《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》課程設(shè)計

1、鄭州大學(xué)專本套讀道路與橋梁技術(shù)專業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程設(shè)計姓 名： 學(xué) 號： 助考學(xué)校： 時間：2012 年 月 日結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程設(shè)計任務(wù)書一、課程設(shè)計的目的課程設(shè)計是學(xué)生學(xué)完課程學(xué)習(xí)內(nèi)容后進行的一次基本技能訓(xùn)練，是一項綜合性的教學(xué)環(huán)節(jié)，它是培養(yǎng)高級技術(shù)人才的一個重要環(huán)節(jié)。通過課程設(shè)計達到下述目的：1、鞏固、提高、充實和運用所學(xué)過的專業(yè)理論與專業(yè)知識，尤其是無法在考試中實現(xiàn)的大量設(shè)計計算問題；2、培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生獨立工作能力及分析和解決實際工程技術(shù)問題的能力；3、提高學(xué)生理解和貫徹執(zhí)行國家基本建設(shè)有關(guān)方針政策的水平；4、培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的設(shè)計思想、觀點和方法；5、在設(shè)計過程中，進一步提高學(xué)生計算、

2、繪圖、運用科技資料與編寫技術(shù)文件等方面的能力。二、課程設(shè)計要求學(xué)生對課程設(shè)計工作要嚴(yán)肅認(rèn)真，獨立思考，刻苦專研，自覺培養(yǎng)良好的學(xué)風(fēng)與工作態(tài)度，按時完成一份完整的課程設(shè)計。1、要以獨立思考為主，同時要尊重指導(dǎo)教師的意見；2、設(shè)計必須符合2004年新頒布的公路橋梁規(guī)范有關(guān)要求；3、設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)技術(shù)上先進、經(jīng)濟上合理、安全上可靠；4、設(shè)計說明書由本人親自編寫，嚴(yán)禁從現(xiàn)有書刊文獻中成段抄錄。書寫文字力求工整，語言簡明、扼要、通順，計算部分必須寫出公式與完整的計算過程，并要說明式中符號意義；5、說明書一律手寫（A4紙），不得復(fù)印。插圖隨文章繪制，插圖要完整且大致符合比例；6、繪制的圖紙要求大小統(tǒng)一，圖面清

3、晰整潔，要求正確標(biāo)注尺寸、符號及圖例。三、課程設(shè)計內(nèi)容根據(jù)給定的橋梁基本設(shè)計資料（主要結(jié)構(gòu)尺寸、計算內(nèi)力等）設(shè)計預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T型主梁。主要包括：1、預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的確定及布置；2、截面幾何性質(zhì)計算；3、承載能力極限狀態(tài)計算（正截面和斜截面承載力計算）；4、預(yù)應(yīng)力損失估算；5、應(yīng)力驗算（短暫狀況和持久狀況的應(yīng)力驗算）；6、抗裂驗算（正截面與斜截面抗裂驗算）或裂縫寬度計算；7、主梁變形（撓度）計算；8、錨固局部承壓計算和錨固區(qū)設(shè)計；9、繪制主梁施工圖。四、課程設(shè)計的數(shù)據(jù)通過預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T型梁橋的一片主梁設(shè)計，要求掌握設(shè)計過程的數(shù)值計算方法及有關(guān)構(gòu)造要求規(guī)定，并繪制施工圖。（一

4、）基本設(shè)計資料1、設(shè)計荷載：公路I級荷載，人群荷載3.5kN/m2，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)g0=1.0。2、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)：類環(huán)境3、材料性能參數(shù)（1）混凝土強度等級為C50，主要強度指標(biāo)為：強度標(biāo)準(zhǔn)值 強度設(shè)計值 彈性模量 （2）預(yù)應(yīng)力鋼筋采用ASTM A416-97a標(biāo)準(zhǔn)的低松弛鋼絞線（1´7標(biāo)準(zhǔn)型），其強度指標(biāo)為：抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值 抗拉強度設(shè)計值 彈性模量 相對界限受壓區(qū)高度 公稱直徑為15.24mm，公稱面積為140mm2。（3）非預(yù)應(yīng)力鋼筋1）縱向抗拉非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用HRB400鋼筋，其強度指標(biāo)為抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值 抗拉強度設(shè)計值 彈性模量 相對界限受壓區(qū)高度 2）箍筋及構(gòu)造鋼筋采用HRB33

5、5鋼筋，其強度指標(biāo)為：抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值 抗拉強度設(shè)計值 彈性模量 4、主要結(jié)構(gòu)尺寸主梁標(biāo)準(zhǔn)跨徑，梁全長24.96m，計算跨徑。主梁高度h=1400mm，主梁間距S=1600mm，其中主梁上翼緣預(yù)制部分寬為1580mm，現(xiàn)澆段寬為20mm，全橋由9片梁組成。主梁跨中截面尺寸如圖1所示。主梁支點截面或錨固截面的梁肋寬度為360mm。100 160 10015801400360190 100100 80圖1 主梁跨中截面（二）內(nèi)力計算結(jié)果摘錄1、恒載內(nèi)力（1）預(yù)制主梁自重（2）二期恒載（包括橋面鋪裝、人行道及欄桿）恒載內(nèi)力計算結(jié)果見表1（數(shù)據(jù)做參考，若有問題，可以修改）。2、活載內(nèi)力汽車荷載按公路-級

6、荷載計算，沖擊系數(shù)1+µ=1.193，人群荷載按3.5kN/m2計算?；钶d內(nèi)力以2號梁為準(zhǔn)?；钶d內(nèi)力計算結(jié)果見表2（數(shù)據(jù)做參考，若有問題，可以修改）。3、內(nèi)力組合（1）基本組合（用于承載能力極限狀態(tài)計算）（2）短期組合（用于正常使用極限狀態(tài)計算）（3）長期組合（用于正常使用極限狀態(tài)計算）各種情況下的組合結(jié)果見表3。表1 恒載內(nèi)力計算結(jié)果截面位置距支點截面距離x（m）預(yù)制梁自重二期恒載彎矩剪力彎矩剪力MG1k（kN.m）VG1k（kN）MG2k（kN.m）VG2k（kN）支點0.00.0138.690.079.1變截面1.3170.65123.8597.3370.64L/46.0756

7、31.969.34360.439.55跨中12.15842.560.0480.510.0表2 活載內(nèi)力計算結(jié)果截面位置距支點截面距離x（m）公路-I級人群荷載彎矩剪力彎矩剪力MQ1kkN.m對應(yīng)VkNVQ1kkN對應(yīng)MkN.mMQ1kkN.m對應(yīng)VkNVQ2kkN對應(yīng)MkN.m支點0.00.0351.14398.030.00.036.4736.470.0變截面1.3377.91285.5324.64421.6739.2528.5128.637.15L/46.0751003.64111.83173.551054.31104.249.412.8778.18跨中12.151342.9273.8110

8、6.931299.17139.480.05.7469.74注：車輛荷載內(nèi)力MQ1k 、VQ1k中已計入沖擊系數(shù)1+µ=1.193。表3 荷載內(nèi)力計算結(jié)果截面位置項目基本組合Sd短期組合Ss長期組合SlMdVdMsVsMlVl（kN.m）（kN）（kN.m）（kN）（kN.m）（kN）支點最大彎矩0.0793.790.0460.290.0350.11最大剪力0.0859.440.0487.810.0365.83變截面最大彎矩894.61665.02528.97390.52410.39301.62最大剪力953.52719.92552.55413.57451.51335.79L/4最大彎

9、矩2712.61297.761685.43183.911370.51150.15最大剪力2754.36388.051689.10223.591377.07172.23跨中最大彎矩3623.99103.332250.5243.311829.1324.75最大剪力3484.63156.132155.1168.481786.5638.15（三）施工方法要點后張法施工，采用金屬波紋管和夾片錨具，鋼絞線采用TD雙作用千斤頂兩端同時張拉，當(dāng)混凝土達到設(shè)計強度時進行張拉，張拉順序與鋼束序號相同。（四）設(shè)計要求1、方案一：按全預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計預(yù)應(yīng)力混凝土T形主梁。2、方案二：按部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件設(shè)計預(yù)應(yīng)

10、力混凝土T形主梁。3、方案三：按部分預(yù)應(yīng)力混凝土B類構(gòu)件（允許裂縫寬度為0.1mm）設(shè)計預(yù)應(yīng)力混凝土T形主梁。學(xué)生應(yīng)按指導(dǎo)教師要求選擇其中一個方案進行設(shè)計。五、課程設(shè)計應(yīng)完成的工作1編制計算說明書；2繪制施工圖（主要包括：主梁支點橫斷面圖、主梁跨中橫斷面圖、主梁鋼束布置圖、主梁鋼束數(shù)列表等，根據(jù)設(shè)計內(nèi)容自己決定）。六、課程設(shè)計進度按排（可根據(jù)實際情況自己靈活按排）序號設(shè)計階段內(nèi)容時間（天）1布置任務(wù)，收集資料，預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的確定及布置22截面幾何性質(zhì)計算，承載能力極限狀態(tài)計算13預(yù)應(yīng)力損失計算，應(yīng)力驗算34抗裂驗算或裂縫寬度計算，變形（撓度）計算15繪制主要構(gòu)造圖，整理計算書，上交設(shè)計成果4七、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻1、公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004）,北京：人民交通出版社；2、公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004）,北京：人民交通出版社；3、混凝土簡支梁（板）橋易建國編，北京：