桥梁工程课程设计钢筋混凝土简支梁设计

《桥梁工程》课程设计钢筋混凝土简支梁设计计算说明书学院：土木工程专业：土木工程班级：09级土木2班姓名：张强学号：0917010197指导老师：李永河.孙卓1目录第一部分设计资料..................................................................31.结构形式及基本尺寸...........................................................32.桥面布置.....................................................................33.主梁.........................................................................34.材料.........................................................................45.设计荷载.....................................................................46.设计规范及参考书目...........................................................4第二部分设计要求..................................................................51．恒载内力计算................................................................52.设计活载内力计算.............................................................53.计算.........................................................................54．配筋计算、设计及验算........................................................5第三部分成果要求..................................................................6第四部分设计计算书................................................................7一、恒载内力计算...........................................................7（1）恒载集度..............................................................7（2）荷载内力..............................................................9二、活荷载内力计算.............................................................9（1）有关系数及人群荷载....................................................9（2）简支梁内力影响线面积.................................................11（3）计算荷载横向分布系数.................................................12(4)活载内力计算...........................................................17（5）计算主梁活载剪力.....................................................191.计算主梁跨中截面活载剪力....................................................192.计算主梁支点截面活载剪力....................................................201)计算支点截面汽车荷载最大剪力...........................................20三、内力组合..................................................................22四、截面配筋计算及验算........................................................25（1）用于承载能力极限状态计算的作用效应组合设计值.........................25（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）...........25（3）截面钢筋计算.........................................................26（4）腹筋的计算...........................................................293第一部分设计资料1.结构形式及基本尺寸某公路装配式简支梁桥，标准跨径20m，双向双车道布置，桥面宽度为净7+2x1.5m，总宽10m。主梁为装配式钢筋混凝土简支T梁，桥面由6片T梁组成，主梁之间铰接，沿梁长设置5道横隔梁（横隔梁平均厚度为16cm，高110cm），桥梁横截面布置见图1。半跨中截面半支点截面图1-1简支梁桥横截面布置（单位：cm）2.桥面布置桥梁位于直线上，两侧设人行道，人行道宽1.5m、厚0.20m。桥面铺装为2cm厚的沥青混凝土，其下为C25混凝土垫层，设双面横坡，坡度为1.5%。横坡由混凝土垫层实现变厚度，其中，两侧人行道外侧桥面铺装厚度为8cm（2cm厚沥青混凝土和6cm混凝土垫层）。3.主梁表1-1装配式钢筋混凝土T形梁桥总体特征标准跨径/m计算跨径/m梁长/m梁高/m支点肋宽/cm跨中肋宽/cm翼板端部厚度/cm翼板根部厚度/cm梁肋变化长度/cm横隔梁数最大吊重/t80015035035013020100090201830821304825251.5%1.5%42019.519.961.330181220479532.5注：梁肋变化长度从支截面点算起。4.材料1）梁体：主梁混凝土：C35横梁混凝土：C30钢筋混凝土容重：25kN/m32）钢筋主筋：热轧HRB335钢筋构造钢筋：热轧HPB300钢筋3）桥面铺装沥青混凝土，容重为22kN/m3；混凝土垫层C25，容重为24kN/m34）人行道单侧人行道包括栏杆荷载集度为6kN/m5.设计荷载表1-2简支梁桥横截面设计荷载A组B组汽车荷载人群荷载汽车荷载人群荷载公路—I级3.0kN/m2公路—II级3.0kN/m26.设计规范及参考书目1）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）3）《桥梁工程》4）《混凝土结构设计规范》5）《结构力学》6）《桥梁通用构造及简支梁桥》5第二部分设计要求1．恒载内力计算1.1分别计算各主梁的恒载集度1.2各主梁的恒载在各控制截面（支点、L/4/、L/2截面）内力（弯矩和剪力）2.设计活载内力计算2.1画出各号梁的横向分布影响线2.2计算各号梁的支点及跨中的荷载横向分布系数2.3画出各控制截面的内力的影响线2.4计算各主梁在各控制截面的弯矩和剪力3.计算3.1分别计算各主梁在各控制截面的弯矩和剪力的作用效应组合（基本组合、短期效应组合、长期效应组合）3.2绘制基本组合的弯矩及剪力包络图4．配筋计算、设计及验算4.1主梁各控制截面的控制内力的基本组合汇总4.2主梁受拉配筋的计算及配置（利用弯矩包络图）4.3主梁正截面抗弯承载能力验算4.4主梁斜截面抗剪承载能力验算4.5剪力区抗剪钢筋的配置（利用剪力包络图，配置抗剪箍筋、弯起钢筋等）4.6裂缝宽度验算（选做，可参考设计规范JTGD62-2004,60页的6.4裂缝宽度验算进行）4.7T梁翼板（行车道板）内力计算及配筋设计（选做，可参考教材115页，铰接悬臂板法进行计算）[说明：计算内容1.1-4.5是必须完成的内容，4.6-4.7是选做内容]6第三部分成果要求1、设计计算书一份。2、配筋图一张3号图。图名：钢筋混凝土简支T梁结构示意图图中需画出：钢筋混凝土T形梁骨架构造图跨中及支点横截面钢筋配筋图一片主梁钢筋明细表7第四部分设计计算书一、恒载内力计算（1）恒载集度主梁：(0.300.18)19.519.5[2(19.52)0.18]1.3025244G0.120.219.50.120.219.5[2()(1.60.24)()(1.60.18)(19.52)]252424=241.508()kN112.385Ggl(/)kNm横隔梁：对于边主梁21.600.18[0.94()0.480.41]0.1652519.50.4832g(/)kNm对于中主梁12220.966gg(/)kNm桥面铺装层31[0.027.0022(0.060.1125)7.0024]/62.9282g(/)kNm栏杆和人行道462/62g(/)kNm8作用于边主梁的全部荷载g为12.3850.4832.9282.0017.796igg(/)kNm作用于中主梁的荷载为112.3850.96518.2792.0018.279g(/)kNm表3-1各主梁恒载计算及汇总主梁断面项目计算式单位梁号12、3表中：F——主梁截面积（m2）hhfhfhhrlbhn、、、、0——横梁的片数、高度、宽度、净跨、容重；zn——主梁片数；0B——桥面净宽（m）；2211HrHr、——分别为沥青混凝土、垫层混凝土的容重与厚度乘积。主梁重量FFrqh251kN/m12.38512.385横隔梁分布于中梁的重量Lrlbhnqhhfhfhh/02kN/m00.966分布于边梁的重量2221qqkN/m0.4830桥面铺装重znBHrHrq/)(022113kN/m2.9282.928双侧人行道及栏杆重量平均值mKNqr/6zzrnnqq6224kN/m2.02.0合计43221(qqqqqq）或kN/m17.79618.2799（2）荷载内力计算边主梁距离支座为x的横截面弯矩和剪力：()222xglxgxMxgxlx(2)22xglgVgxlx表3-2各计算截面的剪力和弯矩值二、活荷载内力计算（1）有关系数及人群荷载主梁用35C混凝土，查表可得弹性模量421023.1510(/)3.1510(/)ENmmNm项目计算式单位梁号12、3恒载q/kNm17.79618.279弯矩M14跨处/4xl21431316232Mllql/kNm634.400651.606跨中/2xl212111428Mllql/kNm845.866868.808端点0x00M/kNm00剪力V端点0x012Vql/kNm173.511178.219跨中/2xl120V/kNm0014跨处/4xl141(2)244qlVlql/kNm86.75689.10910结构计算跨径19.5lm，重力加速度29.81/gms，结构跨中处的单位长度质量cGmg翼板的换算平均高度：122016()2hcm主梁截面重心位置16130