3节装配式钢筋混凝土简支梁设计例题.ppt

1、装配式钢筋混凝土简支梁设计例题,Add subtitle here,1）已知设计数据及要求,钢筋混凝土简支梁标准跨径20m，计算跨径19.5m,T形截面梁的尺寸如图所示。桥梁处于类环境条件，安全等级为二级。梁体采用C30混凝土，HRB335级钢筋，箍筋采用R235级钢筋，直径8mm。 简支梁控制截面的弯矩组合设计值和剪力组合设计值为： 跨中截面：Md,l/2=2840kNm,Vd,l/2=135kN l/4跨截面：Md,l/4=2161kNm 支点截面： Md,0=0kNm,Vd,0=707kN 要求确定纵向受拉钢筋的数量和进行腹筋设计,2)跨中截面的纵向受拉钢筋计算 （1）T形截面梁受压翼板

2、的有效宽度bf 由图所示的T形截面受压翼板厚度的尺寸，可得翼板平均厚度,则可得到：,（本例相邻主梁平均间距为2200mm）,故取受压翼板的有效宽度,（2）钢筋数量计算 查表得fcd=13.8Mpa, fsd=280Mpa,b=0.56,0=1,则弯矩计算值M=0Md=2840kNm 采用焊接钢筋骨架，故设as=30+0.071500=135mm,则截面的有效高度 h0=1500-135=1365mm,故属于第一类T型 截面,由公式,简化整理得：求解二次方程得到合理解： X=70.3mmhf(=175mm) 将各已知值及X=70.3mm代入公式，可得,现选择钢筋为832（6434）+420（12

3、56），截面面积As=7690mm2钢筋叠高层数为6层，布置如图所示,2200,222,150,200,截面配筋图（尺寸单位：mm）,混凝土保护层厚度c取32mm。钢筋间横向净距Sn=180-232-235.8=44.4mm40mm及1.25d=1.2532=40mm,故满足构造要求。 下面进行截面复核 由钢筋布置图可求得,则实际有效高度h0=1500-119=1381mm,由于fcdbfhf fsdAs,故为第一类截面，由公式，求解x,即,由公式，求得正截面抗弯承载力：,又,故该截面复核满足要求，设计安全,3）腹筋设计,（1）截面尺寸检查 根据构造要求，梁最底层钢筋232通过支座截面，支点截

4、面有效高度为：,支点截面,跨中截面,故按正截面承载能力计算所确定的截面尺寸满足抗剪方面的构造要求。,（2）分析梁内是否需要配置剪力钢筋,跨中： 0.5010-3ftdbh0=0.501031.391801381=172.76kN 支点： 0.50103ftdbh0=0.501031.391801450.10=181.4kN 因,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箍筋,（3）计算剪力图分配,在图5-16所示的剪力包络图中，支点处剪力计算值V0=0Vd，0,跨中处剪力计算值Vl/2= 0Vd，l/2 确定构造配置箍筋长度 l1=L/2(Vx-Vl/2)/(V0-Vl/2

5、)=9750（1172.76135）/（707135）=664mm 在l1长度范围内可以按照构造配置箍筋,（4）计算最大剪力和剪力分配,根据规范规定：最大剪力取用距支座中心h/2处截面的数值，并按混凝土和箍筋共同承担不少于60%；弯起钢筋承担不超过40%，并且用水平线将剪力设计值包络图分割为两部分。 距支座中心h/2处截面剪力混凝土和箍筋承担的剪力 Vcs0.6Vd0.6663397.8KN 弯起钢筋承担的剪力 Vsb0.4Vd0.4663265.2KN 简支梁剪力包络图取为斜直线。即： 剪力分配见图5-16所示。,箍筋设计,钢筋混凝土梁应设置直径不小于8mm或1/4主筋直径的箍筋。其配筋率s

6、v，R235钢筋不应小于0.18%， 现初步选用8的双肢箍筋 n2；Asv150.3mm2。 Asv=nAsv1250.3100.6mm2,p中100中1007690/（1801381）3.12.5，取p中2.5 p支100支1001608/（1801450.10）0.622.5 p平（p中+p支）/2（2.5+0.62）/21.56 h0平（h0中+h0支）/2（1381+1450.10）/21416mm,现取跨中部分箍筋的间距为170mm,则满足规范Sv=170mmh0/2=750mm及400mm 配箍率验算: 在支座中心向跨径方向长度相当于不小于一倍梁高范围内，箍筋间距不宜大于100mm

7、,取Sv=100mm。,弯起钢筋及斜筋设计,设焊接钢筋骨架的架立钢筋HRB335级为222，钢筋中心至梁受压一般上缘距离为as=56mm,c=43mm. 计算第一排弯起钢筋Asb1时，对于简支梁和连续梁近边支点梁段，取用距支点中心h/2处由弯起钢筋承担的那部分剪力值Vsb1； 计算第一排弯起钢筋以后的每一排弯起钢筋Asb2Asbi时，取用前一排弯起钢筋下面弯点处由弯起钢筋承担的那部分剪力Vsb2Vsbi。,弯起钢筋弯起角度为45度，弯起钢筋末端与架立钢筋焊接，为了得到每对弯起钢筋分配到的剪力，由前述弯起钢筋的构造规定，来得到各排弯起钢筋弯起点计算位置。首先要计算弯起钢筋上下弯点之间垂直距离hi

8、,第一排弯起钢筋的水平投影长度为： h1=1500-(32+35.81.5)+(43+25.1+35.80.5)=1328mm 弯筋的弯起角为45度，则第一排弯筋（2N5）的弯起点1距支座中心的距离为1328mm. 弯筋与梁纵轴线交点1距支座中心的距离为1328-1500/2-（32+35.81.5）=664mm 分配给第一排弯起钢筋的剪力Vsb1=0.4V=265.2kN,所需要提供的弯起钢筋面积,对于第二排弯起钢筋，可得到： h2=1500(32+35.82.5)+(43+25.1+35.80.5)=1293mm 分配给第二排弯起钢筋的剪力，由比例关系计算可得 Vsb2=231.29kN

9、所需要提供的弯起钢筋面积,弯筋与梁纵轴线交点2距支座中心的距离为 2621-1500/2-（32+35.82.5）=1993mm,现拟弯起N1N5钢筋，将计算的各排弯起钢筋弯起点截面hi以及至支座中心的距离xi、分配的剪力计算值Vsbi，所需的弯起钢筋面积Asbi值列入表5-2 弯起钢筋计算表,由表5-2可见，原拟定弯起N1钢筋的弯起点距支座中心的距离为6323mm，大于4520.5+h/2=4520.5+750=5270.5mm 在欲设置弯起钢筋的区域长度范围之外，暂不参与弯起钢筋的计算。 弯起钢筋N5提供的弯起面积小于截面所需的钢筋面积，因此需要在与N5相同的弯起位置加焊接斜筋2N10（2 16），使得总弯起面积1609+402=2011mm2 1786mm2,现在按照同时满足梁跨间各正截面和斜截面抗弯要求，确定弯起钢筋的弯起点位置。 钢筋弯起后相应各正截面抗弯承载能力,将正截面抗弯承载能力用各平行线表示,750,4520.5,3815.