鋼筋混凝土簡支T型梁橋主梁設(shè)計

一、 設(shè)計題目：鋼筋混凝土簡支T形梁橋一片主梁設(shè)計。二、 設(shè)計資料1、某公路鋼筋混凝土簡支梁橋主梁結(jié)構(gòu)尺寸。標(biāo)準(zhǔn)跨徑：；計算跨徑：；主梁全長：；梁的截面尺寸如如下圖(單位mm):梁高1500。為便于計算，現(xiàn)將右圖的實際T形截面換算成標(biāo)準(zhǔn)T梁計算截面，hf'=(90+150)/2=120mm其余尺寸不變。2、計算內(nèi)力〔1〕使用階段的內(nèi)力跨中截面計算彎矩〔標(biāo)準(zhǔn)值〕結(jié)構(gòu)重力彎矩：M恒二?m1/2汽車荷載彎矩：M汽二?m1/2人群荷載彎矩：M人二?m1/2作用效應(yīng)組合中取屮C1/4跨截面彎矩：〔設(shè)計值〕M.二?m；d1/4〔已考慮何載安全系數(shù)〕支點截面彎矩Mdo?m，支點截面計算剪力〔標(biāo)準(zhǔn)值〕結(jié)構(gòu)重力剪力：V=196.75KN;恒汽車荷載剪力：V=163.80KN;汽人群荷載剪力：V=18.60KN;人跨中截面計算剪力〔設(shè)計值〕V=；〔已考慮荷載安全系數(shù)〕j1/2主梁使用階段處于一般大氣條件的環(huán)境中。結(jié)構(gòu)安全等級為二級汽車沖擊系數(shù).(2)施工階段的內(nèi)力簡支梁在吊裝時，其吊點設(shè)在距梁端a=400mm處，而梁自重在跨中截面的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值結(jié)構(gòu)重力剪力：M?m,在吊點的剪力標(biāo)準(zhǔn)值結(jié)構(gòu)重力剪力：V0m3、材料主筋用HRB335級鋼筋f,=280N/mm2；f=335N/mtf;E=2.0x10N/mm2.sd sk S箍筋用R235等級鋼筋f195N/mtf;f=235N/mtf;E=2.1x10N/mm2.sd= sk S采用焊接平面鋼筋骨架，初步可設(shè)as混凝土為C30fcdm2;fckm2;ftdm2;‘嚴(yán)打3.00"0"/mm2.三、設(shè)計要求1、 進(jìn)展T形梁正截面設(shè)計計算；2、 進(jìn)展T形梁斜截面設(shè)計計算；3、 進(jìn)展T形梁的變形與裂縫寬度驗算；4、 計算書要程序清楚，文字流暢，書寫工整，引出資料來源5、 圖面整潔、緊湊，符合工程制圖要求。四、提交成果1、 設(shè)計計算說明書；2、 一片T形梁配筋圖。5芒⑵判斷T形截佃類竽：應(yīng)用奩式(3-45)得M=ftrbffh-r(hu_—)2=13.8X1600X120X(13G5120：2)-3457.73KN.m>2054.44KN.in故鳩「第一類T形截jilk仁忙 求受川X高度山表達(dá)式〔441八町得到Y(jié)OHd壬Hfaxdi-x/2}2054.44X1O6-13.8XlfiOOXx(l365~x/2)解方程得合適解為:x=70.OOnini=h--J(-120mm) x-2(：'60itiiti<(4) 求受拉鋼筋口血積A、將各LSufll及x=FO.DOtuni代人表達(dá)式(3~40)得:1x/f>13.8X1600X70,00:280-5520mm~現(xiàn)選擇鋼筋為筒32+4020,截血血枳A,-fi082ww2鏘筋疊高層數(shù)九H層’布置如圖C1-3).混凝土保護(hù)層脖度取40rm>d=32min及附表1-H屮規(guī)定的30mm,訓(xùn)筋間橫向凈劇i.gOO2X402X35.8=48.4mm>40m.及1,藥d：l.Z5XH3240mmP故満足構(gòu)追要求。二、截征復(fù)核己知設(shè)訃的受揑鋼筋叩+6032的|何積為4鬼百mm24020的聞積為1256mm2.山圖(13)鋼筋布登圖對以求得g即:乞=[4S26x(40+35.8x1.5)+1256x(40+35.8x3+22.7)]-60R2=109腳丹址=109tnm則實際仃效高度h,F1500-109-L391川川匚⑴判斷截曲類卩山表達(dá)式CM6)計算O/h/=13.8X1600X120=:<36ENf^.h=(482<i-l>!56)X280-1.70KN山于S<Lib「h' ■故屬于第一類I形截血o⑵求受圧區(qū)高度工山蔻達(dá)式C340)求得召即:x-1'^yt1h.f=280XB02S/(1^8X1600)-77.Inmi<h.f(=12()riinij⑶正截血拉彎展裁力由表達(dá)式(3-41).求得正截面抗彎承裁力總為：'I=f..lj?x(：irx/2)=13.8X1500X77.1X(1391-77.1/2)=2302.4KM.m>M(=2054.44KN.m)Xphh./6082/(200X1391)=2.2%>0.噩故截而宴核満足要求。.-、斜載血設(shè)idi2知設(shè)訃數(shù)據(jù)及耍求山公式(2-28) 算得得到V;^=1.2x1^6.75+L4魁195.25-+O.Xx1.4x1S.60=!530.2KAr/?簡支梁控制截曲的彎知組合設(shè)計悄和剪力組合設(shè)訃血為;跨屮截血：甌川=2⑴屯44KNm,V」」汙花5KN1M1^01：Md.,,^l600KN.m支心;截曲； %滬備Q次心一現(xiàn)確定縱同登拉鋼筋數(shù)量和afr.ua筋設(shè)曰，跨中截血的縱向受拉鋼筋計算〔1)丁形截仙粱受心翼扳的右效寬戊『llIh'=1冥rig則「1得到：b/=L/："195<XV：匹帖如側(cè)bj=160Orir-ib:;=b+2b,:+12h：'=200+0X2+12X120=1640]mn熬受斥翼扳的有效渦度?11'^HiOOnmi.M2)鋼筋的數(shù)繪鋼筋數(shù)量(跨中截血)L算及截血復(fù)核見(—八跨中截血匸筋為腫32-4D20.焊接骨架的鋼筋展數(shù)為5處縱向鋼筋的曲積為AHD珈心截血布置如圖(2-1)截內(nèi)有效商度n?-139]mm,抗彎承載力M.-2302.4.59KN.m>20M,44KN.n<.*腹筋設(shè)Fcn 截廚尺寸楡查棍據(jù)枸造要求，梁雖底層鋼筋26恕通過支座截他，支心截面f「效向度為h尸h-(40+35.8/2)=1442mr.由截面最小尺寸限制條件,由公式<4-6?得：心二佩刃叮O'\4^hh)=他5、10'}(阿x200x1-14.2)-如丘61KX>^?Vd(-530.28KN)截佃爬寸符合設(shè)訃要求°⑵ 檢査扯否需要根據(jù)計算配世箍筋I(lǐng)II公X(4-7)判斷:跨中截血:VOVj^(心b]or冋無址.bi=(ojIkio-3)Kixl39x200x1391=193.:汙KNJ支.座截Uj'；(O^rio3}^/'_bn：n(0.^1xio-1,xI.:WX200X1442-200.44KN闔Y0Vdii.,(=76.5CKN)<{gl"OVOVd,o(=53O.2SKN)故可以在梁跨中的某長度范M內(nèi)按構(gòu)造配衛(wèi)箍筋，其余甌段應(yīng)按計算配呂腹筋。⑶ 計算剪力分配圖(ffl2-2>在圖2-2所朿的勇力包絡(luò)圖屮,支點處的剪力計算負(fù)時￥0Vdll.跨中截而的呦力計算值Vj.L，n-VOVJL.2P咚二用名NO5匯”城％二193.353的截曲距跨中我曲的跖離訓(xùn)山剪力包絡(luò)圖按比閔求得?為：, h 卩一卜八 19500 193.35-76.^01 2 g-巧亠2 530.28-76JO _即亦"的R度范羽內(nèi)可按構(gòu)垃要求。同時'根據(jù)《公路橋規(guī)》規(guī)總在支座中心線向跨徑長度方向不小■'1fS'RiF?rh=lSOOmmKffl內(nèi)*箍筋的間川.最丿、為lOOtrnn.距支座中心線為"2處時計算!SMJ值W)山対力他絡(luò)圖按比例求為：卩,二叫一颯％一耳JL1冊0血53028?1刊0艮(幻028-7反丸)19500=49S.370其中應(yīng)由混凝土和箍筋承扌1!的剪力計算值至少為Q,6Vr=29L22KN;應(yīng)山彎起鋼爵I赳抿斜筋丿承扭的剪力訃第怔蠱零為64Vr-195.L5KN,設(shè)世彎起刪筋區(qū)駁的長度^/u.lx-2±L=4257mni(圖2-2)<2E-?y■l(4^3箍筋設(shè)計處川R衿為8mm的雙肢箍筋，箍筋截血血積A..'.A：v,=2X50.3=100.6mm'-在尊截血鋼筋混礙土簡煤屮’箍筋等曲離布墜按公試<4-5；設(shè)訃箍筋,公式屮斜截山I內(nèi)縱筋配筋率p及截面仃效高度h“訓(xùn)以近似按支座截血和跨中截Mi的平均值取用*汽迫似如卜■:跨中裁仙：卩獷2.19<2.5取汕,=2.19,h,rl391iiiiii支點截M【:p：0.56,h尸1442mm則平均伯分別為廠①19-0,56)/21.375h,r(139141442)/2-141.6f^i：：iii箍筋餌川決為； _r c-ct(0.56x1(]4)(2-hlx】_|'x(d54l(r)(2+0方x1M5)x揃燈OOEW弘?yún)s0減1斗_ (49M7V-336m確朮箍筋間距寶的設(shè)計俏應(yīng)満足《公路橋規(guī)》構(gòu)造要求*取箍筋聞距近似値為藥血iiWh/27S0nr-i及伽im°L算的箍筋毗勵率p.-0,2%>0.IS%,是滿足規(guī)范要求削：綜合I一述計算,在支座屮心向跨徑長度方向的1冏帥山范由內(nèi),設(shè)計箍筋的[J業(yè)滬lOtab血后用跨中截面統(tǒng)一的-WOd距取為250i-in.〔小 彎赳鋼筋及斜筋設(shè)「設(shè)焊接鋼筋骨架的架立鋼筋(HHB335J為2*25.鋼筋重心至梁受壓翼板丨邊緣距離a/二芮rank彎起鋼筋的獨角度為4貂.劭起鋼筋末端打架比鋼筋炸接"為了得到每對疔迥鋼筋分配的剪力.山各押彎起鋼筋的耒端折點應(yīng)落在前一排疔起鋼筋的彎起點計算位置，泊先要計算彎起鋼筋-下彎譏之間的垂育一距離△點圖24L現(xiàn)擬疔起N1?N4鋼筋.將計算的各排彎起鋼筋疔起點截曲的血至支座中心距離m分配的剪力計算值％“所需的育起鋼筋血積漏值列入衣(.2-I〕.現(xiàn)將表2T自關(guān)的壬I算說明如門根據(jù)C公路橋規(guī)》規(guī)二，簡支粱的第一排看起訓(xùn)筋(對支IIJ:i)的末端彎折點應(yīng)位丁支唾屮心截曲處。這時,△“為：Af1500<(40：<\8XL5)+(■!丄吃8"-3hHXO」'：I=1320tiini彎起點123■1A1:1(mm)1320128412611238業(yè)支匪屮心的距離Xi(mm)1320260>'1a865分削的計篡購力也為(期)198.15171.7111.9需要的彎筋面積扎.〔血肝.提供的尊筋曲積也5H)16081008型8彎起鋼筋1/軸交山到支座屮心距離x.r(nun〕19821272羔2-1；了衛(wèi)鋼筋讓算覆對F第拙巧起鋼筋，討以得4Air1500-1(40+35,8X2.5)+(41+28-4+35.8x0.5>]'1284mm育起鋼筋⑵①的彎起丄沱跖支原屮心站離為:△h+△I"-1:唸0-12S4-2fi04nun分配繪第二排彎起鋼筋的計算剪力值”咖由比例關(guān)系可以得到*O斗2笄十750-1320_g4257 _198.157KN英屮7KN英屮0.4V'-198.I5K\h/2-750mm;設(shè)置彎起鋼筋I(lǐng)疋段的性度為42571innc所需要捉供的療起鋼筋截曲（心為：, 1333.33x171.7 3心= :一-—7—-】】；朮-mm心站114畀英余各排彎起鋼筋的計算方法―第捋的計算方法擁兀按睨汁訂剪力初步布論彎膜鋼筋如E2-5a現(xiàn)也按照胡時滿九梁跨打各1E截正1和斜截血抗每要求，確定彎起鋼筋的殍趙也阻山二知跨屮截lilJtPrWf'lM,,=Y,MJ|,-2054.44KN-rm支屎屮心處Mg按式C4-14）做出梁的計算彎矩包絡(luò)團(tuán)（圖4-5L在L/4截血牡，Pl.JC-4.875fi],L-19.5m,M[J2-2054.44KN?mF井山式C,4-17）.則萼矩亡|算心為：仏"仏小心-十）=2(154.44xu-=2(154.44xu-4x4.K7*i:19.52=54]KN-m與已知值MaW=1500KNmu相比兩圻柑對保塔為2.7%t故用公式^4-14｝來播述簡支梁彎茹包絡(luò)糾!/■i]?f的「各徘彎也鋼軸彎起民相制止截U1I抗彎承載力％計帥表2么榮乂段截向縱筋有效和度hij（mn）T懸截而類型受卞區(qū)怖度抗彎承載力％山-m）立座中心-1點舛:泄1142第一類20.101點2點46：化1t24第一類40.7812642j'j-3點笳：世IW7第一類(■:L1718592j'j-1山64>32+2*201：鋼第一類W120RI4j.'j-.!i.'j.64>32+4?20丨的1第一類77.102302表24鋼筋彎起后相應(yīng)1E截畫撫珥承栽力-將表21的正截面抗彎承載力H在圖心-陽上用各平行卉銭表爾川來現(xiàn)在以圖U-6)屮所示彎起鋼筋彎起點初步位置來逐個椅杳址否滿足氏公路橋規(guī)》的要求。第中I：彎起刨筋【2N4：其充分利用點5”橫即標(biāo)HU2N4的彎起點I的橫坐標(biāo)x,=9750-1320=^43Omni,iftflfj1點位E點的齊邊，」1s廬H4；HT047=2閔3》h72(=MS4/2hl2nm),故滿足耍求。其鄧而要點n的橫坐標(biāo)x=8(J75<nn何睿1網(wǎng)筋打票屮軸線交點」的橫坐標(biāo)Xir(=9750-6639087mm)>X(=8075nm),亦滿足耍求□第一出礙起鋼筋宀⑷：菇充分利用點"IT橫坐》x=3DD4iflnJiflj2N3的彎赳點2的橫邳際Xr9750-2504=714t)rj][[ir說朗2點位iK山的托邊*I'x,x-7148-3004-4144>1^/2(-1407/2=7041110)，故滿足夏求◎其帀豁要點L的橫坐標(biāo)x-6047imi而2N3鋼筋與梁屮軸線交點"的橫坐標(biāo)和(-9750-1982-7768mm)>X(創(chuàng)47mn)「亦滿足要求口第…出I⑴起鋼筋⑵2)；第二排彎起鋼筋未打包絡(luò)圖相交「故-二満足要求山上述檢杳結(jié)果訶知圖(4-餉)所屮灣起鋼筋打起心初莎位置満足要求°由皿2出鋼筋彎起點形成的抵抗彎矩圖遠(yuǎn)大丁彎爐包貉圖°復(fù)進(jìn)一歩調(diào)整I.述彎起鋼筋的彎赳點位墜在滿足規(guī)范對;寫起鋼筋巧起點耍求前提h使抵抗巧頰圖接兀彎矩辿貉圖；f：彎起訓(xùn)筋之間,增設(shè)mr為1血川的斜筋*圖”即為調(diào)整后i「粱彎起淚筋、斜筋的布笛圖。丄圖勺-歷)為梁的彎起鋼筋和斜筋設(shè)訂布登示意圖，箍筋設(shè)計見前述魴果口圖2毗宀)攔按照承載能力極限狀態(tài)計算時'最天芻力計算倚譏的包絡(luò)圖儀相應(yīng)飛巧矩計算値兒的包絡(luò)圖.對于等高按簡丈礬它們分別M以用比C4Jaj和式(414)近似冊述^⑴ 選定斜截I所頂端位登由圖〔4-歸)叮得到即支座中心為h/2處截血的橫邯標(biāo)為I-ES750-7509000mm,止截U11有效血度h.rl442inin.取斜截M投影長度cr=1442mnp則得到選樣的斜截血頂那位置A〔圖4-28)其很橫唯標(biāo)為I-9000-1442-7SSBitim,⑵斜截由碼力承載.力復(fù)核A處止截面I】的剪力人及相咸的彎矩乩計算如下:1950019500=428.25KN故二M/1-*)=819,92KN-mS19.921.34<3A處止截面育效高度h^l4^mm=1.428ni(主筋九40):吃人則實際廣文萸跨比陽及斜截両投影長度u分別為：S19.921.34<3卩丸42乳26x1.42Kc-O.6^o=0.6x1.34x].428=1.14^^<1.447?^將要復(fù)核的斜截創(chuàng)如圖(4-28)屮所小賦斜截面(虛線表」Z?斜P=tan_l[^/c)=tan-1(1.428/1.148)-512°斜截別內(nèi)縱向受拉1-?有池驅(qū)〔2麗」相應(yīng)的匸筋配筋率p為*占九200x1442箍筋的配筋率占九200x1442箍筋的配筋率p 佃朗伽時J為:「斜截IIU4H交的彎起湘筋有2N5(2?32i、2N4(2*32);斜筋有2N6(2h'16),按,則得到式(4-5)規(guī)定的單位要求,將以上計算值代入式(4-5),則得到斜截迪抗彎承載力為；匕二隅心並⑴仍hI滬)甌J〔2十0出臥〃二幾匚十?￥5況10)幾藝心汕說-IxIxI.](0.45xID")x2ODx1428x^(2+0.6xfl.56)n/30x0.0020lx1^5-(0.75^10J乂x(2^1602+402)^sin45°

=316.58+537.lii=853.74kN>VT(42s.加kW故距支座屮也為h/2處的斜截血抗焉承載力滿足設(shè)十I要求e二：鋼筋混泥I?.簡支T梁得驗算1曲裝時得正應(yīng)力驗算簡支梁吊裝時，其吊點設(shè)在即梁端a=400mm處，而梁自重在跨屮截和得彎知.標(biāo)準(zhǔn)值Mk=585.90kn?rrh用點得剪力偵乂=ll0.75knpm根據(jù)《公路橋規(guī)》規(guī)址計算得到得梁受壓範(fàn)板得有效寬度為bf「1600mm*受用翼板平均「度為：】20mm仃效f；i度：h◎=h-as=L500m-109=1391mm(u跨中截血得換算截血慣mn/f,得計算Es_Es_2x10-Ec~3xl04=6.67山公式〔419)：=8^As(h{}-x)? X1600XX2^67X-6O82X(1391^)工-241.44>hj(120mm、故為第二類T形槪血這時換算截而受比況高度X|||(9-12；確定es^s+h『業(yè))『—/?}6,67崔6082丨120x(1600-200)=200=1043典、顯：血■b)

?衣6.6*6082 +1血譏1600-200、=200=565086X二J/+R-AJ.護(hù)"-J= 0432+665086-1043=281胸用、町02伽也］兀-281mm按式y(tǒng)-i3：f （巧-職n…亠A；-_~- - *■亡聲顯、（九_忙）一竺込一竺迪空空,^7x^2（1391-2^1/3 3=50013x106mm4（2）iE應(yīng)力驗算用裝時動力系數(shù)為12〔起吊時主梁遛重h則」跨屮栽面計算彎組為：山式9-17：=].2xMk二L2x5S5.90=703.OSx10flAr山式9-17：M施=〒求盪壓區(qū)混怩土邊緣止應(yīng)力心駕加匚邊嚨“曲“咖）山汕"“;(九—兀)式9-l8t4一％—- 計算受拉鋼筋得山|積亜心處喬應(yīng)1cr力；fe703.08xl06x(139l-281)uc=6.67x : ' 50013xl0&1七邊緣帝度則Jt應(yīng)力h比=104,08MPa<0,754(251MPa)最' -1七邊緣帝度則Jt應(yīng)力h□5a咕=1500-(^^I50)=1442出用F=667xMWMx屮-附)

f 50013xio^試=108.9MPa<0.75/,(25\MPa)驗算郅果表明,吊裝時得淞泥土疋應(yīng)力和鋼筋拉應(yīng)力均小，規(guī)范限伯「討以心所設(shè)山進(jìn)行曲裝"如卜所小位聲2裂縫寬度得驗仲(1〕帶助鋼筋系數(shù)匂-1.0荷載短期效應(yīng)組合:A/”=Af(；+^,LxAfpi+^?|2xM^2A/’=S44.72+0.7x573,28+LOx75.08M嚴(yán)1321.^KNM荷載長期作用效應(yīng)組合彎拒計算值：AJg=M訂+込.X"迂L+列:!*M甲Ml.=m.72+0.4X573.25-+0.4x75.OSM「二1104.064KW?M3系數(shù)d「算得：M 1104,064“]皿莎斗05汽市■而二皿系數(shù)6W板式受彎構(gòu)件6=1.0⑴鋼筋應(yīng)力”33得計算疔-/后0$7給&_ 132].0%>106~0.87x1391x6O82^=179.5MPa⑶換算rrgd得計57*山J-S&H：采用不同得鋼筋rmd應(yīng)區(qū)換漳汀"…則：? x32-+4x20"=6x32+4x20于焊接鋼筋骨架匕(1=^.(=13x28.47=37Xi]mm⑷縱向受拉鋼筋配筋率Q得計算:6082200x6082200x】391=0.0218>0.02取P取P-0.02〔5)最大裂縫寬度妙曲得汁曄，山公式吳24斗30十日30十日0,28+l()pFJ；,-Ixlxl.42x179.5 30+2K47FJ；,-Ixlxl.42x179.5 30+2K472xltf0.28+10x0.02丹=0」6戰(zhàn)皿<」町]=^2mm滿山要求3梁跨中撓度得驗算的適「梁變形計肛時?應(yīng)取梁相鄰橫向連接后裁血得全寬度受甩翼板計算'即"門=1600mm°力『二120mm⑴跨中截ill得換算截而慣性妒：得L⑴跨中截ill得換算截而慣性妒：得L±^^(9-19.：：2^/X=6肉4?(九—兀)X6082X(1391-^)X=241.44>切(120mm)故為第.:類T形截血這時換算截血受斥區(qū)高度兀由(9-12)確處12x1600X2=6.676.67x6082+120x(1600-200)=6.67x6082+120x(1600-200)=20()-1043B= b2x6,67x60^2x]391+120’x(]600-200)=200=665086X=^A2+B-A丿護(hù)+B-A=^'1O432+665086-1043=2S加用>h；(l2助拔)兀=2R1mm開裂截iiu得換算截血慣件加的計算(勺--Q)心-方36.67x6082(1391-2813)16(X)x2^1J(1600-2m).(2Xl6.67x6082(1391-2813)= 卜3 3-50013xl0flwfl4丁梁的:%liiiij換算截inj'iniHA為；A}-bh-^ijbj—b)h+(◎站一1)4九二201)x1500+(1600-200)x120+(6.67-1)x60^2=502485受H-XF屮丄兀為：［加十%；-⑵厲）一十（％-》曲x-— 丄 ^0200x1500