钢筋混凝土简支T梁桥主梁配筋设计

课程设计用纸一.目录二.任务书结构设计原理》课程设计设计任务书(钢筋混凝土简支T梁主梁设计)1.设计资料1.1.1桥梁跨径标准跨径：16.00m；主梁全长：15.96m；计算跨径：15.60m；1.1.2设计荷载恒载产生的弯矩：686.64kN·m汽车荷载产生的弯矩：435.60kN·m（已计入冲击系数）356.60kN·m（未计入冲击系数）人群荷载产生的弯矩：94.33kN·m支点计算剪力：401.11kN·m跨中计算剪力：101.55kN·m1.1.3材料要求1）梁体采用C25混凝土，抗压设计强度11.5cdfMpa；2）主筋采用HRB400钢筋，抗拉设计强度330sdfMpa。（注：①钢筋均采用焊接骨架；②每个同学按要求选择相应序号数据进行设计计算；③箍筋采用R235级钢筋，弯起钢筋和斜筋采用与主筋相同等级的钢筋。教师批阅：课程设计用纸1.1.3主梁横断面图图1：主梁横断面（单位：）2、设计计算内容1)正截面强度设计与验算2)斜截面强度设计与验算3)用C语言或FORTRAN9O编写程序对手算结果进行验算（包括正截面的截面设计与强度复核，斜截面的截面设计中的箍筋的计算）4)主梁裂缝宽度验算5)主梁挠度验算。6)绘制配筋图一张，并计算钢筋与混凝土数量。3、应提交的成果1)设计计算书一份2)源程序一份（还包括数据的输入以及结果的输出，打印一份，电子版一份,独立完成，不得与他人雷同）3)配筋图一张（3号图纸，可手绘也可用CAD绘图，必须独立完成，不得与他人雷同）教师批阅：课程设计用纸三.《结构设计原理》课程设计指导书1、目的1、本课程是一门理论性与实践性都较强的专业基础课，同时也是一门结构设计技术课程，涉及的知识面广。在学习过程中，要熟练运用基础理论知识，还须综合考虑材料、施工、经济、构造细节等各方面的因素，通过课程设计环节，锻炼培养解决实际工程问题的能力。2、提高计算、绘图、使用规范手册和编写技术文件、计算机语言应用等基本技能，使学生了解结构设计的主要内容和要求；3、掌握设计原则、设计方法、步骤；4、树立正确的设计思想以及严谨负责、实事求是、刻苦钻研、勇于创新的作风。2、设计步骤1、熟悉设计任务书，根据老师所给的题目，清楚自己应该设计的内容2、进行荷载的效应组合（包括承载能力极限状态的基本组合和正常使用阶段的长期组合及短期组合）3、进行正截面承载力计算（计算纵向受力钢筋的数量）4、进行正截面承载力的复核5、进行斜截面承载力的计算（包括箍筋和弯起钢筋的数量计算）6、进行斜截面承载力的复核（1）斜截面的抗弯承载力复核（抵抗弯矩图的绘制）（2）斜截面的抗剪载力复核7、正常使用阶段的验算（1）最大裂缝宽度的验算（2）挠度验算（包括预拱度的设置）8、编写程序对正截面以及斜截面的箍筋计算的手算结果进行验算（程序框图见附件）3、绘图绘制结构施工图，以及抵抗弯矩图，均应按规范要求绘制。教师批阅：课程设计用纸4、编写计算书设计计算书主要内容：1、目录2、任务书3、指导书4、设计资料5、小结、体会5、设计目标和要求1、整个设计应在指导教师的指导下独立完成，不得抄袭或请他人代做；2、设计计算书除应包括设计所必要的过程、设计方法和必要的分析、结论外，还应文理通顺，字迹工整；3、设计过程中，要勤学苦练，广泛查阅资料文献、规范手册，注意锻炼自己的独立分析问题和解决问题的能力；4、绘制的施工图符合标准要求，布局合理，内容全面、正确；5、严格纪律。6、成绩评定方法根据学习态度及出勤情况，按进度完成任务情况，计算书及图纸质量，质疑情况，按百分制评定成绩。四.计算书第一章设计资料1.1.1桥梁跨径标准跨径：16.00m；主梁全长：15.96m；计算跨径：15.60m；1.1.2设计荷载恒载产生的弯矩：686.64kN·m教师批阅：课程设计用纸汽车荷载产生的弯矩：435.60kN·m（已计入冲击系数）356.60kN·m（未计入冲击系数）人群荷载产生的弯矩：94.33kN·m支点计算剪力：401.11kN·m跨中计算剪力：101.55kN·m1.1.3材料要求1）梁体采用C25混凝土，抗压设计强度11.5cdfMpa；2）主筋采用HRB400钢筋，抗拉设计强度330sdfMpa。第二章作用效应组合设计值2.1用于承载能力极限状态计算的作用效应组合设计值跨中截面弯矩组合设计值1,21693.403dMKNm，其他各截面弯矩可近似按抛物线变化计算。支点截面剪力组合设计值,0401.11dVKNm，跨中截面剪力组合设计值1,2101.55dVKN，其他截面可近似按直线变化计算。2用于正常使用极限状态计算的作用效用组合设计值（梁跨中截面）恒载标准值产生的弯矩686.64GKMKNm不计冲击力的汽车荷载标准值产生的弯矩1356.6QKMKNm人群荷载标准值产生的弯矩值为294.33QKMKNm荷载短期效应组合弯矩计算值111122686.640.7356.61.094.331030.59sGQQMMMMkNm荷载长期效应组合弯矩计算值211222686.640.4356.60.494.33867.012lGQQMMMMkNm教师批阅：课程设计用纸第三章进行正截面承载力计算与验算3.1截面设计由设计资料查附表得11.5cdfMpa，1.23tdfMpa330sdfMpa，0.53b，01.1，弯矩计算值01,21693.403dMMKNm3.1.1、计算T形截面梁受压翼板的有效宽度：13002200220120图2跨中截面尺寸图（尺寸单位：mm）为了便于计算，将实际T型截面换算成图2所示的计算截面801601202fhmm其余尺寸不变，故有：（1）01115600520033fbLmm(0L为主梁计算跨径)（2）21220020121201640ffbbchmm教师批阅：课程设计用纸（3）2200fbmm（等于相邻两梁轴线间的距离）取上述三个数据中最小的值，故取1640fbmm3.1.2、因采用的是焊接钢筋骨架，设钢筋重心至梁底的距离300.07300.071300121sahmm，则梁的有效高度即可得到，013001211179shhamm。3.1.3、判断T形梁截面类型由0612011.516401201179222532.52102532.52(1693.403)fcdffhfbhhNmmKNmMKNm判断为Ⅰ类T形截面，3.1.4、受压区高度可由式（3-41）即002fucdffhMMfbhh得到61693.4031011.51640(1179)2xx整理后，可得到22358179576.140xx242bbacxa178.79120fxmmhmm适合3.1.5、主筋面积计算将各已知值及78.79xmm代入式（3-40），即cdfsdsfbxfA，求出211.5164078.794503330cdfssdfbxAmmf根据以下原则：a、选用钢筋的总面积应尽量接近计算所需的钢筋sA；b、梁内主筋直径不宜小于10mm，也不能大于40mm，一般为12~32mm，本设计采用RHB400:28mm和25mm两种钢筋搭配，选用632+416，截面教师批阅：课程设计用纸面积为4677mm2；钢筋叠高层数为4层，c、受拉钢筋的布置在满足净保护层的条件下，应尽量靠近截面的下边缘，钢筋的净距和叠高都满足构造要求。故混凝土厚度取3528mmdmm及附表1-8中规定的30mm，钢筋间横向净距200235231.666.840nSmmmm满足构造要求。总的钢筋截面面积为6615.8+2490.9=4677mm2,接近24503sAmm，满足要求，钢筋布置图见图31300220080160200628+225图3钢筋布置图3.2、截面复核已设计的受拉钢筋中628的截面面积为615.8*6≈3695mm2，225的截面面积为2*490.9≈982mm2，330sdfMpa。由图3钢筋布置图可求得sa，即3695(351.531.6)982(35331.60.528.4)953695982samm则有效高度01300951205hmm①、由式（3-46）cdffsdsfbhfA计算11.51640120cdfffbh教师批阅：课程设计用纸62.6410Nmm2.64KNm(3695804982)330sdsfA61.5410Nmm1.54KNmcdffsdsfbhfA，故为第一类T形截面②、受压高度x由式（3-40）cdfsdsfbxfA，求得x330467782(120)11.51640sdsfcdffAxmmhmmfb③、正截面抗弯承载力由式（3-41）002ducdfxMMfbxh，求得正截面抗弯承载力uM08211.5164082120522ucdfxMfbxh61800.1510Nmm1800.15(1693.403)KNmMKNm又min046771.94%0.2%2001205sAbh，故截面复核满足要求。第四章斜截面承载力的计算与验算4.1、检查截面尺寸根据构造要求，梁最底层钢筋228通过支座截面，支座截面有效高度031.6(35)130050.812492hhmm33,0(0.5110)(0.5110)252001249cukfbh教师批阅：课程设计用纸0,0637401.11dKNVKN截面尺寸符合设计要求｛判断依据：检查截面尺寸（由抗剪上限值控制），要求30,0(0.5110)dcukVfbh（式中dV为支点剪力组合设计值，0h为支点截面有效高度），否则修改尺寸。30,0(0.5110)dcukVfbh（式中dV为支点剪力组合设计值，0h为支点截面有效高度），否则修改尺寸。｝4.2、检查是否需要设置腹筋（1）跨中段截面3320(0.5010)(0.5010)1.232001205148.215tdfbhKN（2）支座截面3320(0.5010)(0.5010)1.232001249153.627tdfbhKN因30200,0,2(101.55)(0.5010)(401.11)ltdddVKNfbhVKN，故可在梁跨中的某长度范围内按构造配置钢筋，其余区段可应按计算配置腹筋。｛判断依据：检查是否需要设置腹筋（1）若3020(0.5010)dtdVfbh，则不必按计算设置腹筋，只需要按构造要求配钢筋（R235钢筋时，min()0.18%sv，HRB335钢筋时，min()0.12%sv）（2）若33200,0(0.5010)(0.5110)tddcukfbhVfbh，需要进行腹筋设计｝4.3、剪力图分配｛计算步骤：（1）绘制剪力dV沿跨径变化的图；（2）求出按构造配置钢筋的长度l；（3）由剪力包络图求出距支座中心线h/2处的计算剪力V，其中由混凝土箍筋承担的剪力为0.6V，由弯起钢筋承担的剪力为0.4V。｝教师批阅：课程设计用纸计算：在图4所示的剪力包络图中，支点处剪力计算值00,0dVV，跨中处剪力计算值/20/2llVV。0,0(0.510^3)148.215xdxtdVVfbhKN的截面距跨中截面的距离可由剪力包络图按比例求得，为/210/22xllVVLlVV148.215111.717800441.22111.71864mm在1l长度内可按构造要求布置钢筋。同时根据《公