装配式钢筋混凝土简支结构设计计算

xx交通学院桥梁工程课程设计院(系)别土木工程学院专业土木工程班级土木级班学号姓名指导教师成绩二○一三年六月课程设计任务书题目装配式钢筋混凝土简支结构设计计算院（部）土木工程学院专业土木工程班级土木102学生姓名学号6月10日至6月1指导教师（签字）系主任（签字）2013年6月17日一、设计内容及要求按照《课程设计规范》要求，主要完成以下内容：1．桥面板内力计算：计算T梁翼板所构成的铰接悬臂板的设计内力。2．主梁内力计算：（1）用“杠杆法”计算荷载位于支点处各主梁的荷载横向分布系数。（2）用“修正刚性横梁法”计算荷载位于跨中时各主梁的荷载横向分布系数。（3）用“比拟正交异性板法”计算荷载位于跨中时各主梁的荷载横向分布系数。（4）计算主梁在荷载作用下跨中截面的弯矩、支点和跨中截面的剪力。（5）进行主梁内力组合，并画出主梁弯矩包络图和剪力包络图。3．横梁内力计算：用“刚性横梁法”计算横梁内力。4．配筋计算5、裂缝、挠度、预拱度计算：计算主梁跨中挠度，并考虑是否需要设置预拱度。6、支座计算二、设计原始资料（一）某三跨简支梁桥面连续，采用桩柱式桥墩、U形桥台。1．桥面净空：净－14+2×1.50m2．主梁跨径和全长：标准跨径：lb=30.00m（墩中心距离），计算跨径：lj=29.50m（支座中心距离），主梁全长：L=上部结构主梁布置图：（单位：cm）主梁一般构造图(截面尺寸可调整)上部结构横断面构造图上部T梁立断面构造图4．设计荷载：2004桥梁规范：公路—I级荷载，人群3.0KN/m5．材料：主梁：混凝土C40，容重26KN/m3，桥面铺装：防水混凝土厚6.5~17cm，容重25KN/m三、设计完成后提交的文件和图表1．设计说明书按照学校下发的课程设计规范要求，完成计算书的编排工作，特别注意格式的要求（统一用A4打印纸书写或打印，每页加页码编号）。2．图纸(选做，成绩评定仅加分不减分)有兴趣的学生，可完成以下图纸的绘制：（A3图纸或坐标纸，可CAD绘制）图一（桥梁总体布置图）：绘出平、纵、横三个视图。已知三跨简支梁，采用桥面连续技术，桩柱式桥墩、U形桥台扩大基础。各跨的主梁横断面和纵断面布置附图所示，桥墩、桥台和基础的尺寸自行拟定。图二（主梁一般构造图）：主梁各部分的构造。另：计算中所用到的插图在计算书中绘制即可，必要时，可另绘图纸。四、进度安排第一天：拟定全桥尺寸，绘草图；桥面板内力计算第二天：主梁荷载横向分布系数计算第三天：主梁恒载内力、活载内力计算、主梁内力组合第四天：横梁内力计算、主梁挠度和预拱度计算第五天：图纸绘制、设计计算书的整理，设计考核，成绩评定。五、主要参考资料1．高等学校教材《桥梁工程》（上册）范立础主编2．高等学校教材《桥梁工程》姚玲森主编3．《公路桥涵设计手册—梁桥》上册1994年4．《公路通用桥涵设计规范》(JTGD60-2004)5．《公路桥涵圬工设计规范》(JTGD61-2005)6．《公路桥涵钢筋混凝土及预应力混凝土设计规范》(JTGD62-2004)六、课程设计成果装订顺序如下：1.封面2.设计任务书3.成绩评定表4.目录5.正文6.设计总结及改进意见7.参考文献8.图纸或附表。桥梁工程课程设计成绩评定表姓名班级学号成绩平时成绩评阅成绩答辩成绩总计

目录TOC\o"1-2"\h\z\u装配式钢筋砼简支T型梁桥设计 1主梁设计 3一、结构尺寸拟定 3二、主梁内力计算 3（一）主梁的荷载弯矩横向分布系数 3（二）、内力计算 101．恒载内力 102、活载内力计算 11三、截面设计、配筋与验算。 161）截面设计 162）截面复核 174）跨中截面的纵向受拉钢筋计算 185）腹筋设计 18（4）箍筋设计 19（5）弯起钢筋及斜筋设计 20（6）斜截面抗剪承载力的复核。 24四、裂缝宽度验算 25五、变形验算 26六、横梁的计算 271.横隔梁弯矩计算 272.横隔梁截面配筋与验算 29七、支座计算 31八、行车道板计算 32三、行车道板的计算T梁横截面如图3-1所示图3-1T梁横截面图（尺寸单位：cm）(一)结构自重及其内力（按纵向1m宽板条计算）每延米板上的结构自重g防水混凝土层:T梁翼板自重：合计：2、每延米宽板的恒载内力汽车车辆荷载产生的内力（1）有效宽度计算：将车辆荷载后轮作用于铰缝轴线上（图3-1），后轴作用力为P=140KN，轮压分布宽度如图3-2所示。车辆荷载后轮着地长度为宽度为[由《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）查得]，则对于单独一个车轮荷载作用时：所以可以布两个轮.（车轮布置如3-2所示）2）内力计算由《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）4.3.2知：汽车荷载局部加载及T梁.箱梁.悬壁板上的冲击系数采用1.3作用于每米宽板条上的弯矩为：作用于每米宽板条上的剪力为：3）内力组合①承载能力极限状态内力组合计算（表3-1）：表3-1基本组合②正常使用极限状态内力组合计算（3-2）表3-2基本组合二、主梁内力计算1）主梁的抗弯惯性矩Ix图4-1（尺寸单位：cm）I计算如表4-1所示表4-1（单位cm）分块号Aiyisi=Ai×yiyu-yiIxIi1162×12=194461164455.66009603.82332820.5×162×10=8109.33756052.32215584.945003153×18=275476.5210681-14.9611415.55732365.540.5×18×9=8115012150-88.4632979.4364.5527×36=972166.5161838-104.910695897.759049合计A=6561yu=61.640389320165481.354596072）：修正的偏心压力法计算跨中截面荷载横向分布系数计算：1.抗扭惯性矩的计算截面分成如图所示三部分：2.计算抗扭修正系数各根主梁的横截面相同，2号梁：4号梁：5号梁：各梁影响线如下图：对于2号梁：对于4号梁：对于5号梁：各梁跨中处相应于公路—I级和人群荷载的横向分布系数计算表1—3梁号公路—Ⅱ级人群荷载2号梁0.5480.3204号梁0.4780.2225号梁0.4440.2223）比拟正交异性板法计算跨中截面荷载横向分布系数计算1.确定参数=1\*GB3①横隔梁截面特性的计算：有效宽度计算:横梁长度l=14.4m翼板有效宽度：横隔梁截面重心位置：故横隔梁抗弯惯性矩：=2\*GB3②.=3\*GB3③参数计算：计算各主梁横向影响线竖标对于2号梁：对于4号梁：由图查的值如下表所示：梁位荷载位置B3/4BB/2B/40-B/4-B/2-3/4B-B校核K100.910.951.001.051.091.051.000.950.918.00B/41.681.091.101.111.040.990.910.830.788.00B/21.291.251.201.101.000.900.810.730.677.973/4B1.561.431.271.100.980.820.730.650.598.06B1.871.551.301.080.900.780.650.580.508.03K000.710.881.001.151.201.151.000.880.717.97B/41.551.471.381.291.130.900.640.350.128.00B/22.502.091.781.400.990.630.23-0.18-0.537.963/4B3.382.792.001.480.900.38-0.16-0.59-1.177.91B4.203.492.391.590.740.13-0.54-1.08-1.687.98梁号算式荷载位置B3/4BB/2B/40-B/4-B/2-3/4B-B21.4701.3701.2471.1000.9870.8470.7570.6770.6173.0872.5571.9271.4530.9300.463-0.030-0.453-0.957-1.617-1.187-0.680-0.3530.0570.3830.7871.1301.5742.8952.4161.8461.4110.9370.5090.063-0.319-0.7700.3220.2680.2050.1570.1040.0570.007-0.035-0.08641.5951.0741.0891.1031.0460.9970.9200.8430.7941.4571.4051.3381.2741.1380.9280.6800.4090.1850.138-0.330-0.249-0.171-0.0920.0690.2400.4340.6091.4731.3651.3081.2541.1270.9360.7080.4600.25850.9100.9501.0001.0501.0901.0501.0000.9500.9100.7100.8801.0001.1501.2001.1501.0000.8800.7100.2000.0700.000-0.100-0.110-0.1000.0000.0700.2000.7340.8881.0001.1381.1871.1381.0000.8880.7340.0820.0990.1110.1260.1320.1260.1110.0990.082绘制主梁荷载横向影响线：绘制主梁荷载横向影响线：如左对于2号梁：对于4号梁：对于5号梁：各梁跨中处相应于公路—I级和人群荷载的横向分布系数计算表1—3梁号公路—Ⅱ级人群荷载2号梁0.5260.3134号梁0.4920.1955号梁0.4600.1704）用“杠杆原理”计算位于支点处的荷载横向分布系数对于2梁：对于4号梁：对于5号梁：各梁支点处相应于公路—I级和人群荷载的横向分布系数计算表1—3梁号公路—Ⅱ级人群荷载2号梁0.50004号梁0.63905号梁0.63905）内力计算1.永久作用集度：防水混凝土层:T梁翼板自重：跨中截面：支点截面：横隔梁：为简化计算主梁取二者的平均值作为计算值。题中没给人行道和栏杆的有关数值，此暂忽略不计。作用在主梁上的全部永久作用集度：2.永久作用效应：主梁自重产生的内力表2.5.1截面位置x内力剪力Q（KN）弯矩（KN·m）X=0M=0（0）X=X=Q=03．汽车、人群荷载内力计算(1)荷载横向分布系数汇总荷载横向分布系数表2.5.2梁号荷载位置公路-I级人群荷载备注2号梁跨中mc0.5480.320按“修正偏心压力法”计算支点mo0.5000按“杠杆法”计算4号梁跨中mc0.4780.222按“修正偏心压力法”计算支点mo0.6390按“杠杆法”计算5号梁跨中mc0.4440.222按“修正偏心压力法”计算支点mo0.6390按“杠杆法”计算均布荷载和内力影响线面积计算均布荷载和内力影响线面积计算表表5.2.3截面类型公路-I级均布荷载（KN/m）人群（KN/m）影响线面积（m2或m）影响线图线M1/210.53.0×1.5=4.5Q1/210.54.5Q010.54.5公路-I级集中荷载Pk计算计算弯矩效应时：计算剪力效应时:(6)计算冲击系数Ic=0.25625088m2mc=17.06/g=17.06/9.81=0.174KNs2/m2C40混凝土E取3.25×1010N/m2介于1.5Hz和14Hz之间，按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）2.3.4条规定，冲击系数按照下式计算：=0.1767lnf-0.0157=0.2261+=1.227车队布置为4车队，所以横向折减系数取0.67.各梁的弯矩M1/2和剪力Q1/2、Q0计算1.对于2号梁：跨中截面弯矩与剪力计算计算支点截面汽车荷载最大剪力绘制各梁的荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如图1.对于4号梁：跨中截面弯矩与剪力计算计算支点截面汽车荷载最大剪力：绘制各梁的荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如图1.对于5号梁：跨中截面弯矩与剪力计算计算支点截面汽车荷载最大剪力绘制各梁的荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如图（9）、内力组合永久荷载作用分项系数:=1.2汽车荷载作用分项系数：=1.4人群荷载作用分项系数：=1.4桥梁结构重要性系数，本例取为1.0。其它可变荷载作用效应组合系数，取为0.8。2号梁内力计算结果汇总：表2.9.1荷载类别弯矩（）剪力（）梁端跨中梁端跨中结构重力02921.87396.190汽车荷载01438.21205.91106.78汽车荷载（不计冲击力）01172.14167.8287.03人群荷载0156，6517.815.311.作用效应基本组合梁端剪力：跨中弯矩：2.作用短期效应组合，车辆荷载不计冲击力梁端剪力：跨中弯矩：2.作用长期效应组合，车辆荷载不计冲击力梁端剪力：跨中弯矩：4号梁内力计算结果汇总：表2.9.1荷载类别弯矩（）剪力（）梁端跨中梁端跨中结构重力02921.87396.190汽车荷载01254.50239.4180.76汽车荷载（不计冲击力）01022.41195.1265.82人群荷载0108.6812.363.681.作用效应基本组合梁端剪力：跨中弯矩：2.作用短期效应组合，车辆荷载不计冲击力梁端剪力：跨中弯矩：作用长期效应组合，车辆荷载不计冲击梁端剪力：跨中弯矩：5号梁内力计算结果汇总：荷载类别弯矩（）剪力（）梁端跨中梁端跨中结构重力02921.87396.190汽车荷载01165.27235.7975.02汽车荷载（不计冲击力）0949.69192.1761.14人群荷载0108.6812.363.681.作用效应基本组合梁端剪力：跨中弯矩：2.作用短期效应组合，车辆荷载不计冲击力梁端剪力：跨中弯矩：2.作用长期效应组合，车辆荷载不计冲击力梁端剪力：跨中弯矩：内力包络图如图2.9.1：图2.9.14设计总结忙碌的一周过去了，桥梁工程课程设