道桥混凝土课设

学号天津城建大学混凝土结构设计原理B课程设计设计说明书起止日期：2015年1月7日至2015年1月16日学生姓名班级成绩指导教师土木工程学院2015年1月5日跨径13m净11+2×1.5装配式钢筋混凝土T梁桥主梁设计A桥梁主桥梁设计D目录一、基本资料.................................................................1二、设计依据.................................................................2三、设计要求.................................................................2四、设计内容：...............................................................2五、荷载效应及组合............................................................35.1承载能力极限状态计算时作用效应组合.....................................35.2正常使用极限状态计算时作用效应组合.....................................36.1正截面设计.............................................................46.2确定T形截面有效宽度...................................................46.3正截面复核.............................................................57.1斜截面抗剪.............................................................67.2斜截面抗弯设计.........................................................87.3斜截面抗剪承载力复核..................................................11八、持久状况正常使用裂缝宽度挠度验算.........................................168.1裂缝宽度验算..........................................................168.2挠度的验算............................................................16九、短暂状况（施工安装）应力验算及（吊钩设计）...............................199.1计算弯矩和剪力........................................................199.2正截面应力验算........................................................20十、主梁材料用量统计计算.....................................................221天津城建大学课程设计任务书2014—2015学年第1学期土木工程学院道路桥梁与渡河工程专业1班级课程设计名称：混凝土结构设计原理B课程设计设计题目：跨径13m净11+2×1.5装配式钢筋混凝土T梁桥主梁设计D完成期限：自2015年1月7日至2015年1月16日共1.5周设计依据、要求及主要内容：一、基本资料1.1简支T形梁桥上部构造标准跨径13m。主梁全长12.96m主梁计算跨径l=12.50m，桥面宽11+2x1.5mT形梁桥的上部结构如图T形梁桥的上部结构图(尺寸单位：mm)1.2材料:编号混凝土强度等级主筋级别箍筋级别环境类别安全等级AC25HRB335R235I类二级BC30HRB335R235I类一级CC35HRB400HRB335Ⅱ类二级DC40HRB400HRB335Ⅱ类一级21.3标准作用（荷载）作用(荷载)标准值表作用位置荷载种类剪力（kN）弯矩（kN.m）V0(支点)V1/2(跨中)M1/2(跨中)M1/4(1/4跨径)恒载150.50——448.65338.20车辆荷载160.2420.50668.00502.32人群荷载40.087.4891.2769.31注：车辆荷载未计入冲击系数，1+=1.22二、设计依据《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004人民交通出版社2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004人民交通出版社《结构设计原理》，叶见曙，人民交通出版社，2010《公路桥涵钢筋混凝土受弯构件的计算》，李美东，中国水利水电出版社2006《道路工程制图标准》GB50162-92中国计划出版社《公路桥涵标准图》三、设计要求1.在教师的指导下，学生应独立完成设计内容。2.结构设计说明书，要求书写工整、清晰、准确。3.说明书要严格按照教务处下发的《天津城建大学课程设计说明书规范》书写。各计算应写明计算的依据、目的及过程。4.绘制钢筋混凝土简支梁配筋施工图，要求绘图正确、清晰、符合桥梁设计规范制图标准。四、设计内容：1、根据设计资料，确定荷载效应及组合。2、持久状况正截面抗弯承载能力的计算及复核3、持久状况斜截面抗剪承载能力的计算4、持久状况斜截面抗剪承载力、抗弯承载力和全梁承载力校核5、持久状况正常使用裂缝宽度验算6、持久状况正常使用变形验算7、钢筋混凝土简支梁短暂状况（施工安装）应力验算及(吊钩设计)8、主梁材料用量统计计算9、绘制钢筋混凝土简支梁配筋施工图，编制钢筋和混凝土材料用表指导教师：教研室主任：批准日期：2014年12月20日3五、荷载效应及组合5.1承载能力极限状态计算时作用效应组合钢筋混凝土简支梁按结构的安全等级为二级，取结构重要性系数为γ0=1.0，因恒载时作用效应对结构承载力最不利，故取永久作用效应分项系数γG1=1.2。汽车荷载效应的分项系数γQ1=1.4，本组合为永久作用、汽车载荷和人群载荷组合，故人群载荷的组合系数为ΦC=0.80。除汽车外的其他j个可变作用效应的分项系数γQj=1.4。按承载能力极限状态设计时作用效应值基本组合的设计值为：γ0Ml/2,d=γ0（∑γGiSGik+γQ1SQ1k+ΦC∑γQjSQjk）=1.1×(1.2×448.65+1.22×1.4×668+0.80×1.4×91.27）=1959.70kN.mγ0Ml/4,d=γ0（∑γGiSGik+γQ1SQ1k+ΦC∑γQjSQjk）=1.1×(1.2×338.2+1.22×1.4×502.32+0.80×1.4×69.31）=1475.57kN.mγ0V0,d=γ0（∑γGiSGik+γQ1SQ1k+ΦC∑γQjSQjk）=1.1×(1.2×150.5+1.22×1.4×160.24+0.80×1.4×40.08）=549.10kNγ0Vl/2,d=γ0（∑γGiSGik+γQ1SQ1k+ΦC∑γQjSQjk）=1.1×(1.2×0+1.22×1.4×20.5+0.80×1.4×7.48）=47.73kN.m5.2正常使用极限状态计算时作用效应组合5.2.1作用短期效应组合汽车载荷作用效应的频遇值洗漱Φ11=0.7，人群荷载作用效应的频遇值系数Φ12=1.0，不计冲击系数的汽车荷载弯矩标准值ML/2,Q1k=668.00kN.m，ML/4,Q1k=502.32kN.m，VL/2,Q1k=20.50kN,V0,Q1k=160.24kNML/2,sd=MGik+Φ11MQ1k+Φ12MQ2k=448.65+0.7×668.00+1.0×91.27=1007.52KN.MML/4，sd=MGik+Φ11MQ1k+Φ12MQ2k=338.20+0.7×502.32+1.0×69.31=759.13KN.M4VL/2，sd=VGik+Φ11VQ1k+Φ12VQ2k=0+0.7×20.50+1.0×7.48=21.83KNV0，sd=VGik+Φ11VQ1k+Φ12VQ2k=150.5+0.7×160.24+1.0×40.08=302.75KN5.2.2作用长期效应组合不计冲击系数的汽车荷载弯矩标准值ML/2,Q1k=668.00kN.m，ML/4,Q1k=502.32kN.m，VL/2,Q1k=20.50kN,V0,Q1k=160.24kN，汽车作用的准永久值系数Φ21=0.4，人群载荷作用效应的准永久值系数Φ22=0.4，则ML/2ld=MGik+Φ21MQ1k+Φ22MQ2K=448.65+0.4×668+0.4×91.27=752.36KN.MML/4，ld=MGik+Φ21MQ1k+Φ22MQ2K=338.2+0.4×502.32+0.4×69.31=566.85KNVL/2，ld=VGik+Φ21VQ1k+Φ22VQ2K=0+0.4×20.50+0.4×7.48=11.19KNV0，ld=VGik+Φ21VQ1k+Φ22VQ2K=150.50+0.4×160.24+0.4×40.08=230.63KN六、持久状况正截面抗弯承载能力的计算及复核6.1正截面设计预制钢筋混凝土简支梁截面高度h=1.35m，C40混凝土，HRB400钢筋，Ⅱ类环境，安全等级为一级，跨中截面弯矩组合设计值Md=1959.7KN,查附表得fcd=18.4MPa,ftd=1.65MPa,fsd=330MPa,γ0=1.16.2确定T形截面有效宽度（1）跨径的1/3:12500×13=4166.67mm5（2）相邻两梁的平均间距：1800mm（3）b+2hn+12hf′=180+2×0+12×110=1500mm取最小值，故bf′=1500mm1)采用焊接钢筋骨架，设as=40+0.07h=40+0.07×1350=135mm，则截面有效高度h0=1350-135=1215mm2)判定T形截面类型由fcdbf′hf′(h0-hf′/2）=18.4×1500×110×（1215-110/2）=3521.76kN.mM（=1959.70kN.m）故属于第一类T形截面。3)受压区高度由M=fcdbf′x（h0-x/2）可得1959.70×106=18.4×1500×（1215-x/2）解方程得合适解x=60mmhf′(=110mm)4)受拉钢筋的面积As将现代入fcdbf′=fsdAs得As=fcdbf′x/fsd=18.4×1500×60/330=5018.18mm2现选取钢筋为825+422截面面积As=5447mm2钢筋布置叠高层数位6层，图见附图。混凝土保护层厚度取40mmd=25mm，及规定的40mm。钢筋横向净距Sn=180-40×2-28.4×2=43.240mm及1.25d=1.25×25=31.25mm。满足构造要求。6.3正截面复核已设计的受拉钢筋为825面积为3927mm2，422的面积为1520mm2，fsd=330Mpa则可得as即as=3927(40228.4)1520(40428.425.1)39271520=120mm则实际有效高度h0=1350-120=1230mm1）判定T形截面类型fcdbf′hf′=18.4×1500×110=3.312kN.mfsdAs=330×5447=1.797kN.m因为fcdbf′hf′fsdAs故为第一类T形截面6求受压区高度x由fcdbf′x=fsdAs得x=fsdAs/（fcdbf′）=330544718.41500=65mmhf′(=110mm)2）正截面抗弯承载力Mu=fcdbf′x(h0-x/2)=330×1500