混凝土结构设计原理课程设计报告报告

./混凝土结构理论课程设计装配式钢筋混凝土简支T梁设计专业：土木工程班级：学生姓名：学号：指导教师：__燕山大学2011.9装配式钢筋混凝土简支T形梁设计一、设计资料1二、内力计算3三、钢筋选择3四、跨中截面正截面承载力复核5五、斜截面抗剪承载力计算55.1抗剪强度上、下限复核55.2设计剪力图分配〔见图65.3箍筋设计65.4弯起钢筋设计7六、全梁承载力校核9七、梁最大裂缝宽度验算9八、梁最大挠度验算108.1刚度计算108.2计算人群荷载和汽车荷载〔不计冲击力作用下梁的挠度128.3计算结构恒载弯矩作用下梁的挠度128.4荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响产生的长期挠度12九设计依据13一、设计资料⑴桥面净空：净—13+2×1m⑵设计荷载：公路—Ⅱ级汽车荷载人群荷载结构重要性系数⑶材料规格钢筋：主筋采用HRB400钢筋,查表得抗拉强度标准值抗拉强度设计值弹性模量相对界面受压区高度箍筋采用HRB335钢筋抗拉强度标准值抗拉强度设计值弹性模量混凝土：主梁采用C30混凝土抗压强度标准值抗压强度设计值抗拉强度标准值抗拉强度设计值弹性模量⑷结构尺寸T型主梁：标准跨径21.00m计算跨径：20.50m主梁全长：20.96m横断面尺寸如图：图1.1T形梁截面尺寸〔尺寸单位：mm二、内力计算设计内力标准值见表：设计内力标准值引起内力的荷载内力值恒载〔车辆荷载〔人群荷载〔备注跨中弯矩1197.81128.2112.1车辆荷载引起的弯矩已计入冲击系数,1+μ=1.19L/4处弯矩898.4871.885.7支点剪力245.4343.6跨中剪力109.7弯矩组合设计值：跨中截面：L/4截面：剪力组合设计值：支点截面：跨中截面：三、钢筋选择根据跨中截面正截面承载力极限状态计算要求,确定纵向受拉钢筋数量。拟采用焊接钢筋骨架配筋,设,则,。翼缘计算宽度按下式计算,并取其中较小者：；；故取首先判断界面类型：故应按第二类T型梁计算。确定混凝土受压区高度：解得202.87mm且,=120mm将所得值带入下式求得所需钢筋截面面积为：采用四排焊接骨架,选用1232<外径35.8mm>,供给,钢筋截面重心至截面下边缘的距离,梁的实际有效高度。截面最小宽度。四、跨中截面正截面承载力复核由下式确定混凝土受压区高度,得：将值带入下式1.13142.39=3456.63承载力满足要求。五、斜截面抗剪承载力计算5.1抗剪强度上、下限复核对于腹板高度不变的等高度简支梁,距支点处的第一个计算截面的截面尺寸控制设计,应满足下列要求：根据构造要求,仅保持最下面两根钢筋通过支点,其余各钢筋在跨间不同位置弯起或折断。支点截面的有效高度,将有关数据带入上式得：距支点处剪力的组合设计值809.69得：计算结果表明,截面尺寸满足要求,但应按计算要求配置箍筋和弯起钢筋。5.2设计剪力图分配〔见图支点剪力组合设计值1.1775.52=853.07跨中剪力组合设计值1.1153.58=168.94其中=部分可不进行斜截面承载力计算,箍筋按构造要求配置。不需要进行斜截面承载力计算的区段半跨长度为：距支点处的设计剪力值为：应由混凝土和箍筋承担的剪力组合设计值为：0.6Vdl=485.81应由弯起钢筋承担的剪力组合设计值为：0.4Vdl=323.885.3箍筋设计由公式确定箍筋配筋率：式中：纵向钢筋配筋百分率,按3C32〔As=2412.6mm2伸入支点计算,可得：p=100=100=100=0.803受压翼缘影响系数,取1.1箍筋抗拉强度设计值,取=280MPa=0.0028选用直径为10mm的双肢箍筋,单肢箍筋的截面面积=78.54mm2取。在支撑截面处自支座中心至一倍梁高的范围内取。5.4弯起钢筋设计根据《桥规》〔JTGD62规定,计算第一排弯起钢筋时,取用距支座中心处h/2处,应由弯起钢筋承担的那部分剪力组合设计值,即。第一排弯起钢筋的截面面积由公式求得：由纵筋弯起3C32提供的。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,其中44mm为架立钢筋的净保护层厚度,22.7mm为架立钢筋的外径,30mm为纵向钢筋的净保护层厚度,35.8mm第二排弯起钢筋的截面面积为：=由纵筋弯起的2C32钢筋,加焊C25钢筋,提供的。计算第三排弯起钢筋时,应取第二排弯起钢筋弯点处〔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。第三排弯起钢筋的截面面积为：=由纵筋弯起的C36钢筋,加焊2C25钢筋,提供的。计算第四排弯起钢筋时,应取应取第三排弯起钢筋弯点处〔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,从图按比例求得。第四排弯起钢筋的截面面积为：=由纵筋弯起2C32钢筋,提供的：计算第五排弯起钢筋时,应取第四排弯起钢筋弯点处〔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,从图按比例求得。第五排弯起钢筋的截面面积为：=由纵筋弯起C32和加焊的2C20计算第六排弯起钢筋时,应取第五排弯起钢筋弯点处〔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,从图按比例求得。第六排弯起钢筋的截面面积为：=第六排弯起钢筋采用加焊3C20计算第七排弯起钢筋时,x=6503.8mm,应由弯起钢筋承担的那部分剪力组合设计值从图按比例求得=124.71,第七排弯起钢筋的截面面积：第七排弯起钢筋采用加焊的3C20钢筋,提供的。六、全梁承载力校核跨中截面所能承受的弯矩设计值,将其分成12等分,按每次弯起的钢筋截面面积之比,近似求得钢筋弯起后各截面所能承受的弯矩设计值。从全梁承载力校核图〔见附图可以看出,钢筋弯起后各截面的正截面抗弯承载力是足够的。各钢筋的弯起点距其充分利用点的距离〔即图中及两点间的水平距离均大于h/2,故斜截面抗弯承载力也满足要求。七、梁最大裂缝宽度验算配筋率：受拉钢筋的应力：短期荷载作用：长期荷载作用：现,,则最大裂缝宽度为：因此,最大裂缝宽度符合要求。八、梁最大挠度验算8.1刚度计算截面混凝土受压区高度为：得到：故为第二类T形截面。这时换算截面受压区高度为：故开裂截面的换惯性矩为：T梁的全截面换算截面面积为：受压区高度为：全截面换算惯性矩计算为：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：全截面换算受拉区边缘的弹性抵抗矩为：塑性影响系数为：开裂弯矩：开裂构件的抗弯刚度为：8.2计算人群荷载和汽车荷载〔不计冲击力作用下梁的挠度符合《公桥规》要求。8.3计算结构恒载弯矩作用下梁的挠度8.4荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响产生的长期挠度采用C30混凝土,根据《公桥规》按短期荷载效应计算的挠度值乘以挠度长期增长系数