钢筋混凝土简支T形梁设计

1、PAGE PAGE 26第一部分：主梁尺寸拟定与作用效应计算1.1设计资料1.11桥桥梁跨径径及桥宽宽某钢筋混凝凝土公路路桥梁的的主梁构构造如图图1和图2所示，标标准跨径径lk=16m，主梁梁全长ll=15.996m，计计算跨径径l0=15.5m。相邻邻的主梁梁之间在在l/2、l/4和支点点处共设设置5道横隔隔梁，间间距为33.855m，主主梁间距距为1.6m。采采用装配配式简支支T形梁结结构形式式，钢筋筋骨架采采用焊接接骨架。155001550038503850385038501596016001600图1 主主梁纵断断面(尺寸单单位：mm) 图2 桥梁横横断面(尺寸单单位：mm)1.12设

2、设计荷载载永久作用（结结构重力力）按钢钢筋混凝凝土的重重力密度度=255kN/m3计算；主梁上的可可变作用用（汽车车+人群荷荷载）标标准值按按均布荷荷载qk=122.63kNN/m计算（已已计入汽汽车荷载载的冲击击系数）；计算桥面板板（T梁悬臂臂板）时时，除承承受结构构重力外外，局部部在翼缘缘板端部部再作用用一个集集中荷载载（车轮轮荷载）P=13kN（按1m板宽计），其冲击系数采用1+=1.3。结构重要性性系数0=1.1。1.13材材料规格格混凝土强度度等级采采用C300fcd113.8N/mmm2；fck20.1N/mm22；ftd1.399N/mmm2；ftk22.01N/mm22；Ec3

3、.001104N/mmm2。主筋用HRRB3335级钢筋筋fsd2280NN/mmm2；fsk3355N/mmm2；Es2.001005N/mmm2。箍筋用R2235级级钢筋fsd1195NN/mmm2；fsk235N/mm22；Es2.111005N/mmm2。主梁主筋采采用HRBB3355级钢筋筋，直径径12mmm以下下者采用用R2335级钢筋筋；桥面板主筋筋采用R2335级钢筋筋，采用用焊接平平面钢筋筋骨架。1.14设设计规范范公路桥涵涵设计通通用规范范（JTGG D66020004）（简简称公公通规）；公路钢筋筋混凝土土及预应应力混凝凝土桥涵涵设计规规范（JTGG D66220004）

4、（简简称公公桥规）。1.15拟拟定主梁梁、横隔隔梁细部部尺寸主梁翼缘宽宽度bf=16600-20=15880mmm 主梁高度h=13300 mm主梁腹板宽宽度b=1180mmm翼缘板厚度度hf =1130mmm 翼缘板的平平均厚度度hf =(100+130)/2=1115mmm横隔梁高度度h取住梁高高度的33/4约约10000mmm横隔梁宽度度b=1550mmm1.2作用用效应计计算1.21桥桥面板的的荷载效效应视梁肋每侧侧翼缘板板在主梁梁处固结结，按固固端悬臂臂梁计算算，板的的计算宽宽度取11m。桥面板自重重折算为为均布荷荷载g=PAA=255kN/mhf1m =250.11151=22.8

5、775kNN/m集中力P在在固端截截面产生生的弯矩矩MP =PPl1=130.77=9.1kNNm桥面板自重重折算为为均布荷荷载g产生的的弯矩Mg =11/2ggl112=1/22.88750.772=0.7kNNm控制截面（固固定端）荷荷载效应应设计值值（组合合效应）根据公通通规第第4.11.6条进行行荷载效效应组合合得Md =11.4冲击系系数MMP +11.2 Mgg=1.441.339.11+1.20.77=177.4kkNm V d =1.44冲击击系数P+1.2gl1 =1.41.3313+1.222.88750.77=266.0775kNN1.22主主梁的荷荷载效应应永久荷载及及

6、其作用用效应计计算主梁每延米米自重g1 =1.55811.3-200.7(1.3-00.1115) =2.0544-1.6599 225=99.875kNN/m横隔梁自重重横隔梁体积积V横 = hfblf =11.00.11500.7=0.1105mm3V总=25VV横 =1.005 mm3横隔梁自重重G横 = V总P=26.25 kN折算成单位位自重g2 = G横/l=11.6445 kkN/mm主梁的总恒恒载集度度g= g11+g2=11.52kkN/mm影响线面积积计算项目面积影响线面积积W0 m2M1/2W01=11/4LL01/22L0 =300.033M1/4W02=33/166L

7、01/22L0 =222.522M1/8W03=77/644L01/22L0 =133.144Q1/2(V1/22)W0=0Q0(V0)W01=11/2LL0=7.75M1/2 = ggW011=11.5230.03=3455.955 kNNmM1/4= gW022 =11.5222.52=2599.433kNmM1/8 = ggW003=11.5213.14=1511.377 kNNmV1/2=0V0= ggW001=11.527.775=889.228 kkNm可变荷载作作用效应应计算主梁上的可可变作用用（汽车车+人群荷荷载）标标准值按按均布qqk=122.63kNN/m计算（已已计入汽汽

8、车荷载载的冲击击系数）；M1/2 = ggW001=12.6330.03=3799.288 kNNmM1/4= gW022 =12.6322.52=2844.433kNmM1/8 = ggW003=12.6313.14=1655.966 kNNmV1/2 = ggW00=12.6313.14=24.50 kNmV0 = gW011=12.637.775=997.888 kkNm主梁荷载作作用效应应计算（组组合效应应）弯矩组合值值M1/2 = 11.23455.955+1.43799.288=9466.13 kkNmM1/4= 1.22599.433+1.42844.433=7009.52 kk

9、NmM1/8 = 11.21511.377+1.41655.966=4113.99kNNm剪力组合值值V1/2 =1.220+1.424.50=34.3 kkNmV0 =1.2289.28+1.4497.88=2444.17 kkNm第二部分：主梁配配筋设计计2.1按正正截面承承载力配配筋设计计2.11按按正截面面承载力力配筋设设计桥面板按单单筋矩形形截面设设计，取取单位宽宽度即bb=1m，主梁翼缘宽宽度bf=16600-20=15880mmm 主梁高度h=13300 mm主梁腹板宽宽度b=1180mmm翼缘板厚度度hf =1130mmm 翼缘板的平平均厚度度hf =(1000+1330)/2

10、=1115mmm横隔梁高度度h取住梁梁高度的的3/44约10000mmm横隔梁宽度度b=1550 mmmMd =17.4 kkNm V d =26.0755 kNN混凝土强度度等级采采用C300fcd13.8N/mmm2；箍筋用R2235级级钢筋fsd1955N/mmm2；b =00.566 结结构重要要性系数数0=1.11 设as=225mmm， h0= hfas=115525=90mmm；(钢筋按按一排布布置)0 Mdd = fcddb x(h0 x/2)得1.1117.44106 =133.810000 x（90 x/2）得：x=115.550 mmm10097mmm22.12按按斜截面

11、面承载力力配筋设设计支点截面的的有效高高度h0=has=1330049.90=12550.110mmm；根据公路路钢筋混混凝土及及预应力力混凝土土桥涵设设计规范范（JTGG D66220004）第5229条：矩矩形、T形和工工字形截截面受弯弯构件，其其抗剪截截面应符符合要求求。说明截面尺尺寸符合合要求。2.13承承载能力力验算根据公路路钢筋混混凝土及及预应力力混凝土土桥涵设设计规范范（JTGG D66220004）第5223条：翼翼缘位于于受压区区的T形截面面受弯构构件，当当符合：时，则则按宽度度为bf的矩形形截面计计算。X=fsddAS /fcdbf =195510997/113.88100

12、00=115.55mm正截面抗弯弯承载力力Mu=fcdbf x(h0 x/2)=13.881000015.5(9015.5/22)=24.884kNNmMd =17.4 kkNm说明跨中正正截面抗抗弯承载载力满足足要求。2.2配置置主筋已知M11/2 =9446.113 kkNmbf=15580mmmb=1800mmhh=13300 mmhhf=1155mmfcd113.8N/mmm2fsd1955N/mmm2b =00.566 0=1.11满足多层钢钢筋骨架架的叠高高一般不不宜超过过0.115h0.220h的要求求设as=1120mmm， h0=has=1300120=1180mm；判断T形

13、形截面的的类型fcdbfhf (h0hf /22)=13.88155801155（11880-1115/2）=28144.622kNm0M1/22 =1.119466.133=10040.74kkNm故属于第一一类T形截面面。bfh=11580013000矩形截截面进行行计算求受压区区的高度度xX=h0（h0220M1/22/fcdbf）1/22=11800（11880221.119466.1331006/13.815880）1/22=411.177mmXhff=1115mmmX46003.444mmm2跨中截面面含筋率率验算h0=has=13300113.60=111866.40mmm2.3

14、主梁梁斜截面面承载力力计算2.31按按斜截面面抗剪承承载力进进行斜筋筋配置剪力组合值值V1/2 =1.220+11.424.50=34.3 kkNmV0 =1.2289.28+1.4497.88=2444.177 kNNm根据公路路钢筋混混凝土及及预应力力混凝土土桥涵设设计规范范（JTGG D66220004）第9310条规定：在在钢筋混混凝土梁梁的支点点处，应应至少有有两根并并不少于于总数1/5的下层层受拉的的主筋通通过。初步拟定梁梁底228的主主筋伸入入支座。受拉钢筋面面积为116088mm2200%772388=14448mmm2；支点截面的的有效高高度h0=has=1330049.90

15、=12550.110mmm；根据公路路钢筋混混凝土及及预应力力混凝土土桥涵设设计规范范（JTGG D66220004）第5229条：矩矩形、T形和工工字形截截面受弯弯构件，其其抗剪截截面应符符合要求求。说明截面尺尺寸符合合要求。2.32检检查是否否需要按按计算设设置腹筋筋根据公路路钢筋混混凝土及及预应力力混凝土土桥涵设设计规范范（JTGG D66220004）第5210条：矩矩形、T形和工工字形截截面受弯弯构件，符符合下列列条件时时要求时则不不需要进进行斜截截面抗剪剪承载力力计算，而而仅按构构造要求求配置箍箍筋。跨中：0.5010-3ftdbhh0=0.5010-311.39918801118

16、66.400=1448.42kNVdmm=844kN支点：0.5010-3ftdbhh0=0.5010-311.3991880112500.100=1556.339kNN2.5，取p中2.55p支1000支100016609/（180012250.10）0.77151l2=52210mmm。故不需要再再设置弯弯起钢筋筋。按照抗剪计计算初步步布置弯弯起钢筋筋如图44所示。2.6全梁梁承载力力校核2.61斜斜截面抗抗剪承载载力复核核简支梁弯矩矩包络图图近似取取为二次次物线：各弯起钢筋筋计算列列于下表表弯起点1234弯起钢筋的的水平投投影长度度mm1128109310571038弯起点距支支座中心心

17、的距离离mm1128222132784316弯起点距跨跨中的距距离mm8622752964725434分配的设计计剪力Vsbii（KN）166.551149.004109.11584.0006需要的弯筋筋面积mm211211004735475可提供的弯弯筋面积积mm2232232232216160816081608402弯筋与梁轴轴交点到到支座中中心距离离mm564169327853851弯筋与梁轴轴交点到到跨中距距离mm9186805769655899第一排弯起起钢筋（2N2）该排钢筋的的充分利利用点的的横坐标标为49988mm，而该该排钢筋筋的弯起起点的横横坐标为为66222mm，说明明弯

18、起点点位于充充分利用用点左边边，且两两点之间间的距离离为6622249988=16224mmmh00/2=12332.220/22=6116.110mm，满足足斜截面面抗弯承承载力要要求。该该排弯起起钢筋与与梁轴线线交点的的横坐标标为7086mm大于该该排钢筋筋的理论论不需要要点的横横坐标66455mm，说明明梁的正正截面承承载力亦亦满足要要求。第二排弯起起钢筋（2N3）该排钢筋的的充分利利用点的的横坐标标为30922mm，而该该排钢筋筋的弯起起点的横横坐标为为55299mm，说明明弯起点点位于充充分利用用点左边边，且两两点之间间的距离离为7552930922=24337mmmh00/2=12

19、114.30/22=6007.115mm，满足足斜截面面抗弯承承载力要要求。该该排弯起起钢筋与与梁轴线线交点的的横坐标标为60577mm大于该该排钢筋筋的理论论不需要要点的横横坐标449988mm，说明明梁的正正截面承承载力亦亦满足要要求。第三排弯起起钢筋（2N4）该排钢筋的的充分利利用点的的横坐标标为6880mm，而该该排钢筋筋的弯起起点的横横坐标为为44722mm，说明明弯起点点位于充充分利用用点左边边，且两两点之间间的距离离为447226800=37992mmmh00/2=11996.440/22=5998.220mm，满足足斜截面面抗弯承承载力要要求。该该排弯起起钢筋与与梁轴线线交点的

20、的横坐标标为4965mm大于该该排钢筋筋的理论论不需要要点的横横坐标330922mm，说明明梁的正正截面承承载力亦亦满足要要求。第四排弯起起钢筋（2N5）该排钢筋的的充分利利用点的的横坐标标为0，而该该排钢筋筋的弯起起点的横横坐标为为24144mm，说明明弯起点点位于充充分利用用点左边边，且两两点之间间的距离离为241440=24144mmh0/2=11886.40/22=5993.20mm，满足足斜截面面抗弯承承载力要要求。该该排弯起起钢筋与与梁轴线线交点的的横坐标标为28611mm大于该该排钢筋筋的理论论不需要要点的横横坐标115133mm，说明明梁的正正截面承承载力亦亦满足要要求。经上述

21、分析析判断可可知，初初步确定定的弯起起钢筋的的弯起点点位置的的正截面面抗弯承承载力和和斜截面面承载力力均满足足要求。根据公路路钢筋混混凝土及及预应力力混凝土土桥涵设设计规范范（JTGG D66220004）第9311条：简简支梁第第一排弯弯起钢筋筋的末端端弯折起起点应位位于支座座中心截截面处，以以后各排排弯起钢钢筋的末末端弯折折点应落落在或超超过前一一排弯起起钢筋弯弯起点截截面。同时，为了了节约钢钢筋，从从而达到到安全、经经济、合合理，应应使抵抗抗弯矩图图更接近近于设计计弯矩图图。拟作作如下调调整：弯起钢筋调调整表编号理论断点横坐标(mmm)充分利用点点横坐标(mmm)充分利用点点+h0/2横

22、坐标(mmm)原弯起点横坐标(mmm)拟调弯起点点横坐标(mmm)1775064557080伸入支座26455499856156622663034998309236995529483043092680127944723030568001093434截断如图6所示示：跨中中部分增增设三对对216的斜筋筋，梁端端增设一一对216的斜筋筋。6号钢筋在在跨中部部分截断断，根据据公路路钢筋混混凝土及及预应力力混凝土土桥涵设设计规范范（JTGG D66220004）第939条：钢筋筋混凝上上梁内纵纵向受拉拉钢筋不不宜在受受拉区截断；如需截截断时，应应从按正正截面抗抗弯承载载力计算算充分利利用该钢钢筋强度度

23、的截面面至少延延伸（lla+h0）长度度；同时时应考虑虑从正截截面抗弯弯承载力力计算不不需要该该钢筋的的截面至至少延伸伸20dd（环氧氧树脂涂涂层钢筋筋25d），该钢筋筋的截断断位置(距跨中)应满足足la+h0=30166+11886.440=116666mm，同时不不小于15113+220d=18333mmm，本设计计取为22000mm。2.62全全梁承载载能力校校核各排钢筋弯弯起后，相相应的梁梁的正截截面抗弯弯承载力力计算如如下表：梁的区段截面纵筋有效高度h0(mmm)T形截面类型受压区高度度x(mm)抗弯承载力力Mu(kNNm)支座中心至至1点2321250.10第一类20.911558

24、.1141点2点点4321232.20第一类41.8441090.742点3点点6321214.30第一类62.7661636.283点4点点8321196.40第一类83.6882079.964点5点点832+2161191.65第一类88.9112195.825点跨中中832+4161186.40第一类94.1442309.02根据公路路钢筋混混凝土及及预应力力混凝土土桥涵设设计规范范（JTGG D66220004）第933111条：受拉拉区弯起起钢筋的的弯起点点，应设设在按正正截面抗抗弯承载载力计算算充分利利用该钢钢筋强度度的截面面以外不不小于hh0/2处，弯弯起钢筋筋可在按按正截面面受

25、弯承承载力计计算不需需要该钢钢筋截面面面积之之前弯起起，但弯弯起钢筋筋与梁中中心线的的交点应应位于按按计算不不需要该该钢筋的的截面之之外。第三部分：正常使使用极限限状态的的裂缝与与变形验验算3.1主梁梁裂缝宽宽度验算算根据公路路钢筋混混凝土及及预应力力混凝土土桥涵设设计规范范（JTGG D66220004）第643条：矩形形、T形截面面钢筋混混凝土构构件其最最大裂缝缝宽度Wfk可按按下列公公式计算算：纵向受拉拉钢筋换换算直径径As的直径径焊接钢筋骨骨架d=11.3dde=1.3228.880=337.444mmm纵向受拉拉钢筋配配筋率=As/bhh0+(bbfb)hhf=772388/(118

26、011886.440)=0.0033990.02，取=0.02。受拉钢筋筋在使用用荷载作作用下钢钢筋重心心处的拉拉应力根据公路路钢筋混混凝土及及预应力力混凝土土桥涵设设计规范范（JTGG D66220004）第644条纵受拉拉钢筋的的应力按按下式计计算：ss=MMs/(00.877Ash0)=13302.851066/(00.87711186.4072338)=174.39MPa短期荷载载作用下下的最大大裂缝宽宽度螺纹钢筋CC1=1.0；C3=1.0；C2=1+0.55Nl/Ns=1+0.5510060.48/13002.885=11.40070满足公路路钢筋混混凝土及及预应力力混凝土土桥涵设

27、设计规范范（JTGG D66220004）第642条的要要求。3.2主梁梁挠度验验算根据公路路钢筋混混凝土及及预应力力混凝土土桥涵设设计规范范（JTGG D66220004）第651条：钢筋筋混凝土土受弯构构件，在在正常使使用极限限状态下下的挠度度，可根根据给定定的构件件刚度用用结构力力学的方方法计算算。第652条：钢筋筋混凝土土受弯构件件的刚度度可按下下式计算算：根据公路路钢筋混混凝土及及预应力力混凝土土桥涵设设计规范范（JTGG D66220004）第653条：受弯弯构件在在使用阶阶段的挠挠度应考考虑荷载载长期效效应的影影响，即即按荷载载短期效效应组合合计算的的挠度值值，乘以以挠度长长期增

28、长长系数。挠度度长期增增长系数数为=1.60。变形计算时时，主梁梁已经安安装就位位，截面面应取翼翼缘的全全宽计算算，bf=16600mmm。开裂截面面受压区区高度bx20/2=ESAs(h0 x0)1600 x20/2=6.66667772238(11886.440 x0)解得：x002399.044mmhf=1115mmm说明为第二二类T形截面面，重新新计算x。（bfb）hf (xx0hf /22)+bbx20/2=ESAs(h0 x0)（16000180）1115(x01155/2)+1880 xx20/2=6.66667772238(11886.440 x0)x0=2881.32mmmhf=1115mmm开裂截面面惯性矩矩Icr=bbfx3/3(bfb)(xhf)3/3+ESAs(h0 x)2=160002881.3323/3(166001800)(2281.321155)3/3+6.6666772338(111866.4002811.322)2=4.8989110100mm4全截面受受压区高高度全截面惯惯性矩I0= bbfx30/3(bfb)(x0hf)3/3+b(hhx0)3/3+ESAs(h0 x0)2=160004779.