結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)鋼筋混凝土T形梁

word文檔可自由復(fù)制編輯word文檔可自由復(fù)制編輯word文檔可自由復(fù)制編輯重慶交通大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理《鋼筋混凝土T形梁》課程設(shè)計(jì)姓名：楊繼才專業(yè)班級：隧軌（2）班學(xué)號：10011119學(xué)院：土木建筑B項(xiàng)目性質(zhì)：設(shè)計(jì)類指導(dǎo)教師：張敏設(shè)計(jì)時(shí)間：2012年10—11月 目錄1.設(shè)計(jì)資料...........................................................................12.設(shè)計(jì)任務(wù)............................................................................23.設(shè)計(jì)計(jì)算書..........................................................................33.1作用效應(yīng)組合...................................................................33.1.1主梁作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算...................................................33.1.2承載力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)作用效應(yīng)組合.........................................53.1.3正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)作用效應(yīng)組合.......................................73.2主梁正截面承載力計(jì)算..........................................................83.2.1配筋計(jì)算.................................................................83.2.2正截面抗彎承載力復(fù)核.....................................................103.3主梁斜截面承載力計(jì)算..........................................................103.3.1截面尺寸復(fù)核.............................................................103.3.2檢查是否需要按計(jì)算設(shè)置腹筋...............................................113.3.3最大設(shè)計(jì)剪力及設(shè)計(jì)剪力分配.................................................113.3.4箍筋設(shè)計(jì)....................................................................133.3.5彎起鋼筋及斜筋設(shè)計(jì).........................................................143.4全梁承載力校核...................................................................193.4.1正截面和斜截面抗彎承載力校核...............................................193.4.2斜截面抗剪承載力復(fù)核.......................................................213.5使用階段裂縫寬度和變形驗(yàn)算......................................................333.5.1使用階段裂縫寬度驗(yàn)算.......................................................333.5.2使用階段的變形驗(yàn)算.........................................................354.總結(jié)..................................................................................385.附錄..................................................................................395.1彎起鋼筋坐標(biāo)計(jì)算表..............................................................395.2正截面承載力驗(yàn)算過程計(jì)算表......................................................405.3斜截面抗剪承載力復(fù)核計(jì)算表......................................................416.圖紙..................................................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。1.設(shè)計(jì)資料1.1主梁跨徑和全長標(biāo)準(zhǔn)跨徑：l=20m（墩中心距離）標(biāo)計(jì)算跨徑：l19.5m（支座中心線距離）計(jì)一類環(huán)境，安全等級為二級。1.2永久荷載一期荷載：=24kN/m3；二期荷載：=23kN/m3。2可變荷載公路—Ⅱ級，人群荷載不計(jì)；荷載橫向分布系數(shù)0.4；汽車沖擊系數(shù)1=1.126：材料梁體選用C30混凝土f＝13.8N/mm2；f＝20.1N/mm2；f＝1.39N/mm2；cd ck tdf＝2.01N/mm2；E＝3.00×104N/mm2。tk c主筋用HRB335級鋼筋f＝280N/mm2；f＝335N/mm2；E＝2.0×105N/mm2。sd sk s箍筋用R235級鋼筋f＝195N/mm2；f＝235N/mm2；E＝2.1×105N/mm2。sd sk s1.5計(jì)算方法極限狀態(tài)法。1.6結(jié)構(gòu)尺寸梁寬200mm，翼緣板邊緣厚120mm，根部厚180mm，梁高1500mm，T梁翼緣板寬度1580mm，二期工程高200mm。具體尺寸如圖1-6-1所示：158033124/kNm3223/kNm320200圖1-6-1T形梁截面尺寸（單位：mm）1.7設(shè)計(jì)依據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60—2004）；《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62—2004）；《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》（第二版），葉見曙主編；《結(jié)構(gòu)力學(xué)》（第5版），李廉錕主編。2.設(shè)計(jì)任務(wù)1.1設(shè)計(jì)計(jì)算書一份作用效應(yīng)組合；繪出彎矩和剪力包絡(luò)圖進(jìn)行抗彎、抗剪鋼筋設(shè)計(jì)計(jì)算；結(jié)構(gòu)應(yīng)力、撓度、裂縫驗(yàn)算。1.2配筋圖一張主梁正截面鋼筋配筋圖行車道鋼筋配筋圖3.設(shè)計(jì)計(jì)算書3.1作用效應(yīng)組合3.1.1主梁作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算荷載計(jì)算A1150015802115001201500120601580200122 507000mm2 0.507m2A15802002316000mm20.316m2故根據(jù)上面的面積和前面的資料可得一期恒載：qA0.5072412.168kN/m11二期荷載：qA0.316237.268kN/m22對于可變荷載，根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》有關(guān)規(guī)定，可得公路—Ⅱ級的荷載如下：q10.50.757.875kN/mkk 36018019.550.75178.5kNP180505截面彎矩影響線面積計(jì)算表表3-1-1-2影響線面積計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算面積影響線面積ω1/2MωL/4=×L/2=19.52/8=47.531/4Mω16=3L/×L/2=3×19.52/32=35.6511/2Qω=1/2×L/2×1/2=19.5/8=2.4380Qω=19.5/2=9.75彎矩永久作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算表3-1-1-3彎矩永久作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算表截面截面影響線面積（1）1q（2）2q（3）一期荷載標(biāo)準(zhǔn)值（4）=（1）（2）二期荷載標(biāo)準(zhǔn)值（5）=（1）（3）M0012.1687.26800.00M1/435.6512.1687.268433.77259.09M1/247.5312.1687.268578.36345.46可變彎矩作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算表3-1-1-4可變彎矩作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算表影響線橫向分沖擊系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值（7）=[（1）截面面積q（2）y（3）P（4）布系數(shù)（6）（2）+（3）（4）](5) k max k （1） （5） (6)M00 7.8757.268 178.50.4 1.126 0.00M1/435.657.8757.268 178.50.4 1.126 420.39M1/247.537.8757.268 178.50.4 1.126 560.52剪力作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》規(guī)定：在計(jì)算剪力作用效應(yīng)是，車道荷載的集中荷載應(yīng)乘以1.2的系數(shù)。故：P2380.751.2214.2kNk表表3-1-1-5剪力可變作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算表1q=12.1682q=7.268kq=7.875kP=214.21=1.126=0.4截面面積minyminAmaxymaxA恒載最大活載最小活載09.750.000.001.0009.750189.50131.0634.581/87.3125-0.125-0.1520.8757.465142.13110.3513.881/44.875-0.250-0.6090.7505.48494.7589.65-6.833/82.4375-0.375-1.3710.6253.80947.3868.94-27.531/20-0.500-2.4380.5002.4380.0048.24-48.243.1.2承載力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)作用效應(yīng)組合根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60—2004）4·1·6條規(guī)定：按承載力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)采用的基本組合為永久作用的設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為：S(mSSnS)0ud 0 GiGiK Q1Q1K C QjQjKi1 j2跨中截面設(shè)計(jì)彎矩S1.01.2578.361.2345.461.4560.52 0d 1893kNm支點(diǎn)截面設(shè)計(jì)剪力V1.01.2189.501.4131.06411kNd其截面的彎矩作用效應(yīng)組合分別如下表3-1-2-1所示：表表3-1-2-1彎矩作用效應(yīng)組合表截面一期荷載1G二期荷載2G可變荷載1Q0最大彎矩組合最小彎矩組合001.201.201.41.0001/4433.771.2259.091.2420.391.41.01,4208311/2578.361.2345.461.2560.521.41.01,8931,1093/4433.771.2259.091.2420.391.41.01,420 8310 1.2 0 1.2 0 1.41.0 0 0由上表可得該梁的彎矩包絡(luò)圖如下：1110983183118931420142000圖3-1-2-1彎矩包絡(luò)圖（單位：kN.m）其截面的剪力作用效應(yīng)組合分別如下表3-1-3-2所示：表3-1-1-3-2剪力作用效應(yīng)組合表截面恒載最大活載最小活 最大剪 最小剪 Gi 載 Q1 0 力組合 力組合189.501.2131.06 0.00 1.4 1.0 411 2271/8142.131.2110.89 -12.60 1.4 1.0 326 1531/494.751.291.81 -26.28 1.4 1.0 242 773/347.381.273.81 -41.04 1.4 1.0 160 -11/20.001.256.88 -56.88 1.4 1.0 80 -805/8-47.381.241.04 -73.81 1.4 1.0 1 -1603/4-94.751.226.28 -91.81 1.4 1.0 -77 -2427/8-142.131.212.60 -110.891.4 1.0 -153 -326-189.501.2 0.00 -131.061.4 1.0 -227 -411由上表可得該梁的剪力包絡(luò)圖如下圖3-1-2-2所示：4113262421608017715322741132624216080175152227(+)（-）圖3-1-3-2剪力包絡(luò)圖（單位：kM）3.1.3正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)作用效應(yīng)組合根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60—2004）4·1·7條規(guī)定：公路橋涵結(jié)構(gòu)按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，分別采用不同效應(yīng)組合作用效應(yīng)短期組合作用效應(yīng)短期組合為永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻遇值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為：mnSSsd Gik 1jQjki1 j1S578.36345.640.71272kNmsd 1.126作用長期效應(yīng)組合作用長期效應(yīng)組合為永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)永久值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為：mSnSldGik2jQjki1 j1560.52S578.36345.640.41123kNmld 1.1263.2主梁正截面承載力計(jì)算3.2.1配筋計(jì)算 1)翼緣板的計(jì)算寬度b'f根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62—2004）第4·2·2條規(guī)定：T形截面受彎構(gòu)件位于受壓區(qū)的翼緣計(jì)算寬度，應(yīng)按下列三者中最小值取用。翼緣板的平均厚度h′=(120+1800)/2=150mmf①對于簡支梁為計(jì)算跨徑的1/3。b′=L/3=19500/3=6500mmf②相鄰兩梁軸線間的距離。b′=1600mmf③b+2b+12h′，此處b為梁的腹板寬，b為承托長度，h′為不計(jì)承托的翼緣h f h f厚度。b′=b+12h′=200+2×0+12×150=2000mmf f故取b′=1600mm判斷形截面的類型設(shè)a=30+0.7×1500=135mm，h=h－a=1500－135=1365mm；s 0s h 150fbh(hf)13.81600150(1365) cdff 02 2 2098.5kNmM1893kNm 0 d故屬于第一類T形截面。求受拉鋼筋的面積As根據(jù)方程:xMfbx(h) 0 d cdf 02可得：x189310613.81600x(1365)2解得：x64mmh90mmf求受拉鋼筋的面積Asfbx13.8160064Acdf5046mm2sf 280sd擬采用828+420的鋼筋，A=3927+1256=5183mm2。鋼筋疊高層數(shù)為6s層，布置如圖所示?；炷帘Ｗo(hù)層厚度取40mm，鋼筋間橫向凈距40mm40mmS200240228.463.2mmn 1.25d35mm故滿足構(gòu)造要求。其配筋圖如圖3-2-1-4所示：15801818012077825420(焊接)0051200665544332211圖3-2-1-4縱筋配筋圖（單位：mm）3.2.2正截面抗彎承載力復(fù)核1)跨中截面含筋率驗(yàn)算3927(40228.4)1256(40428.422.7)a116mms 39271256故h=h－a=1500－116=1384mm。則其配筋率為： 0 s A 5183 0.2%s1.87%bh2001384min0.45f/f0.19% 0 td sd判斷T形截面的類型fbh13.81600150cdff3.31106Nm3.31kNmfA5183280sds1.45106Nm1.45kNm由于fbhfA，故為第一類T形截面。cdffsds求受壓區(qū)的高度x fA 5183280xsds65.73mmh90mm fb13.81600 fcdf正截面抗彎承載力MuxMfbx(h) u cdf 0265.73 13.8160065.73(1384 )21960.82kNmM1893kNm 0 d故跨中正截面抗彎承載力滿足要求。3.3主梁斜截面承載力計(jì)算3.3.1截面尺寸復(fù)核根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62—2004）第9·3·10條規(guī)定：在鋼筋混凝土梁的支點(diǎn)處，應(yīng)至少有兩根并不少于總數(shù)1/5的下層受拉的主筋通過。初步擬定梁底225的主筋伸入支座。支點(diǎn)截面的有效高度h1500(40)1446mm 0 2根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62—2004）第5·2·9條：矩形、T形和工字形截面受彎構(gòu)件，其抗剪截面應(yīng)符合,kcuV0.51103,kcu0d00.51103fbh0.51103252001446 cu,k 0807.85kNV411kN0d故截面尺寸符合要求。3.3.2檢查是否需要按計(jì)算設(shè)置腹筋根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62—2004）第5·2·10條：矩形、T形和工字形截面受彎構(gòu)件，符合下列條件時(shí)V0.50103fbh(kN) 0d 2td0可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算，而僅按構(gòu)造要求配置箍筋。跨中截面： 0.50103fbh0.501031.392001384192.38kNV 80kN td 0 0d,1/2支座截面：0.50103fbh0.501031.392001446200.99kNV411kNtd 0 d,0故跨中截面部分可按構(gòu)造配置箍筋，其余區(qū)段按計(jì)算配置腹筋。3.3.3最大設(shè)計(jì)剪力及設(shè)計(jì)剪力分配確定構(gòu)造配置箍筋長度在圖3-1-3-2所示的剪力包絡(luò)圖中，支點(diǎn)處計(jì)算值VV411kN，跨 0 0d,0中處剪力計(jì)算值VV 80kN。則V192.38kN的截面距跨中截面的距 1/2 0d,1/2 x離：lVV l計(jì)x 1/212VV 0 1/219500192.3880 2 411803310mm在距跨中l(wèi)3310mm范圍內(nèi)可按構(gòu)造配置最低數(shù)量的箍筋。1計(jì)算最大剪力和剪力分配根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62—2004）第5·2·11條：最大剪力取用距支座中心h/2處截面的數(shù)值，并按混凝土和箍筋共同承擔(dān)不少于60%；彎起鋼筋承擔(dān)不超過40%，并且用水平線將剪力設(shè)計(jì)值包絡(luò)圖分割為兩部分。距支座中心h/2處截面剪力h/2VVVV 0l/20 l/2計(jì)1500/2411(41180)19500/2385.54kN混凝土和箍筋承擔(dān)的剪力V＝0.6V'＝0.6385.54＝231.32KNcs彎起鋼筋承擔(dān)的剪力V＝0.4V'＝0.4385.54＝154.22KNsb簡支梁剪力包絡(luò)圖取為斜直線。即：2x VV (VV) x d,1/2 d,0 d,1/2l計(jì)設(shè)置彎起鋼筋區(qū)長度： l V 19500154.22 l計(jì)sb 4543mm sb2VV 2 41180 0 1/2剪力分配見圖3-3-3-2所示。97509750750454333101147411kN385.54kN154.22kN231.32kN80kN192.38kN圖3-3-3-2剪力分配圖3.3.4箍筋設(shè)計(jì)根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62—2004）第9·3·13條：鋼筋混凝土梁應(yīng)設(shè)置直徑不小于8mm或1/4主筋直徑的箍筋?，F(xiàn)初步選用φ8的雙肢箍筋，n＝2；A=nA＝2×50.3＝100.6mm2。sv sv1在等截面鋼筋混凝土簡支梁中，箍筋盡量做到等距離布置。為方便計(jì)算，斜截面內(nèi)縱筋配筋百分率p及截面有效高度h可近似按支座截面和跨中截面的平0均值取用，計(jì)算如下：1005183p＝100＝＝1.8722.5 中 中200138410039270.25p＝100＝＝0.33942.5 支 支 2001446 pp 1.8720.3394 p＝中 支＝＝1.106 2 2 hh 13841446 h＝0中 0支1415mm 0 2 2根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62—2004）第5·2·11條：箍筋間距按下列公式計(jì)算：220.2106(20.6p)fbh2S13 cu,k 0v (V)20d220.56106(20.6p)fAfbh2S13 cu,ksvsv 0v (V')21.021.120.56106(20.61.106)30100.619520014152385.542522mm400mm根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62—2004）第9·3·13條：箍筋間距不應(yīng)大于梁高的1/2且不大于400mm。在支座中心向跨徑方向長度相當(dāng)于不小于一倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距不宜大于100mm。鋼筋混凝土梁應(yīng)設(shè)置直徑不小于8mm或1/4主筋直徑的箍筋。其配筋率ρ，R235sv鋼筋不應(yīng)小于0.18。現(xiàn)取取S400mm此時(shí)，箍筋配筋率v A 100.6sv0.126%0.18%，故不滿足規(guī)范要求。現(xiàn)取S250mm計(jì)svbS 200400 vv A 100.6 1算的箍筋配筋率sv0.2%0.18%，且小于h750mm和svbS 200250 2v400mm。滿足規(guī)范要求。綜合上述計(jì)算，在支座中心向跨徑長度方向的1500mm范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)箍筋間距S100mm，爾后至跨中截面統(tǒng)一的箍筋間距取S250mm。v v3.3.5彎起鋼筋及斜筋設(shè)計(jì)根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62—2004）第5·2·11條：計(jì)算第一排彎起鋼筋A(yù)時(shí)，對于簡支梁和連續(xù)梁近邊支點(diǎn)梁sb1段，取用距支點(diǎn)中心h/2處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力值V；sb1首先，計(jì)算各排彎起鋼筋起點(diǎn)截面的垂直距離h（右圖）以及至支座中心i距離x，計(jì)算第一排彎起鋼筋以后的每一排彎起鋼筋A(yù)…A時(shí)，取用前一排彎 i sb2 sbi起鋼筋下面彎點(diǎn)處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力V…V。sb2 sbi一排彎起鋼筋截面積按下列公式計(jì)算：VA0sb(mm2)sb0.75103fsin sb s需設(shè)置彎起鋼筋的區(qū)段長度（距支座中心）411231.3219500 l 5293mm2411802初步擬定架立鋼筋為222，凈保護(hù)層為42.9mm，則架立鋼筋底面至梁頂?shù)木嚯x為42.9+25.1=68mm彎起鋼筋的彎起角度為45，彎起鋼筋末端與架立鋼筋焊接。擬彎五排鋼筋。1)第一排彎起鋼筋第一排彎起鋼筋的最大剪力：VV154.2kN2sb1 sb第一排彎起鋼筋的面積為：（初步擬定為25） V 154.22A sb1 1038mm2sb10.75103fsin0.75103280sin45 sb s初步選用由主筋彎起225，A＝982mm2。sb1第一排彎起鋼筋的水平投影長度為l：lh1500－6828.4/2－4028.428.4/21335mm sb1 1第一排彎起鋼筋與梁軸線交點(diǎn)距支座中心的距離為： x'1500/2－68－28.4/2668mm1第一排彎起鋼筋彎起點(diǎn)至支座中心的距離為：xl1335mm 1 sb12)第二排彎起鋼筋第二排彎起鋼筋的最大剪力：52931335V(411231.32)134.36kNsb2 5293第二排彎起鋼筋的面積：（初步擬定為25） V 134.36A sb2 905mm2sb20.75103fsin0.75103280sin45 sb s初步選用由主筋彎起225，A＝982mm2。sb2第二排彎起鋼筋的水平投影長度為l：sb2lh1500－6828.4/2－4028.4228.4/21307mm sb2 2第二排彎起鋼筋與梁軸線交點(diǎn)距支座中心的距離為： x'1335150－0/－26828.4mm/220032第二排彎起鋼筋彎起點(diǎn)至支座中心的距離為：x133513＝072m6m4223)第三排彎起鋼筋第三排彎起鋼筋的最大剪力：52932642V(411231.22) 89.99kNsb3 5293第三排彎起鋼筋的面積：（初步擬定為25） V 89.99A sb3 606mm2sb30.75103fsin0.75103280sin45 sb s初步選用由主筋彎起225，A＝982mm2。sb3第三排彎起鋼筋的水平投影長度為l：sb3l150－06828.－4/24028.4328.mm4/21278sb3第三排彎起鋼筋與梁軸線交點(diǎn)距支座中心的距離為： x'133513071500/2－68－28.4/23310mm3第三排彎起鋼筋彎起點(diǎn)至支座中心的距離為：x1335130712783920mm34)第四排彎起鋼筋第四排彎起鋼筋最大剪力：52933920V(411231.22)46.61kNsb4 5293第四排彎起鋼筋的面積：（初步擬定直徑20） V 46.61A sb4 314mm2sb40.75103fsin0.75103280sin45 sb s初步選用由主筋彎起220，A＝628mm2。sb4第四排彎起鋼筋的水平投影長度為l：sb4l1500－6828.4/2－4028.4428.4/21250mmsb4 第四排彎起鋼筋與梁軸線交點(diǎn)距支座中心的距離為： x'1335130712781500/2－68－28.4/24588mm4第四排彎起鋼筋彎起點(diǎn)至支座中心的距離為：x13351307127812505170mm45)第五排彎起鋼筋第五排彎起鋼筋的水平投影長度為l：sb5l1500－6828.4/2－4028.4428.4/21222mmsb5 第五排彎起鋼筋與梁軸線交點(diǎn)距支座中心的距離為： x'13351307127812501500/2－68－28.4/25838mm5第五排彎起鋼筋彎起點(diǎn)至支座中心的距離為：x133513071278125012226392mm45431500/25293mm5故第五排不需要再設(shè)置彎起鋼筋。按照抗剪計(jì)算初步布置彎起鋼筋如圖3-3-4-5所示。9750750454333101147411kN385.54kN154.22kN231.32kN80kN192.38kN架立鋼筋h=15007507504068154.22kNN12N22N32N42N522N6圖3-3-5腹筋布置圖3.4全梁承載力校核3.4.1正截面和斜截面抗彎承載力校核簡支梁彎矩包絡(luò)圖近似取為二次物線：4x2 M M (1)d,xd,l計(jì)/2l2計(jì)各彎起鋼筋計(jì)算列于下表彎起點(diǎn)彎起點(diǎn)1234彎起鋼筋的水平投影長度mm1335130712781250彎起點(diǎn)距支座中心的距離mm1335264239205170彎起點(diǎn)距跨中的距離mm8415710858304580分配的設(shè)計(jì)剪力Vsbi（KN）154.22134.3689.9946.61需要的彎筋面積mm21038905606314可提供的彎筋面積mm2225225225220982982982628彎筋與梁軸交點(diǎn)到支座中心距離mm668200333104588彎筋與梁軸交點(diǎn)到跨中距離mm9082774764405162各排鋼筋彎起后，相應(yīng)的梁的正截面抗彎承載力計(jì)算如下表：圖3-4-1正截面抗彎承載力計(jì)算梁的區(qū)段梁的區(qū)段截面縱筋有效高度T形截面類型受壓區(qū)高度抗彎承載力Mu(kN.m)支座中心至1點(diǎn)2251446第一類12395.831點(diǎn)~2點(diǎn)4251432第一類25780.422點(diǎn)~3點(diǎn)6251417第一類371153.393點(diǎn)~4點(diǎn)8251403第一類501515.5244點(diǎn)~N1截?cái)嗵?25+2201394第一類581740.82N1截?cái)嗵巭梁跨中825+4201384第一類661960.73圖3-4-1-1梁的彎矩包絡(luò)圖和抵抗彎矩圖根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62—2004）第9·3·11條：受拉區(qū)彎起鋼筋的彎起點(diǎn)，應(yīng)設(shè)在按正截面抗彎承載力計(jì)算充分利用該鋼筋強(qiáng)度的截面以外不小于h/2處，彎起鋼筋可在按正截面受彎承載0力計(jì)算不需要該鋼筋截面面積之前彎起，但彎起鋼筋與梁中心線的交點(diǎn)（距支座5838mm）應(yīng)位于按計(jì)算不需要該鋼筋的截面（距支座5293mm）之外。最后正截面抗彎承載力及斜截面抗彎承載力校核見圖3-4-1。1960.731740.821960.731740.820.0042323i1153.39780.42395.838671n7475m6094l43541515.52j27649750q梁跨中心支座中心線2N21N22N32N449750'2'2'44'1893.002N562N11'33'k7507501'1'第一排彎起鋼筋（2N2）該排鋼筋的充分利用點(diǎn)m的橫坐標(biāo)為7475mm，而該排鋼筋的彎起點(diǎn)的橫坐標(biāo)為8415mm，說明彎起點(diǎn)位于充分利用點(diǎn)左邊，且兩點(diǎn)之間的距離為8415－7475=940mm>h/2=1432/2=716mm，滿足斜截面抗彎承載力要求。0該排彎起鋼筋與梁軸線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為9082mm大于該排鋼筋的理論不需要點(diǎn)n的橫坐標(biāo)8671mm，說明梁的正截面承載力亦滿足要求。第二排彎起鋼筋（2N3）該排鋼筋的充分利用點(diǎn)l的橫坐標(biāo)為6094mm，而該排鋼筋的彎起點(diǎn)的橫坐標(biāo)為7108mm，說明彎起點(diǎn)位于充分利用點(diǎn)左邊，且兩點(diǎn)之間的距離為7108－6094=1014mm>h/2=1417/2=708.5mm，滿足斜截面抗彎承載力要求。0該排彎起鋼筋與梁軸線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為7747mm大于該排鋼筋的理論不需要點(diǎn)m的橫坐標(biāo)7475mm，說明梁的正截面承載力亦滿足要求。第三排彎起鋼筋（2N4）該排鋼筋的充分利用點(diǎn)k的橫坐標(biāo)為4354mm，而該排鋼筋的彎起點(diǎn)的橫坐標(biāo)為5830mm，說明彎起點(diǎn)位于充分利用點(diǎn)左邊，且兩點(diǎn)之間的距離為5830－4354=1478mm>h/2=1403/2=701.5mm，滿足斜截面抗彎承載力要求。0該排彎起鋼筋與梁軸線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為6440mm大于該排鋼筋的理論不需要點(diǎn)l的橫坐標(biāo)6094mm，說明梁的正截面承載力亦滿足要求。第四排彎起鋼筋（2N5）該排鋼筋的充分利用點(diǎn)j的橫坐標(biāo)為2764mm，而該排鋼筋的彎起點(diǎn)的橫坐標(biāo)為4580mm，說明彎起點(diǎn)位于充分利用點(diǎn)左邊，且兩點(diǎn)之間的距離為4580－2764=1816mm>h/2=1394/2=697mm，滿足斜截面抗彎承載力要求。0該排彎起鋼筋與梁軸線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為5162mm大于該排鋼筋的理論不需要點(diǎn)k的橫坐標(biāo)4354mm，說明梁的正截面承載力亦滿足要求。經(jīng)上述分析判斷可知，初步確定的彎起鋼筋的彎起點(diǎn)位置的正截面抗彎承載力和斜截面承載力均滿足要求。根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62—2004）第9·3·11條：簡支梁第一排彎起鋼筋的末端彎折起點(diǎn)應(yīng)位于支座中心截面處，以后各排彎起鋼筋的末端彎折點(diǎn)應(yīng)落在或超過前一排彎起鋼筋彎起點(diǎn)截面。同時(shí)，為了節(jié)約鋼筋，從而達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、合理，應(yīng)使抵抗彎矩圖更接近于設(shè)計(jì)彎矩圖。上述2N1、2N2、2N3和2N4鋼筋彎起點(diǎn)形成的抵抗彎矩圖都接近于彎矩包絡(luò)圖，其彎起鋼筋彎起點(diǎn)的橫坐標(biāo)與充分利用點(diǎn)的橫坐標(biāo)的差xx1816mm，故不需進(jìn)行彎起鋼筋的進(jìn)一步調(diào)整。i3.4.2斜截面抗剪承載力復(fù)核斜截面抗剪承載力復(fù)核根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62—2004）第5·2·7條：矩形、T形和工字形截面受彎構(gòu)件，當(dāng)配有箍筋和彎起鋼筋時(shí)，其斜截面抗剪承載力驗(yàn)算采用下列公式：VVVV 0d u cs sbV0.45103bh(20.6p)ff(kN) cs 123 0 cu,ksvsvV0.75103fAsin(kN)sb sd sb s根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62—2004）第5·2·8條：進(jìn)行斜截面承載力驗(yàn)算時(shí)，斜截面水平投影長度C應(yīng)按下式計(jì)算：C=0.6mh。0根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62—2004）第5·2·6條：計(jì)算受彎構(gòu)件斜截面杭剪承載力時(shí)，其計(jì)算位置應(yīng)按下列規(guī)定采用：距支座中心h/2處截面；受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)處截面；錨于受拉區(qū)的縱向鋼筋開始不受力處的截面；箍筋數(shù)量或間距改變處的截面；構(gòu)件腹板寬度變化處的截面。斜截面抗剪承載力復(fù)核A.距支座中心h/2處的截面選定斜截面頂端位置距支座中心h/2處的截面的橫坐標(biāo)為x=9750－1500/2=9000mm，正截面有效高度h=1446mm?，F(xiàn)取c'h1446mm，則得到選擇的斜截面頂端位置A（圖 0 03-4-2-A）的橫坐標(biāo)為x=9000－1446=7554mm。斜截面抗剪承載力復(fù)核A處正截面上的剪力V及相應(yīng)的彎矩M計(jì)算如下：x xVVVV2x x l/2 0 l/2l計(jì) =80411802755419500336.45kN4x2MM1 x l/2l計(jì)2475542 18931195002756.69kNmA處正截面有效高度h=1432mm=1.432m，則實(shí)際廣義剪跨比m及截面投影0長度c分別為：M mminx,3.0 Vh x0 756.69 ,3.0 336.451.432 1.57,3.01.57c0.6mh00.61.571432 1349mm1446mm將要復(fù)核的斜截面如圖3-4-2-A所示：22N22N12N42N32N52N6A'Ac3-4-2-A距支座中心h/2處斜截面抗剪承載力計(jì)算圖示則復(fù)核的斜截面AA’斜截面（虛線表示），斜角為：tan1(h/c)tan1(1432/1349)46.70。0斜截面內(nèi)縱向受拉主筋有225（2N1），相應(yīng)的主配筋率p為： A 100982p100s0.342.5bh20014460配箍率（S250mm）為：sv v A 250.3sv0.201%0.18%svbS 200250v與斜截面相交的彎起鋼筋有2N2（225）、2N3（225）。將上述計(jì)算值代入式：V0.45103bh(20.6p)ff0.75103fAsin u 123 0 cu,ksvsv sd sb s則得到AA’斜截面抗剪承載力為：V0.45103bh(20.6p)ff0.75103fAsin u 123 0 cu,ksvsv sd sb s1.01.11.10.451032001432(20.60.34)300.2012%1950.751032801964sin45603.12kNV336.45kNx故距支座中心h/2處的斜截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。B.第一排彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的截面①.選定斜截面頂端位置第一排彎起鋼筋彎起處的截面的橫坐標(biāo)為x=9750－1335=8415mm，正截面有效高度h=1432mm?，F(xiàn)取c'h1432mm，則得到選擇的斜截面頂端位置B 0 0（圖3-4-2-B）的橫坐標(biāo)為8415－1432=6983mm。②.斜截面抗剪承載力復(fù)核B處正截面上的剪力V及相應(yīng)的彎矩M計(jì)算如下： x xVVVV2xx l/2 0 l/2l計(jì) =80411802698319500317.06kN4x2MM1 x l/2l計(jì)2469832 18931195002921.99kNmB處正截面有效高度h=1417mm=1.417m，則實(shí)際廣義剪跨比m及截面投影0長度c分別為：M mminx,3.0 Vh x0 921.99,3.0 317.061.417 2.05,3.02.05c0.6mh0 0.62.0514171475mm1432mm將要復(fù)核的斜截面如圖3-4-2-B所示：22N22N12N42N32N52N6B'Bc=174513351432圖3-4-2-B第一排彎起鋼筋彎起處的截面抗剪承載力計(jì)算圖示則復(fù)核的斜截面BB’斜截面（虛線表示），斜角為：tan1(h/c)tan1(1417/1745)39.08。0斜截面內(nèi)縱向受拉主筋有225（2N1），相應(yīng)的主配筋率p為： A 100982p100s0.342.5bh20014320配箍率（S250mm）為：sv v A 250.3sv0.201%0.18%svbS200250v與斜截面相交的彎起鋼筋有2N2（225）、2N3（225）。將上述計(jì)算值代入式：V0.45103bh(20.6p)ff0.75103fAsin u 123 0 cu,ksvsv sd sb s則得到BB’斜截面抗剪承載力為：V0.45103bh(20.6p)ff0.75103fAsin u 123 0 cu,ksvsv sd sb s1.01.11.10.451032001417(20.60.34)300.2012%1950.751032801964sin45600.24kNV317.06kNx故第一排彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。C.距支座中心h處的截面選定斜截面頂端位置距支座中心h處的截面的橫坐標(biāo)為x=9750－1500=8250mm，正截面有效高度h=1432mm。現(xiàn)取c'h1432mm，則得到選擇的斜截面頂端位置C（圖 0 03-4-2-C）的橫坐標(biāo)為x=8250－1432=6818mm。斜截面抗剪承載力復(fù)核C處正截面上的剪力V及相應(yīng)的彎矩M計(jì)算如下： x xVVVV2xx l/2 0 l/2l計(jì) =80411802681819500311.46kN4x2MM1 x l/2l計(jì)2468182 18931195002967.33kNmC處正截面有效高度h=1417mm=1.417m，則實(shí)際廣義剪跨比m及截面投影0長度c分別為：M mminx,3.0 Vh x0 967.33,3.0 311.461.417 2.19,3.02.19c0.6mh0 0.62.1914171863mm1432mm將要復(fù)核的斜截面如圖3-4-2-C所示：22N22N12N42N32N52N6C'Cc=186315001432圖3-4-2-C距支座中心2處斜截面抗剪承載力計(jì)算圖示則復(fù)核的斜截面CC’斜截面（虛線表示），斜角為：tan1(h/c)tan1(1417/1863)37.25。0斜截面內(nèi)縱向受拉主筋有225（2N1），相應(yīng)的主配筋率p為： A 100982p100s0.342.5bh20014460配箍率（S250mm）為：sv v A 250.3sv0.201%0.18%svbS 200250v與斜截面相交的彎起鋼筋有2N3（225）、2N4（225）。將上述計(jì)算值代入式：V0.45103bh(20.6p)ff0.75103fAsin u 123 0 cu,ksvsv sd sb s則得到CC’斜截面抗剪承載力為：V0.45103bh(20.6p)ff0.75103fAsin u 123 0 cu,ksvsv sd sb s1.01.11.10.451032001417(20.60.34)300.2012%1950.751032801964sin45600.24kNV311.46kNx故距支座中心h處的斜截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。D.第二排彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的截面選定斜截面頂端位置第二排彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的截面的橫坐標(biāo)為x=9750－2642=7108mm，正截面有效高度h=1417mm?，F(xiàn)取c'h1417mm，則得到選擇的斜截面頂端位置 0 0D（圖3-4-2-D）的橫坐標(biāo)為x=7108－1417=5691mm。斜截面抗剪承載力復(fù)核D處正截面上的剪力V及相應(yīng)的彎矩M計(jì)算如下： x xVVVV2xx l/2 0 l/2l計(jì) =80411802569119500273.20kN4x2MM1 x l/2l計(jì)2456912 189311950021248.06kNmD處正截面有效高度h=1403mm=1.403m，則實(shí)際廣義剪跨比m及截面投影0長度c分別為：M mminx,3.0 Vh x0 756.69,3.0 336.451.403 3.26,3.03.0c0.6mh0 0.63.01403 2525mm1417mm將要復(fù)核的斜截面如圖3-4-2-D所示：22N22N12N42N32N52N6D'Dc=252526421417圖3-4-2-D第二排彎起鋼筋彎起處的截面抗剪承載力計(jì)算圖示則復(fù)核的斜截面DD’斜截面（虛線表示），斜角為：tan1(h/c)tan1(1403/2525)29.05。0斜截面內(nèi)縱向受拉主筋有425（2N1、2N2），相應(yīng)的主配筋率p為： A 1001964p100s0.692.5bh20014170配箍率（S250mm）為：sv v A 250.3sv0.201%0.18%svbS 200250v與斜截面相交的彎起鋼筋有2N3（225）、2N4（225）。將上述計(jì)算值代入式：V0.45103bh(20.6p)ff0.75103fAsin u 123 0 cu,ksvsv sd sb s則得到DD’斜截面抗剪承載力為：V0.45103bh(20.6p)ff0.75103fAsin u 123 0 cu,ksvsv sd sb s1.01.11.10.451032001417(20.60.69)300.2012%1950.751032801964sin45611.23kNV273.20kNd故第二排彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。E.第三排彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的截面選定斜截面頂端位置第三排彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的截面的橫坐標(biāo)為x=9750－3920=5830mm，正截面有效高度h=1403mm?，F(xiàn)取c'h1403mm，則得到選擇的斜截面頂端位置 0 0E（圖3-4-2-E）的橫坐標(biāo)為x=5830－1403=4427mm。斜截面抗剪承載力復(fù)核E處正截面上的剪力V及相應(yīng)的彎矩M計(jì)算如下： x xVVVV2xx l/2 0 l/2l計(jì) =80411802442719500230.29kN4x2MM1 x l/2l計(jì)2444272 189311950021502.73kNmE處正截面有效高度h=1394mm=1.394m，則實(shí)際廣義剪跨比m及截面投影0長度c分別為：M mminx,3.0 Vh x0 1502.73 ,3.0 230.291394 4.68,3.03.0c0.6mh00.63.001394 2509mm1403mm將要復(fù)核的斜截面如圖3-4-2-E所示：22N22N12N42N32N52N6E'Ec=250939201403圖3-4-2-E第三排彎起鋼筋彎起處的截面抗剪承載力計(jì)算圖示則復(fù)核的斜截面EE’斜截面（虛線表示），斜角為：tan1(h/c)tan1(1394/2509)29.05。0斜截面內(nèi)縱向受拉主筋有625（2N1、2N2、2N3），相應(yīng)的主配筋率p為： A 1002945p100s1.052.5bh20014030配箍率（S250mm）為：sv v A 250.3sv0.201%0.18%svbS 200250v與斜截面相交的彎起鋼筋有2N4（225）、2N5（220）。將上述計(jì)算值代入式：V0.45103bh(20.6p)ff0.75103fAsin u 123 0 cu,ksvsv sd sb s則得到AA’斜截面抗剪承載力為：V0.45103bh(20.6p)ff0.75103fAsin u 123 0 cu,ksvsv sd sb s1.01.11.10.451032001394(20.61.05)300.2012%1950.75103280982628sin45569.22kNV230.29kNx故第三排彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。F.第四排彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的截面選定斜截面頂端位置第四排彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的截面的橫坐標(biāo)為x=9750－5170=4580mm，正截面有效高度h=1394mm?，F(xiàn)取c'h1394mm，則得到選擇的斜截面頂端位置 0 0F（圖3-4-2-F）的橫坐標(biāo)為x=4580－1394=3186mm。斜截面抗剪承載力復(fù)核F處正截面上的剪力V及相應(yīng)的彎矩M計(jì)算如下： x xVVVV2xx l/2 0 l/2l計(jì) =80411802318619500188.16kN4x2MM1 x l/2l計(jì)2431862 189311950021690.87kNmF處正截面有效高度h=1384mm=1.384m，則實(shí)際廣義剪跨比m及截面投影0長度c分別為：M mminx,3.0 Vh x0 1690.87 ,3.0 188.161384 6.49,3.03.0c0.6mh00.63.01384 2491mm1394mm將要復(fù)核的斜截面如圖3-4-2-F所示：22N22N12N42N32N52N6F'Fc=249151701394圖3-4-2-F第四排彎起鋼筋彎起處的截面抗剪承載力計(jì)算圖示則復(fù)核的斜截面FF’斜截面（虛線表示），斜角為：tan1(h/c)tan1(1384/2491)29.05。0斜截面內(nèi)縱向受拉主筋有825（2N1、2N2、2N3、2N4），相應(yīng)的主配筋率p為： A 1003927p100s 1.412.5bh 2001.410配箍率（S250mm）為：sv v A 250.3sv0.201%0.18%svbS 200250v與斜截面相交的彎起鋼筋有2N5（220）。將上述計(jì)算值代入式：V0.45103bh(20.6p)ff0.75103fAsin u 123 0 cu,ksvsv sd sb s則得到AA’斜截面抗剪承載力為：V0.45103bh(20.6p)ff0.75103fAsin u 123 0 cu,ksvsv sd sb s1.01.11.10.451032001384(20.61.41)300.2012%1950.75103280628sin45434.48kNV188.16kNd故第四排彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)前述計(jì)算可知，梁的各斜截面抗剪承載力均滿足要求。3.5使用階段裂縫寬度和變形驗(yàn)算3.5.1使用階段裂縫寬度驗(yàn)算 根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62—2004）第6·4·3條：矩形、T形截面鋼筋混凝土構(gòu)件其最大裂縫寬度W可按下列公fk式計(jì)算：30dWCCCss()fk123E0.2810s正常使用狀態(tài)下的效應(yīng)組合荷載短期效應(yīng)組合彎矩計(jì)算值為MmSnSsGik1jQjki1 j1M578.36345.640.7s 1.1261272kNm荷載短期效應(yīng)組合彎矩計(jì)算值為MmSnSlGik2jQjki1 j1M578.36345.640.4l 1.1261123kNm M 1123系數(shù)C10.5l10.5 1.44 2 M 1272s鋼筋應(yīng)力的計(jì)算ssM sss0.87hA0s12721060.8713845183203.866MPa縱向受拉鋼筋換算直徑d的直徑nd282524202dii23.57mmend825420ii對于焊接鋼筋骨架d1.3d1.323.5730.64mme縱向受拉鋼筋配筋率Asbh0518320013840.01870.02短期荷載作用下的最大裂縫寬度螺紋鋼筋C=1.0；C=1.0；得到 1 330dWCCCss( )fk 123E0.2810s3030.64 1.01.411.0( )2.01050.28100.0870.1897mm[W]0.2mm滿足《公路鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62—2004）第6·4·2條的要求。3.5.2使用階段的變形驗(yàn)算根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62—2004）第6·5·1條：鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，在正常使用極限狀態(tài)下的撓度，可根據(jù)給定的構(gòu)件剛度用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計(jì)算。第6·5·2條：鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的剛度可按下式計(jì)算：B B 0M2M2BMcrs1McrsBcr0MfWcrtk0根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62—2004）第6·5·3條：受彎構(gòu)件在使用階段的撓度應(yīng)考慮荷載長期效應(yīng)的影響，即按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算的撓度值，乘以撓度長期增長系數(shù)η。撓度長期增長系數(shù)為θη=1.60。θ變形計(jì)算時(shí)，主梁已經(jīng)安裝就位，截面應(yīng)取翼緣的全寬計(jì)算，b′=1600mm。f1)T形梁換算截面的慣性矩I和I計(jì)算 cr 01對梁的開裂面，由式bx2A(h－x)得到： 2 ESs 021051600x25183(1384－x)3104解得：x＝224mm>h′=150mm，說明為第二類T形截面。這是受壓區(qū)高度 0 f需重新確定：Ah'(b'b) AEss f f1b6.6675183150(1600200) 2001222.82Ahh'2(b'b) BEss0 f f1b26.66751831502(1600200) 200635718.1則可得受壓區(qū)高度x：xA2BA 1222.82635718.11222.8237mmh'(150mm)f開裂截面慣性矩I為：cr16002373(1600200)(237150)3I 6.6675183(1384237)2cr 3 3 52251