SZU结构设计原理课程设计11.docx

1、SZU结构设计原理课程设计11钢筋混凝土T梁设计计算书名称：结构设计原理课程设计院系：土木工程学院交通工程系姓名： 学号：一、 设计资料（1） 桥面净空 净13+21m（2） 设计荷载 公路级汽车荷载人群荷载 3.5kN/m2结构重要性系数0=1.1（3） 材料规格钢筋：主筋采用HRB400钢筋 抗拉强度标准值f sk=400MPa 抗拉强度设计值f sd=330MPa 弹性模量Es=2.0105MPa 相对界限受压区高度b=0.53箍筋采用R235钢筋 抗拉强度标准值f sk=235MPa 抗拉强度设计值f sd=195MPa 混凝土：主梁采用C30混凝土 抗压强度标准值f ck=20.1M

2、Pa 抗压强度设计值f cd=13.8MPa 抗拉强度标准值f tk=2.01MPa 抗拉强度设计值f td=1.39MPa 弹性模量Ec=3.0104MPa（4） 结构尺寸T形主梁：标准跨径Lk=20.00m计算跨径：Lp=19.50m主梁全长：L=19.96m横断面尺寸如下（横截面图在图纸上）。b=240mm，bf=1580mm，h=1300mm，hf=130mm有承托。二、内力计算 （1）混凝土容重：取c=2410 kg/m3 由截面尺寸得：一条梁的体积为： Vc=(0.2*1.3+(1.58-0.2)*0.13)*20=8.788 m3 则一条梁的一期恒载为： Pc1=Vc*g*c=8

3、.788*10*2410=211790.8 N 则一条梁的二期恒载（自重荷载）为： Pc2= Pc1*1.75=370633.9N=370.63 kN 把自重看成均布荷载，则 q= Pc2/Lp=19.006 kN/m 所以由结构力学得: 简支梁自重支点剪力为： Vd,0=qLp/2=19.006*19.5/2=185.31 kN简支梁自重跨中弯矩为： Md，L/2=qLp2/8=19.006*(19.52)/8=903.38 kNm 对四分点截面采用截面法，选取短的部分为隔离体并对截面取矩得： -qL2/32+ Vd,0*L/4+Md,L/4=0 Md,L/4=19.006*19.52/32

4、-185.31*19.5/4=-677.54 kNm 方向逆时针 所以得设计内力标准值表：设计内力标准值恒载车辆荷载人群荷载备注跨中弯矩 Md,L/2903.38kNm783.96kNm66.3kNm汽车荷载均已考虑冲击系数=0.251/4处弯矩 Md,L/4677.54kNm587.96kNm49.73kNm支点剪力 Vd,0185.31kN202.36kN5.78kN跨中剪力 Vd,L/279.56kN3.40kN所以，由公式2-4-6得弯矩设计值为：跨中截面 Md,L/2 =1.2*903.38+1.4*783.96+0.8*1.4*66.3 =2255.86 kNmL/4截面 Md,L

5、/4 =1.2*677.54+1.4*587.96+0.8*1.4*49.73 =1691.89 kNm剪力设计值：支点截面 Vd,0 =1.2*185.31+1.4*202.36+0.8*1.4*5.78 =512.15 kN跨中截面 Vd,L/2 =1.4*79.56+0.8*1.4*3.4 =115.19 kN三、钢筋选择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。拟采用焊接钢筋骨架配筋，设as=100 mm，则h0=1300-100=1200 mm，hf=（100+160）/2=130 mm。翼缘计算宽度bf按下式计算，并取最小者：bfL/3=19500/3=65

6、00 mm;bf 1580 mm;bf b+ 12hf=1800 mm故取bf=1580首先判断截面类型：fcd*bf*hf(h0-hf/2) =13.8*1580*130*（1200-130/2） =3217.18 kNm0Md=2255.86*1.1=2481.44 kNm所以为第一类T形截面。由公式确定受压区高度： 0Md=fcd*b*x*(h0-x/2)2481.44*106=13.8*240*x(1200-x/2)整理得：x2-2400x+227613=0 解得：x=98.9 mmhf=130 mm,假设成立，为第一类T形截面。将x值代入下式得：As=fcdbx/fsd=6535.6

7、3 mm2采用四层焊接骨架，选用8C32（35.8）钢筋，实际供给的As为6434 mm2。实际的as=30+35.8*2=101.6 mm，梁的实际有效高度h0=1300-101.6=1198.4mm。截面最小宽度bmin=2*30+2*35.8+40=171.6mm240 mm。四、跨中正截面承载能力复核由公式，x=fsdAs/fcdb=330*6434/13.8/240=97.38 mm130 mm所以，Mdu= fcdbx(h0-x/2)= 13.8*240*97.38*(1198.4-97.38/2) =2441.09kNm0Md=2481.44kNm,但两者仅相差1.7%，所以可以

8、认为跨中正截面承载能力满足要求。五、斜抗剪截面承载力计算1、抗剪强度上、下限复核对于腹板宽度不变的等高度简支梁，距支点h/2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：0.50/1000*ftdbh00Vd0.51/1000*fcu,k(0.5)bh0根据构造要求，仅保持最下面2C32钢筋通过支点，其余各根均在跨间不同位置弯起或截断。支点截面的有效高度h0=1300-（30-35.8/2）=1252.1 mm，将以上数据代入上式，得：0.50*10/1000*ftdbh0=208.85 kN0.51/1000*fcu,k(0.5)bh0=839.42 kN距支点h/2处的剪力组合设计

9、值（按线性比例关系）得，0Vd =（19500/2-1300/2）/(19500/2 )*（512.15-115.19）+115.19*1.1=534.25 kN208.85kN534.25kNsv,min=0.0012选用10 mm的双肢箍筋，单肢箍筋的截面面积Asv1=78.54 mm2,箍筋间距为：sv=nAs/(bsv)=2*78.56/240/0.0019=349.4 mm取sv=300 mm在承载界面处自支座中心至一倍梁高范围内取sv=100 mm。4、弯起钢筋设计根据桥规（JTG D62）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份剪力组合设计值，

10、 即Vsb1=0.4Vd1=213.70 kN。第一排弯起钢筋的截面面积由公式求得：由纵筋弯起2C32钢筋，提供的Asb1=1609 mm2。计算第二排弯起钢筋时，应取第一排钢筋弯起点处（即距支座中心x1=h1=1300-44-22.7-30-35.8-35.8=1131.7 mm，其中44 mm为架立筋的净保护层厚度，22.7 mm为架立筋的外径，30 mm为纵向钢筋的净保护层厚度，35.8mm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，由线性比例关系求得Vsb2=192.13 kN。同理，第二排弯起钢筋的截面面积由公式求得：1097.99 mm2由纵筋弯起2C32钢筋，提供

11、的Asb2=1609 mm2。计算第三排弯起钢筋时，应取第二排钢筋弯起点处（即距支点中心x2=x1+h2=1131.7+1300-44-22.7-30-35.8*3=2227.6 mm），应由弯起钢筋承担的那部分剪力组合设计值，由线性比例关系求得Vsb3=143.05 kN。第三排弯起钢筋的截面面积由公式求得：817.5 mm2由纵筋弯起2C32钢筋，提供的Asb3=1609 mm2。计算第四排弯起钢筋时，应取第三排钢筋弯起点处（即距支点中心x3=x2+h3=2227.6+1300-44-22.7-30- 4*35.8-22.7/2-22.7/2=3265.00 mm），应由弯起钢筋承担的那部

12、分剪力组合设计值，由线性比例关系求得Vsb4=96.59 kN。第四排弯起钢筋的截面面积由公式求得：551.99 mm2 加焊2C20钢筋，提供的Asb4=628.00 mm2计算第五排弯起钢筋时，应取第四排钢筋弯起点处（即距支点中心x4=x3+h4=3265+1300-44-22.7-30- 4*35.8-22.7/2-22.7/2-22.7=4279.70 mm），应由弯起钢筋承担的那部分剪力组合设计值，由线性比例关系求得Vsb5=51.15 kN。292.29 mm2加焊2C20钢筋，提供的Asb5=628.00 mm2计算第六排弯起钢筋时，应取第五排钢筋弯起点处（即距支点中心x5=x4+h5=4279.7+1300-44-22.7-30- 4*35.8-22.7/2-22.7/2=5294.4 mm），应由弯起钢筋承担的那部分剪力组合设计值，由线性比例关系求得Vsb6=6.72 kN。由于Vsb6=6.72 kN太小，不会对构件造成影响，所以弯起钢筋计算到此为止，总共有五排弯起钢筋。六、跨中截面裂缝验算内力标准值恒载车辆荷载人群荷载跨中弯矩 Md,L/2(kNm)903.38783.9666.3正常使用极限状态裂缝宽度计算，采用和在短期效应组合，并考虑和在长期效应的影响。荷载短期效应组合Ms=903.38+0.7*783.96/1.25+66.3=1408.7 kN荷载长