结构设计原理课程设计钢筋混凝土T型梁课设.docx
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结构设计原理课程设计钢筋混凝土T型梁课设
大连海洋大学
海洋与土木工程学院
道桥09：
陈兰春
学号：
090415010
结构设计原理课程设计
钢筋混凝土简支梁全长L。
=6.5m，T形截面梁尺寸如图。
桥梁处于1类环境条件安全等级为二级，r。
=1.
梁体采用C20混凝土，轴心抗压强度设计值fcd=9.2MPa，轴心抗拉强度设计ftd=1.06，主筋采用HRB335钢筋，抗拉强度设计值fsd=280MPa，箍筋采用R235钢筋，直径8mm，抗拉强度设计值fsd=195MPa。
该梁承受10KN/m的均布荷载，经计算自重荷载为2.8KN·m。
简支梁控制截面的弯矩组合设计值和剪力组合值为
跨中截面Md，l/2=52.9KN·m，Vd，l/2=0
1/4跨截面Md，l/4=39.7KN·m
支点截面Md，0=0，Vd，0=84.5KN
2/跨中截面的纵向受拉钢筋计算，
1/T形截面梁受压翼板的有效宽度bf’，取梁肋宽b=150mm
可得翼板平均厚度hf’=（100+90）/2=95mm
bf’1=1/3L=1/3*6500=2166.7mm
bf’2=1000mm（装配式T型梁，相邻两梁的平均间距取1000mm）bf’3=b+2bh+12hf’=1230mm
估取受压翼板的有效宽度bf’=1000mm（取三者中最小值），取梁高h=800mm如图所示。
钢筋数量计算及截面复核应用的是焊接钢筋骨架as=30+0.07h=89.5mm，h0=800-89.5=710.5mm
判断T行截面类型
对跨中截面:
Mu=fcdbf’hf’（h。
-hf’/2）=9.2*1000*95*（710.5-47.5）=57.95KN·m>M（=52.9），故属于第一类截面梁。
求受压区高度x
由Mu=fsdAshf’（h0-x/2）=52.9*106=280*1000*x*（710.5-x/2）
x=39<95
As=fcdbf’x/fsd=（9.2*1000*39）/280=1282mm2
跨中截面主筋选择为6∅14+4∅10,焊接骨架的钢筋层数为6层纵向钢筋面积As=1238mm2
混凝土保护层取30mm>d及设计要求的最小值。
有效钢筋的横向间距Sn1=150-2*30-2*14=52>40mm及1.25d,同理Sn2=150-2*30-2*10=70>40及1.25d,故满足构造要求。
截面复核
求实际高度h。
已知的受拉钢筋中，6∅14的面积为924mm2，4∅10的面积为314mm2，
，如图布置截面有效高度为as={924*（30+16.2*2）+804*（30+16.2*4+11.6）}/（1238）=116mm
实际有效高度为h0=800-116=684mm
1，判定截面类型
经计算hf’>，故属于第一类T行截面
2，求受压区高度X
X=fsdAs/fcdbf’=（280*1238）/9.2*1000=37.7＜95
Mu=fsdAs（h。
-x/2）=280*1238*（684-16.2）=68.1>52.9KN·m
=As/bh。
=1.2％＞
min=0.02％
故截面复核满足要求
三，斜截面设计
腹筋设计
截面尺寸检查
根据构造要求，量最低端钢筋2∅14，通过支座截面，支点截面有效高度为h0
h0=800-（30+16.2/2）=661.9mm
（0.51*103）*
fcu,kbh。
=（0.51*103）*5.5*150*661.1=278.1KN>r0Vd，0=（84.5KN）故可在梁跨中的某长度范围内按构造选配置箍筋，其余区段应按计算配。
3,计算剪力分配
剪力包络图中，支点处剪力计算值v0=r0Vd，0，跨中处剪力计算值V1/2=r0Vd，l/2
剪力包络图如图所示
Vx=r0vdx=（0.5*10-3）ftdbh0=52.5KN的截面距离可由剪力包络图按比例求得
L1=l/2*（Vx-Vl/2/V0-Vl/2）=3250*（52.5/84.5）=1100mm
在l1长度内可按构造要求布置箍筋
同时，根据《公路桥规》规定，在支座中心线向跨径长度方向不小于一倍梁高h=800mm范围内，箍筋的间距最大为100mm
距支座中心为h/2处的计算剪力值V’由剪力包络图按比例求得
V’=lv0-h（V0-Vl/2）/l=（6500*84.5-800*84.5）/6500=35.7KN
其中应由混凝土和箍筋承担的剪力计算值至少为0.6V’=22.7KN，应由弯起钢筋承担的剪力计算值最多为0.4V’=14.3KN。
设置弯起钢筋区段长度为3640mm
4,箍筋设计采用直径为6mm的双肢箍筋。
箍筋截面积Asv=nAsv1=2*28.3=56.6mm2。
在等截面钢筋混凝土简支梁中，箍筋尽量做到等距离布置。
为了计算简便，斜截面内纵筋配筋率
及截面有效高度h0可近似按支座截面和跨中截面的平均值取用
跨中截面
l/2=1238/150*661.1=1.3%>0.2%取1.3%h0=661.1mm
支座处
=485/150*710=0.45%h0=710mm
箍筋间距为Sv=（α12α32（0.56*10-6）*（2+0.6p）
*Asvfsvbh。
2）/（v’）2=387mm
确定箍筋间距Sv设计之尚应考虑《公路桥规》的构造要求
若箍筋间距计算值取Sv=380<0.5h=400mm及和最大值400mm是满足要求的。
配筋图如图所示。
5,弯起钢筋及斜筋设计
设焊接钢筋骨架的架立，钢筋（HRB335）∅8，钢筋重心至受压翼板上边缘距离as=42mm。
弯起钢筋的弯起角度为45o，弯起钢筋末端与架立钢筋焊接，弯起钢筋布置图如图所示。
弯起点
1
2
3
Hi（mm）
410
365
320
距支座中心距离xi（mm）
410
775
1095
分配计算剪力值Vsbi（mm2）
14.3
12.5
8.4
需要的弯筋面积Asbi（mm2）
101
82
56
可提供的弯筋面积Asbi（mm2）
226
226
226
弯筋与梁轴交点到支座中心距离X’（mm）
318
546
778
按照计算剪力初步布置弯起钢筋
现在按照同时进行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。
由已知跨中截面弯矩计算值Ml/2=r0Md,l/2=52.9KN·m，支座中心处M0=0。
在l/4L截面处，因x=1.625m
，L=6.5m，Ml/2=52.9KM·m，则弯矩计算值为
Ml/4=52.9*（1-4*1.6252/6.52）=39.65KN·m误差为0.012%故可用来描述简支梁弯矩包络图。
梁区段
截面纵筋
有效高度h0（mm）
T形截面类型
受压区高度X（mm）
抗弯承载力Mui（KN·m）
支座中心点-1点
2
12
710
第一类
6.5
12.5
1点-2点
4
12
695
第一类
16.7
24.9
2点-3点
6
12
680
第一类
26.5
42.2
3点-4点
8
12
665
第一类
35.4
63.6
N1钢筋截断处-梁中
8
12
640
第一类
49.5
75
现在以图中所示弯起钢筋弯起点初步位置逐个检查是否满足《公路桥规》的要求。
第一排弯起钢筋（2N5）：
其充分利用点“m”的横坐标x=1450，而2N5的弯起点1的横坐标x1=3225-410=2815mm，说明1点位于m点左边，且x1-x（=2815-1450=1365mm）>h0/2（=330.55mm）,满足要求。
其不需要点n的横坐标x=1345mm，而2N5钢筋与梁中轴线交点1’的横坐标x'（=3225-318=2907mm）>x（=1345mm），也满足要求。
第二排弯起钢筋（2N4）：
其充分利用点“l”的横坐标x=1250，而2N4的弯起点2的横坐标x2（=3225-1250=1975mm）>x（=1250mm），且x2-x（=1975-1250=525mm）>h0/2（=680/2=390mm）,满足要求。
其不需要点m的横坐标x=1100，而2N4钢筋与梁中轴线交点2’的横坐标x2'（=3225-825=2400mm）>x（=1250mm），也满足要求。
第三排弯起钢筋（2N3）：
其充分利用点“k”的横坐标x=980，而2N3的弯起点3的横坐标x3（=3225-980=1245mm，且x3-x（=1245-760=485mm）>h0/2（=640/2=320mm）,满足要求。
其不需要点l的横坐标x=960mm，而2N3钢筋与梁中轴线交点3’的横坐标x3'（=3225-620=2605mm）>x（=980mm），也满足要求。
第四排弯起钢筋（2N2）：
其充分利用点“j”的横坐标x=550，而2N2的弯起点4的横坐标x4（=3225-550=2675mm，且x4-x（=2568-480=2088mm）>h0/2（=580/2=290mm）,满足要求。
其不需要点n的横坐标x=1120mm，而2N2钢筋与梁中轴线交点4’的横坐标x4'（=3225-1120=1205mm）>x（=550mm），也满足要求。
由上述检查结果可知图所示弯起钢筋弯起点初步位置满足要求。
由2N2,2N3，2N4，钢筋弯起点形成的抵抗弯矩图远大于弯矩包络图，故进一步调整上述弯起钢筋的弯起点位置，在满足规范对弯起钢筋弯起点要求前提下，使抵抗弯矩图接近弯矩包络图；在弯起钢筋间，增设斜筋，调整后主梁弯起钢筋，斜筋的布置图。
四全梁承载力复核
1,斜截面抗剪承载力的复核
对于钢筋混凝土简支梁斜截面抗剪承载力的复核，按照《公路桥规》关于复核截面位置和复核方法的要求逐一进行。
（1）选定斜截面顶端位置
距支座中心为h/2处截面的横坐标为x=3225-400=2825mm，正截面有效高度为h0=661.9mm，现取斜截面投影长度c’=h0=661.9mm，则得到选择的斜截面顶端位置A，其横坐标为x=3225-661.9=2562.1mm。
（2）斜截面抗剪承载力复核
A处正截面上的剪力Vx及相应的弯矩Mx计算如下：
Vx=Vl/2+（V0-Vl/2）2x/L=0+84.5*2*2563/6500=66.38KN
Mx=Ml/2（1-4*x/L2）=52.9*（1-4*25632/65002）=20.01KN·m
A处正截面有效高度h0=655mm=0.655m（主筋为4
14），则实际广义剪跨比m及斜截面投影c分别为
m=Mx/Vxh0=52.9/42.5*0.655=1.656<3
C=0.6mh0=0.6*1.656*0.655=0.625<0.655m
将要复核的斜截面如图AA’（虚线表示），斜角
=tan-1（h0/c）=tan-1（0.655/0.0.625）=49.70
斜截面内纵向受拉主筋有2
16（2N6），相应的主筋配筋率p为
P=100*As/bh0=100*226/150*710=0.21<2.5
箍筋的配筋率psv=Asv/bSv=65.6/150*380=0.001>pmin=0.18
与斜截面相交的弯起钢筋有2N5（2
14）,2N4（2
14）；斜筋有2N7（2
10）。
则得到的AA’斜截面抗剪承载力为
Vu=α1α2α3（0.45*10-3）bh0
+（0.75*10-3）fsd*
Asbsin
s=165.8>35.7KN·m
故距支座中心为h/2处的斜截面抗剪承载力满足要求。
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