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1、.装配式钢筋混凝土简支T梁设计计算书 一、设计依据中华人民共和国行业标准：公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D622004公路桥涵设计通用规范JDG D602004二、设计资料1. 桥面净空：净7+21.5m2. 设计荷载：公路级汽车荷载，人群3.5KN/m2. 结构安全等级为二级，即r0=1.03. 材料规格：钢筋：主筋采用HRB400钢筋；箍筋采用HRB335钢筋；类环境水平纵向钢筋面积为(0.0010.002)bh，直径810mm，水平纵向钢筋对称，下密上疏布置在箍筋外侧。架立筋选用220的钢筋混凝土：采用C30混凝土4. 结构尺寸：T形主梁：标准跨径Lb=20.00m 计
2、算跨径Lj=19.5m 主梁全长L=19.96m 主梁肋宽b=180mm 主梁高度h=1300mm三、设计内容1. 计算弯矩和剪力组合设计值2. 正截面承载力计算3. 斜截面抗剪承载力计算4. 全梁承载能力校核5. 水平纵向钢筋和架立筋设计6. 裂缝宽度及变形（挠度）验算四、设计步骤梁体采用C40的混凝土，轴心抗压强度设计值为18.4Mpa，轴心抗拉强度设计值ftd=1.65Mpa。主筋采用KL400,抗拉强度设计值fsd=330Mpa，抗压强度设计值；箍筋采用HRB335，直径8mm，抗拉强度设计值为280Mpa。1.计算弯矩和剪力组合设计值 因恒载作用效应对结构的承载力不利，故取永久效应，
3、即恒载的分项系数。汽车荷载效应的分项系数为。对于人群荷载，其它可变作用效应的分项系数为。本组合为永久作用与汽车荷载和人群荷载组合，故取人群荷载的组合系数处 处 支点截面处 处 2.截面承载力计算（1）确定梁翼缘的有效宽度由图所示形截面受压翼板厚度的尺寸，可得：翼板平均厚度又由横断面的尺寸可知：5个T形梁的总长为5*1600=8000mm，则每个T形梁宽，缝宽（8000-1580*5）/5=20，则两相邻主梁的平均间距为1600mm，即：故取受压翼缘板的有效宽度为三者之间的较小值：（）有效高度确定：由上面的计算已知：fcd=18.4Mpa , ftd=1.65Mpa , fsd330Mpa ,
4、跨中截面弯矩组合值 为了计算方便，将图的实际T形截面等效成右图（3）所示： 图一采用焊接钢筋骨架。且已知了，则截面的有效高度为：h0=h-。（）判别形截面类型主筋采用钢筋，则采用混凝土，则 3476.22106 3476.22故属于第一类T形截面（4）配筋设计 求受压区高度由式 可得 整理后，可得到 解方程得合适解为 求受拉钢筋面积As 将各已知值及代入式 得： 现选择钢筋为628+418，截面面积As=4713mm2，钢筋叠高层数为5层，布置如图2所示。混凝土保护层厚度C=30mm d=28 mm且符合附表18中规定的30mm。钢筋间横向净距,故满足构造要求。 图2（5）截面复核 已设计的受
5、拉钢筋中，628面积为3695，418面积为1018由图1可知则实际有效高度 故为第一类T形截面受压区高度（6）正截面抗弯承载力 又 故截面复核满足要求。3.斜截面抗剪承载力计算0 1）截面抗剪配筋设计（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，支点截面有效高度为 故截面尺寸符合设计要求。（2）检查是否需要根据计算配置箍筋 跨中段截面 支座截面 故可在梁跨中的某长度范围内按构造配置箍筋，其余区段按计算配置箍筋 （3）计算剪力的分配 在剪力包络图中，支点处剪力计算值 跨中处剪力计算值 截面距跨中截面的距离可由剪力包络图按比例求得，为 距支座中心线为处的计算剪力值（）由剪力包
6、络图按比例求得其中应由混凝土和箍筋的剪力计算值至少为；应由弯起钢筋（包括斜筋）承担的剪力计算值最多为。截面距跨中截面距离为设置弯起钢筋区段长度为4498mm。 计算剪力分配图（尺寸单位：mm，剪力单位：kN） 图3（4）箍筋设计采用直径为8mm的双肢箍筋，箍筋截面面积 （其中为但只箍筋的截面积）在等截面钢筋混凝土简支梁中，箍筋尽量做到等距离布置。为了计算简便，按式设计箍筋时式中的斜截面内纵筋配筋率P及截面有效高度h0可近视按支座截面和跨中截面的平均值取用。计算如下：在跨中截面处 ，在支点截面处 ，则平均值分别为，由式 和式 得箍筋间距为 确定箍筋间距Sv的设计值还应考虑公路桥规的构造要求。据公
7、路桥规规定，在支座中心线向跨径长度方向不小于1倍梁高h（=1300mm）范围内，箍筋间距最大为100mm。箍筋构造要求箍筋的间距不应大于梁高的1/2且不大于400mm。取及400mm,满足规范要求。箍筋配筋率（钢筋）综合上述计算，在支座中心向跨径长度方向的1300mm范围内，设计箍筋间距，尔后至跨中截面统一的箍筋间距取。（5）弯起钢筋及斜筋设计 设焊接钢筋骨架架立钢筋（HRB335）为，钢筋重心至梁受压翼板上边缘距离，则混凝土保护层厚度C=30mm，弯起钢筋的弯起角度为，弯起钢筋末端与架立钢筋焊接。 现拟弯起钢筋，将计算的各排弯起钢筋弯起点截面的以及支座中心距离，分配剪力计算值，所需的弯起钢筋
8、面积值列入下表：第一排弯起钢筋（对支座而言）的末端弯折点应位于支座中心截面处。弯起钢筋弯起角为，则第一排弯起钢筋的弯起点距支座中心距离为。弯起钢筋与梁纵轴线交点距支座中心距离为。 第二排钢筋，可得： 弯起钢筋2N3弯起点2距支座中心距离为。弯起钢筋与梁纵轴线交点距支座中心距离为第三排弯起钢筋，可得： 弯起钢筋弯2N3起点3距支座中心距离为。弯起钢筋与梁纵轴线交点距支座中心距离为；第四排弯起钢筋，可得：弯起钢筋弯2N1起点4距支座中心距离为。弯起钢筋与梁纵轴线交点4距支座中心距离为； 计算分配的剪力值，由比例关系计算可得：易知，则所需提供的弯起钢筋的截面积（）为由比例关系得 ，（其中为弯起钢筋的
9、区段长。） 解得，则，则所需提供的弯起钢筋的截面积（）为分配给第三排弯起钢筋的计算剪力值，由比列关系计算式可得：（其中为弯起钢筋的区段长。）解得 ，则所需提供的弯起钢筋的截面积（）为分配给第四排弯起钢筋的计算剪力值，由比列关系计算式可得：（其中为弯起钢筋的区段长。）解得 ，则所需提供的弯起钢筋的截面积（）为弯起钢筋计算表弯起点12341139110710871066距支座中心距离1139224633334399分配的计算剪力值139.72124.5390.1456.38需要的弯起钢筋面积799712 515522可提供的弯筋面积12321232509509弯筋与梁轴交点到支座中心距离56617
10、0528183900 由表可知，原拟定的弯起钢筋N1的弯起点距制作中心的距离为4399小于4498+650=5148mm,s所以第四根弯起钢筋全弯是正确的。 按照计算剪力初步布置弯起钢筋如图3所示。 梁的弯矩包络图与抵抗弯矩图（尺寸单位：mm，剪力单位：kN） 图4现在按照同时满足梁跨间各正截面和斜截面抗弯要求，确定弯起点位置。由已知跨中截面弯矩计算值，支点中心处按式 做出梁的计算弯矩包络图。在1/4L截面处，因则弯矩计算值为：与已知值相比，两者相对误差为3.86%，故用上式来描述简支梁弯矩包络图是可行的。各排弯起钢筋弯起后，相应正截面抗弯承载力计算入下表：钢筋弯起后相应各正截面抗弯承载力梁区
11、段截面纵筋有效高度T形截面类别受压区高度抗弯承载力支座中心1点2281254第一类15506.81点2点4281238第一类29994.42点3点6281223第一类4411464.43点4点628+2181216第一类501652.34点梁跨中628+2181208第一类561835.2（其中抗弯承载力的计算公式为）将上表中的正截面抗弯承载力在图中用各平行线表示出来，它们与弯矩包络图的交点分别为，以各值代入式中，可求得到跨中截面距离值。，。现在以图4所示弯起钢筋弯起点初步位置来逐个检查是否满足公路桥规的要求。第一排弯起钢筋：其充分利用点的横坐标，而的弯起点1的横坐标，说明1点位于点左边，且，
12、满足要求。其不需要点的横坐标，而钢筋与梁中轴线交点的横坐标，亦满足要求。第二排弯起钢筋：其充分利用点的横坐标，而的弯起点2的横坐标且，满足要求。其不需要点的横坐标，而钢筋与梁中轴线交点的横坐标，亦满足要求。第三排弯起钢筋：其充分利用点的横坐标，而的弯起点3的横坐标且，满足要求。其不需要点的横坐标，而钢筋与梁中轴线交点的横坐标，亦满足要求。第四排弯起钢筋：其充分利用点的横坐标为0，而的弯起点4的横坐标且，满足要求。其不需要点的横坐标，而钢筋与梁中轴线交点的横坐标，亦满足要求。由上述检查结果可知图5所示弯起钢筋弯起点的初步位置满足要求。由于钢筋弯起点形成的抵抗弯矩图远大于弯矩包络图，故进一步调整上述弯起钢筋的弯起点的位置，在满足规范对弯起钢筋弯起点要求前提下，使抵抗弯矩图接近弯矩包络图；在弯起钢筋之间增设直径为16mm的斜筋。图5（二）斜截面抗剪承载力的复核 1距中心支座处为处斜截面抗剪承载力复核（1）选定斜截面顶端位置由图可知距支座中心为处斜截面的横坐标为，正截面有效高度。现取斜截面投影长度，则得到选择的斜截面顶端位置A，其横坐标为。（2）斜截面
