裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)_第1頁(yè)
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PAGEPAGE17混凝土結(jié)構(gòu)理論課程設(shè)計(jì)裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè):土木工程班級(jí):學(xué)生姓名:學(xué)號(hào):指導(dǎo)教師:__燕山大學(xué)2011.9裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T形梁設(shè)計(jì)HYPERLINK\l"_Toc309724622"一、設(shè)計(jì)資料1HYPERLINK\l"_Toc309724623"二、內(nèi)力計(jì)算3HYPERLINK\l"_Toc309724624"三、鋼筋選擇3HYPERLINK\l"_Toc309724625"四、跨中截面正截面承載力復(fù)核5HYPERLINK\l"_Toc309724626"五、斜截面抗剪承載力計(jì)算5HYPERLINK\l"_Toc309724627"5.1抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核5HYPERLINK\l"_Toc309724628"5.2設(shè)計(jì)剪力圖分配(見(jiàn)圖)6HYPERLINK\l"_Toc309724629"5.3箍筋設(shè)計(jì)6HYPERLINK\l"_Toc309724630"5.4彎起鋼筋設(shè)計(jì)7HYPERLINK\l"_Toc309724631"六、全梁承載力校核9HYPERLINK\l"_Toc309724632"七、梁最大裂縫寬度驗(yàn)算9HYPERLINK\l"_Toc309724633"八、梁最大撓度驗(yàn)算10HYPERLINK\l"_Toc309724634"8.1剛度計(jì)算10HYPERLINK\l"_Toc309724635"8.2計(jì)算人群荷載和汽車(chē)荷載(不計(jì)沖擊力)作用下梁的撓度12HYPERLINK\l"_Toc309724636"8.3計(jì)算結(jié)構(gòu)恒載彎矩作用下梁的撓度12HYPERLINK\l"_Toc309724637"8.4荷載短期效應(yīng)組合并考慮荷載長(zhǎng)期效應(yīng)影響產(chǎn)生的長(zhǎng)期撓度12HYPERLINK\l"_Toc309724638"九設(shè)計(jì)依據(jù)13一、設(shè)計(jì)資料⑴橋面凈空:凈—13+2×1m⑵設(shè)計(jì)荷載:公路—Ⅱ級(jí)汽車(chē)荷載人群荷載結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)⑶材料規(guī)格鋼筋:主筋采用HRB400鋼筋,查表得抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值彈性模量相對(duì)界面受壓區(qū)高度箍筋采用HRB335鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值彈性模量混凝土:主梁采用C30混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值彈性模量⑷結(jié)構(gòu)尺寸T型主梁:標(biāo)準(zhǔn)跨徑21.00m計(jì)算跨徑:20.50m主梁全長(zhǎng):20.96m橫斷面尺寸如圖:圖1.1T形梁截面尺寸(尺寸單位:mm)二、內(nèi)力計(jì)算設(shè)計(jì)內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)表:設(shè)計(jì)內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值引起內(nèi)力的荷載內(nèi)力值恒載()車(chē)輛荷載()人群荷載()備注跨中彎矩1197.81128.2112.1車(chē)輛荷載引起的彎彎矩已計(jì)入沖沖擊系數(shù),1+μ=1.199L/4處彎矩898.4871.885.7支點(diǎn)剪力245.4343.6跨中剪力109.7彎矩組合設(shè)計(jì)值:跨中截面:L/4截面:剪力組合設(shè)計(jì)值:支點(diǎn)截面:跨中截面:三、鋼筋選擇根據(jù)跨中截面正截面承載力極限狀態(tài)計(jì)算要求,確定縱向受拉鋼筋數(shù)量。擬采用焊接鋼筋骨架配筋,設(shè),則,。翼緣計(jì)算寬度按下式計(jì)算,并取其中較小者:;;故取首先判斷界面類(lèi)型:故應(yīng)按第二類(lèi)T型梁計(jì)算。確定混凝土受壓區(qū)高度:解得202.87mm且,=120mm將所得值帶入下式求得所需鋼筋截面面積為:采用四排焊接骨架,選用1232(外徑35.8mm),供給,鋼筋截面重心至截面下邊緣的距離,梁的實(shí)際有效高度。截面最小寬度。四、跨中截面正截面承載力復(fù)核由下式確定混凝土受壓區(qū)高度,得:將值帶入下式1.13142.39=3456.63承載力滿(mǎn)足要求。五、斜截面抗剪承載力計(jì)算5.1抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核對(duì)于腹板高度不變的等高度簡(jiǎn)支梁,距支點(diǎn)處的第一個(gè)計(jì)算截面的截面尺寸控制設(shè)計(jì),應(yīng)滿(mǎn)足下列要求:根據(jù)構(gòu)造要求,僅保持最下面兩根鋼筋通過(guò)支點(diǎn),其余各鋼筋在跨間不同位置彎起或折斷。支點(diǎn)截面的有效高度,將有關(guān)數(shù)據(jù)帶入上式得:距支點(diǎn)處剪力的組合設(shè)計(jì)值809.69得:計(jì)算結(jié)果表明,截面尺寸滿(mǎn)足要求,但應(yīng)按計(jì)算要求配置箍筋和彎起鋼筋。5.2設(shè)計(jì)剪力圖分配(見(jiàn)圖)支點(diǎn)剪力組合設(shè)計(jì)值1.1775.52=853.07跨中剪力組合設(shè)計(jì)值1.1153.58=168.94其中=部分可不進(jìn)行斜截面承載力計(jì)算,箍筋按構(gòu)造要求配置。不需要進(jìn)行斜截面承載力計(jì)算的區(qū)段半跨長(zhǎng)度為:距支點(diǎn)處的設(shè)計(jì)剪力值為:應(yīng)由混凝土和箍筋承擔(dān)的剪力組合設(shè)計(jì)值為:0.6Vdl=485.81應(yīng)由彎起鋼筋承擔(dān)的剪力組合設(shè)計(jì)值為:0.4Vdl=323.885.3箍筋設(shè)計(jì)由公式確定箍筋配筋率:式中:縱向鋼筋配筋百分率,按3C32(As=2412.6mm2)伸入支點(diǎn)計(jì)算,可得:p=100=100=100=0.803受壓翼緣影響系數(shù),取1.1箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,取=280MPa=0.0028選用直徑為10mm的雙肢箍筋,單肢箍筋的截面面積=78.54mm2,箍筋間距為:取。在支撐截面處自支座中心至一倍梁高的范圍內(nèi)取。5.4彎起鋼筋設(shè)計(jì)根據(jù)《橋規(guī)》(JTGD62)規(guī)定,計(jì)算第一排彎起鋼筋時(shí),取用距支座中心處h/2處,應(yīng)由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力組合設(shè)計(jì)值,即。第一排彎起鋼筋的截面面積由公式求得:由縱筋彎起3C32提供的。計(jì)算第二排彎起鋼筋時(shí)應(yīng)取第一排彎起鋼筋起彎點(diǎn)處(即距支座中心,其中44mm為架立鋼筋的凈保護(hù)層厚度,22.7mm為架立鋼筋的外徑,30mm為縱向鋼筋的凈保護(hù)層厚度,35.8mm為縱向鋼筋的外徑),應(yīng)由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力組合設(shè)計(jì)值,由圖按比例關(guān)系求得。第二排彎起鋼筋的截面面積為:=由縱筋彎起的2C32鋼筋,加焊C25鋼筋,提供的。計(jì)算第三排彎起鋼筋時(shí),應(yīng)取第二排彎起鋼筋彎點(diǎn)處(即距支座中心),應(yīng)由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力組合設(shè)計(jì)值,從圖按比例關(guān)系求得。第三排彎起鋼筋的截面面積為:=由縱筋彎起的C36鋼筋,加焊2C25鋼筋,提供的。計(jì)算第四排彎起鋼筋時(shí),應(yīng)取應(yīng)取第三排彎起鋼筋彎點(diǎn)處(即距支座中心),應(yīng)由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力組合設(shè)計(jì)值,從圖按比例求得。第四排彎起鋼筋的截面面積為:=由縱筋彎起2C32鋼筋,提供的:計(jì)算第五排彎起鋼筋時(shí),應(yīng)取第四排彎起鋼筋彎點(diǎn)處(即距支座中心),應(yīng)由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力組合設(shè)計(jì)值,從圖按比例求得。第五排彎起鋼筋的的截面面積為為:=由縱筋彎起C322和加焊的2C20鋼筋提供供的:計(jì)算第六排彎起鋼鋼筋時(shí),應(yīng)取取第五排彎起起鋼筋彎點(diǎn)處處(即距支座座中心),應(yīng)應(yīng)由彎起鋼筋筋承擔(dān)的那部部分剪力組合合設(shè)計(jì)值,從從圖按比例求求得。第六排彎起鋼筋的的截面面積為為:=第六排彎起鋼筋采采用加焊3C20的鋼筋,提提供的:計(jì)算第七七排彎起鋼筋筋時(shí),x=6503..8mm,應(yīng)由彎起鋼鋼筋承擔(dān)的那那部分剪力組組合設(shè)計(jì)值從從圖按比例求求得=124.771,第七排排彎起鋼筋的的截面面積::第七排彎起鋼筋采采用加焊的33C20鋼筋,提提供的。六、全梁承載力校校核跨中截面所能承受受的彎矩設(shè)計(jì)計(jì)值,將其分分成12等分,按每每次彎起的鋼鋼筋截面面積積之比,近似似求得鋼筋彎彎起后各截面面所能承受的的彎矩設(shè)計(jì)值值。從全梁承載力校核圖圖(見(jiàn)附圖)可可以看出,鋼鋼筋彎起后各各截面的正截截面抗彎承載載力是足夠的的。各鋼筋的的彎起點(diǎn)距其其充分利用點(diǎn)點(diǎn)的距離(即即圖中及兩點(diǎn)間的水水平距離)均均大于h/2,故斜截面面抗彎承載力力也滿(mǎn)足要求求。七、梁最大裂縫寬寬度驗(yàn)算配筋率:受拉鋼筋的應(yīng)力::短期荷載作用:長(zhǎng)期荷載作用:現(xiàn),,則最大裂縫寬度為為:因此,最大裂縫寬寬度符合要求求。八、梁最大撓度驗(yàn)驗(yàn)算8.1剛度計(jì)算截面混凝土受壓區(qū)區(qū)高度為:得到:故為第二類(lèi)T形截截面。這時(shí)換算截面受壓壓區(qū)高度為::故開(kāi)裂截面的換慣性性矩為:T梁的全截面換算截截面面積為::受壓區(qū)高度為:全截面換算慣性矩矩計(jì)算為:全截面抗彎剛度::開(kāi)裂截面抗彎剛度度:全截面換算截面受受拉區(qū)邊緣的的彈性抵抗矩矩為:全截面換算受拉區(qū)區(qū)邊緣的彈性性抵抗矩為::塑性影響系數(shù)為::開(kāi)裂彎矩:開(kāi)裂構(gòu)件的抗彎剛剛度為:8.2計(jì)算人群荷荷載和汽車(chē)荷荷載(不計(jì)沖沖擊力)作用用下梁的撓度度符合《公橋規(guī)》要要求。8.3計(jì)算結(jié)構(gòu)恒恒載彎矩作用用下梁的撓度度8.4荷載短期效效應(yīng)組合并考考慮荷載長(zhǎng)期期效應(yīng)影響產(chǎn)產(chǎn)生的長(zhǎng)期撓撓度采用C30混凝土,

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