20米跨简支t梁课程设计

第一章、设计资料标准跨径20m，计算跨径19.50m，主梁全长19.60m，28孔简支T形梁桥，桥梁横断面及尺寸如下图，桥面净空：净-7+2×1.5m，设计荷载为公路—Ⅱ级，结构重要性系数为1，主筋采用HRB400钢筋，箍筋采用R335钢筋，主梁采用C30混凝土，试针对该桥的一概主梁进行配筋设计。第二章、内力计算经比较弯矩以1号边梁控制设计，剪力以2号梁控制设计。为安全考虑，全桥均按下列内力设计：弯矩组合设计值：跨中截面剪力组合设计值：支点截面Vd.o=590.87kN跨中截面Vd.l/2=117.04kN第三章、正截面承载力设计1．查材料强度表HRB400钢筋抗拉强度标准值fsk=400MPa，抗拉强度设计值ƒsd=330MPa，相对界限受压区高度ξb=0.53，HRB335钢筋抗拉强度标准值ƒsk=335MPa，抗拉强度设计值ƒsd=280MPa，C30混凝土抗压强度标准值ƒck=30MPa，抗压强度设计值ƒcd=13.8MPa,抗拉强度设计值ƒtd=1.39MPa2．根据跨中截面正截面承载能力极限状态计算要求，确定纵向受拉钢筋数量。1）拟采用焊接钢筋骨架配筋，设as=100mm，则ho=1500-100=1400mm2）翼缘计算宽度bf按下式计算，并取其中较小者：3.判断截面类型故应按第一类T形计算。4.由公式确定混凝土受压区高度整理解得：5.将所得x值，代入公式求所需钢筋截面面积6.选择并布置钢筋采用两排焊接骨架，选用832，供给As=8×804.3=6434mm2。钢筋截面重心至截面下,边缘的距离as=35+2×35.8=106.6mm（式中35.8mm为32钢筋的外径），梁的实际有效高度h0：h0=1300－106.6=1193.4m配筋率满足最小配筋率要求。第四章、斜截面抗剪承载力计算1．抗剪强度上、下限复核。对于腹板宽度不变的简支梁，其支点截面的剪力组合设计值，应控制在抗剪强度上、下限之间：根据构造要求，仅保持最下面的两根钢筋（232）通过支点，其余各钢筋在跨间不同位置弯起。支点截面的有效高度h0=1300－106.6=1193.4mm，将有关数据代入上式得：计算结果表明，截面尺寸是足够的，但需设置箍筋和弯起钢筋。2．设计剪力图分配。支点剪力组合设计值跨中剪力组合设计值其中部分可不进行斜截面承载能力计算，箍筋按构造要求配置。不需进行斜截面承载能力计算的区段半跨长度为距支点处的设计剪力值可由比例关系求得为Vd1=559.28kN，其中应由混凝土和箍筋承担的剪力组合设计值为应由弯起钢筋承担的剪力组合设计值为:第五章、水平纵向钢筋和架立钢筋设计1．箍筋设计由公式确定箍筋配筋率：式中：P—纵向钢筋配筋率，按232（As=1609）伸入支点计算a3—受压翼缘影响系数，取a3=1.1fsd.v—箍筋抗拉强度设计值，取fsd.v=280MPa选用直径为8mm的双肢箍筋，单肢箍筋的截面面积Asv1=50.3mm2，箍筋间为取Sv=200mm。在支承截面处自支座中心至梁高一半（即h\2）范围内取sv=100mm。2．弯起钢筋设计根据《桥规》规定，计算第一排弯起钢筋时，取用距支座中心h/2处，应由弯起钢筋承担的那部分剪力组合设计值，即Vsb1=0.4Vd1=223.712kN。第一排弯起钢筋的截面面积由公式求得：由纵筋弯起232，提供的Asb1=1609mm2。计算第二排弯起钢筋时，应取第一排弯起钢筋起弯点处（即距支座中心x1=h1=1300－(44+22+35+2×35.8)=1127.4mm，其中44mm为架立钢筋的净保护层厚度，22mm为架立钢筋的外径，35mm为纵向钢筋的净保护厚度，34.5mm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Vsb2=200.059kN。第二排弯起钢筋的截面面积为:=1145.9由纵筋弯起232，提供的Asb2=1609mm2计算第三排弯起钢筋时，应取第二排弯起钢筋起弯点处[即距支座中心1127.4+1300－(44+22+35+3×35.8)=2219mm，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Vsb3=147.456。第三排弯起钢筋的截面面积为由纵筋弯起232，提供的Asb3=1609mm2计算第四排弯起钢筋时,应取第三排弯起钢筋起弯点处[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。第四排弯起钢筋的截面面积为加焊232，提供的Asb4=1609mm23.架立筋设计按构造要求进行配筋，取焊接钢筋骨架（HRB335）直径为22mm的两根，钢筋重心至梁受压翼板上边缘距离为56mm。第六章、全梁承载力校核跨中截面所能承受的弯矩设计值Mdu=2394.09kN.m，将其按每次弯起的钢筋截面面积之比分成4等份，近似求得钢筋弯起（或剪断）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能力是足够的。各钢筋的弯起点距其充分利用点的距离均大于h0/2，故斜截面抗弯承载能力亦满足要求。具体数据参见全梁承载力校核图形第七章、梁跨中挠度的验算在进行梁变形计算时。应取梁与相邻横向连接后的截面的全宽度受压翼板计算，即=1500，是110mm1．T形梁换算截面的惯性矩和计算对T形梁的开裂截面，由公式得到即：=250.61034=110mm梁跨中截面为第二类T形截面。这时，受压区高度由公式确定，即：==1103.34556==800762.6667==317.26490=110mm开裂截面的换算截面惯性矩为：=T梁的全截面换算截面面积为：==426168.2受压区高度为：全截面换算惯性矩为：=9.18132．计算开裂构件的抗弯刚度全截面抗弯刚度：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：全截面换算截面的面积矩为：==1.054塑性影响系数为：开裂弯矩开裂构件的抗弯刚度为：==1.1932513．受弯构件跨中截面处的长期挠度值短期荷载效应组合下跨中截面弯矩标准值=1438.14KN.m，结构自重作用下跨中截面弯矩标准值=912.5KN.m。对C30混凝土，挠度长期增长系数受弯构件在使用阶段的跨中截面的长期挠度值为：==74.7065mm在结构自重作用下跨中截面的长期挠度值为：=47.40