直线表示出来，它们与弯矩包络图 4-2Mui4x的交点分别为i、j、q ，以各2值代入式，可得到

16、跨中截面i j q、 、MMM(1)d,xd ,l / 2L2ui距离值。现以图 4-2 中所示弯起钢筋弯起点初步位置来逐个检查是否满足公路桥规的要求第一排弯起钢筋（2N5）；其充分利用点“m”的横坐标 =7307mm，而 2N5 的弯起点 1 的横坐标x=9800-1325=8475mm，说明 1 点位于 m 点左边，x1且（=8475-7307=1168mm）x x1/ 2=（1429/2=714.5mm）满足要求。h课 程 设 计 用 纸0， 而 2N5 钢 筋 与 梁 中 轴 线 交 点的 横 坐 标n1x1( 9800 664 9136mm) x( 8621mm)，亦满足要求。xl（

17、=9800-2614=7186mm） （=5767mm），xx2且x x2其不需要点 m 的横坐标，而 2N4 钢筋与梁中轴线交点x( 9800 1989 7811mm) x( 7307mm)，亦满足要求。kx19 (完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计（=9800-3875=5925mm） （=4625mm），xx2且（=5925-4625=1300mm）x x3/ 2=（1400/2=700mm）满足要求。h0其不需要点 的横坐标，而 2N3 钢筋与梁中轴线交点x 5767mm3 的横坐标lx3( 9800 3254 6546mm) x( 5767mm)，亦满足要求。第四排

18、弯起钢筋（2N2）；其充分利用点“ ”的横坐标 =3139mm，而 2N2 的弯起点 4 的横坐标xj（=9800-5108=4692mm） （=3139mm），xx4且（=4692-3139=1553mm）x x4/ 2=（1388/2=694mm）满足要求。h0其不需要点 的横坐标，而 2N2 钢筋与梁中轴线交点的横坐标kx 4625mm4，亦满足要求。x4( 9800 4543 5257mm) x( 4625mm)课 程 设 计 用 纸由上述检查结果可知图 4-2 所示弯起钢筋弯起点初步位置满足要求。有 2N2、2N3、2N4 和 2N5钢筋弯起点形成的抵抗弯矩图。20 (完整 word

19、 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计图 4-3(尺寸单位：mm；弯矩单位：kN m)21 课 程 设 计 用(完纸整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计选定斜截面顶端位置h由图 4-2 可得到距支座中心为 处截面的横坐标为，2正截面有效高度=1447mm，现取斜截面投影长度=1447mm，则得到选择的斜截面顶c h0端位置 A，其横坐标x 9050 1447 7603mm(2)及相应的弯矩 计算如下Mxx2xx0L=131.81 (489.25 131.81)409.12kN196004x2)M M (1xL24 76032=kN m) 1140.27），则实际广义剪跨比 m 及

20、斜截面投影长432M=1.953，mx409.1214290c 0.6mh 0.61.951429022 (完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计40.5tan (h / c) tan (1429 / 1672) 110斜截面内纵向受拉钢筋有，相应的主筋配筋率 为232(2N6)课 程 设 计 用 纸Ap 100sbh0箍筋的配筋率为svv100.60.252%svminv (0.45 10 )bh(0.75 10 )f33u1230s=33kN V 409.12kN0 xxxu0 x23 课 程 设 计 用 纸(完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计保证正截面和斜

21、截面抗弯承载力构造要求分析表(单位：mm)h0342L点 跨 中 中距 跨中21i距距(mm)x(mm)3Lx22i4(mm)(mm91367811654652574025730751576746253139047372924 (完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计由图 4-3 和表 3 可知，各排弯起钢筋的弯起点位置距该排钢筋充分利用点的距离大于/ 2，h0且各排弯起钢筋与梁中轴线交点均位于该排钢筋不需要点外，即均能保证正截面和斜截面的抗弯强度，满足公路桥规的要求。此外，梁底有的主钢筋不弯起直接通过支点截面，而这两根主钢筋的截面面积为2321608，与跨中截面主筋632 62

22、5 的总截面积为 7771之比为 20.7%，大于 20%，满mm2mm2足公路桥规的要求。25 课 程 设 计 用 纸(完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计(1) 带肋钢筋系数c1=1.0，荷载短期效应组合弯矩计算值为1838.1，荷载长期效应组kN mM s合弯矩计算值为MlM系数，非板式受弯构件 取 1.0, =c cE 210 MPac 1 0.55l1838.12M33ss1838.1106M198MPa=sss0s(3) 换算直径 d 的计算den d632 6 2522=2=ieii对于焊接钢筋骨架 d=1.3 28.9=37.57mmde7771Abh20013

23、750的计算30 d30 37.57()W c c c(ss0.28 102105 0.28 10 0.021 2 3Esf26 课 程 设 计 用 纸(完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计全宽度受压翼板b 2200mm， 120hmmff换算系数53.15104Es(1)求 T 梁换算截面惯性矩、IIcr01由()得bx22fEs0f梁跨中截面为第二类 T 形截面。这时，受压区 高度x2A 1447Es0fffb则2f开裂截面换算截面惯性矩bx3 As(h x) 7.241010 mmfff2433Es0 ( 1)As 581575mmEs20f 1f12bh22ffEs0 x A027 (完整 word 版)长沙理工大学结构设计原理课程设计1h1I 0bh bh( x) (b b)h33212212ffh (b b)h (x