《混凝土课程设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《混凝土课程设计.doc（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 钢筋混凝土结构设计原理 课程设计学 院： 专 业： 学 号： 姓 名： 任课教师： 一设计资料（1）主梁跨径及全长：标准跨径：20.00m；计算跨径：19.50m；主梁全长：=19.96m；（2）材料 选用钢筋（MPa）种 类弹性模量Es抗拉设计强度抗压设计强度标准强度主筋HRB3352.0105280280335箍筋R2352.1105195195235 选用混凝土（MPa）种类设计强度标准强度弹性模量轴心抗压轴心抗拉轴心抗压轴心抗拉C3013.81.3920.12.013.00104（3）计算方法：极限状态法（4）梁的尺寸：（5）计算内力: 跨中截面计算弯矩(标准值)结构重力弯矩：M1/
2、2恒872.72kN.m 汽车荷载弯矩：M1/2汽769.28kN.m；（已计入汽车冲击系数）。（系数同上）人群荷载弯矩：M1/2人75.08kN.m；1/4跨截面计算弯矩（设计值）Md,1/41907kN.m；（已考虑荷载安全系数）（大致数据）支点截面弯矩（设计值） Md0=0支点截面计算剪力(标准值)结构重力剪力：V恒211.75kN；（系数同上）汽车荷载剪力：V汽207.80kN；（已计入汽车冲击系数）。（系数同上）人群荷载剪力：V人18.60kN；按跨中截面计算剪力（设计值） Vd,1/296.5kN；（已考虑荷载安全系数）主梁使用阶段处于一般大气条件的环境中。结构安全等级为二级。汽车
3、冲击 系数1+1.292。（6）参考资料1.公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）（简称公通规）；2.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）（简 称公桥规）；3.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）应用算例；4.结构设计原理（叶见曙）；5.结构设计原理计算示例（叶见曙）；6.钢筋混凝土及预应力混凝土结构设计原理（张树仁）。二 作用效应组合（1）承载力极限状态计算时作用效应组合根据公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）416条规定：按承载力极限状态计算时采用的基本组合为永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合，其效应
4、组合表达式为：跨中截面设计弯矩0Md,1/2=0（GM1/2恒+qM1/2汽+cQM1/2人） =1.0（1.2872.72+1.4769.28+0.81.475.08) =2208.35kNm1/4跨截面计算弯矩Md,1/4=1907kNm支点截面设计剪力Vd，0=GV恒+G1V汽+G2V人 =1.0（1.2211.75+1.4207.80+0.81.418.6） =565.85kN(2) 正常使用极限状态设计时作用效应组合作用效应短期组合作用效应短期组合为永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合，其效应组合表达式为：Msd=MGK+11MQ1K+12MQ2K =872.72+0.776
5、9.28/1.292+75.08 =1364.59kNm作用长期效应组合作用长期效应组合为永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合，其效应组合表达式为：Mld=Mgk+21M11+22M12=872.72+0.4769.28/1.292+0.475.08=1140.92kNm三 主梁正截面承载力计算(1).配筋计算1. 翼缘板的计算宽度 根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范规定：T形截面受弯构件位于受压区的翼缘计算宽度，应按下列三者中最小值取用。对于简支梁为计算跨径的1/3。=L/3=19500/3=6500mm相邻两梁轴线间的距离。= S=1700mm取b+2+12，此处b为梁
6、的腹板宽，bh为承托长度，为不计承托的翼缘厚度。=1620mm。故=1620mm。2. 翼缘板的计算高度hf=（100+140）/2=120mm3. 判断T形截面类型 采用焊接钢筋骨架，取as=30+0.07h=30+0.071500=135mm 故T形梁有效高度 h0=has=1500-135=1365mm=3500.950Md,1/2=2208.35kNm=2208.35故为第一类截面。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第523条规定：翼缘位于受压区的T形截面受弯构件，其正截面抗弯承载力按下列规定计算。4.求受拉钢筋的面积As 由方程 解得x=74.39
7、mm5932 梁底混凝土净保护层取32mm，侧混凝土净保护层取32mm。钢筋布置图(2) 正截面抗弯承载力复核 由钢筋布置图得101.48mm实际有效高度1398.521.判断T形截面类型=13.81620120=2.68=2806082=1.70故为第一类T形截面2.求受压区高度x3.求正截面抗弯承载力故截面复核满足要求。四主梁斜截面承载力计算（1） 截面尺寸复核根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第9310条规定：在钢筋混凝土梁的支点处，应至少有两根并不少于总数1/5的下层受拉的主筋通过。梁底通过支座中心直线主筋232。受拉钢筋面积为1608mm220%6
8、082=1216.4mm2；支点截面的有效高度h0=has=1500-（32+35.8/2）=1450.10mm根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第529条：矩形、T形和工字形截面受弯构件，其抗剪截面应符合要求。说明截面尺寸符合要求。(2) 检查是否需要按计算设置腹筋根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5210条：矩形、T形和工字形截面受弯构件，符合下列条件时要求时则不需要进行斜截面抗剪承载力计算，而仅按构造要求配置箍筋。跨中：=0.511.391801398.52=174.95KN =96.5KN支座：=0.511.39
9、1801450.1=181.41KN=565.85KN故跨中截面部分可按构造配置箍筋，其余区段按计算配置腹筋。(3) 最大设计剪力及设计剪力分配1.确定构造配置箍筋长度：=9750（174.95-96.5）/（565.85-96.5） =1671mm故在长度范围内可按构造要求配置箍筋2.计算最大剪力和剪力分配：根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5211条：最大剪力取用距支座中心h/2处截面的数值，并按混凝土和箍筋共同承担不少于60%；弯起钢筋承担不超过40%，并且用水平线将剪力设计值包络图分割为两部分。距支座中心h/2处截面剪力：=565.85-混凝土和箍
10、筋承担的剪力弯起钢筋承担的剪力（4） 弯起钢筋及斜筋设计计算剪力图根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）第5211条：计算第一排弯起钢筋Asb1时，对于简支梁和连续梁近边支点梁段，取用距支点中心h/2处由弯起钢筋承担的那部分剪力值Vsb1；计算第一排弯起钢筋以后的每一排弯起钢筋Asb2Asbi时，取用前一排弯起钢筋下面弯点处由弯起钢筋承担的那部分剪力Vsb2Vsbi。一排弯起钢筋截面积按下列公式计算：需设置弯起钢筋的区段长度（距支座中心）选222作为架立筋，净保护层为45mm，则架立钢筋底面至梁顶的距离为45+25.1=70.1mm1.计算第一排弯起钢筋截面积（
11、初步拟定为32）初步选用由主筋弯起232，Asb11608mm2。其弯起点为B，弯终点落在支座中心A截面处，弯起点B至点A距离为： AB=1500-(70.1+35.8/2)-(32+35.8+35.8/2)=1326.3第一排弯起钢筋与梁轴线交点距支座中心的距离为：1500/2-70.1-35.8/2=662mm第一排弯起钢筋弯起点的剪力:184.16KN2.第二排弯起钢筋的面积：（初步拟定为32）初步选用由主筋弯起232，Asb21608mm2。其弯起点为C，弯终点落在第一排弯起钢筋弯起点B截面处，弯起点C至点B距离为：BC=1500-(70.1+35.8/2)-(32+35.8+35.8
12、+35.8/2)=1290.5mm第二排弯起钢筋与梁轴线交点距支座中心的距离为：1326.3+1500/2-70.1-35.8/2=1988.8mm第二排弯起钢筋弯起点至支座中心的距离为：1326.3+1290.5=2616.8mm第二排弯起钢筋弯起点的剪力:122.04KN3.第三排弯起钢筋的面积：（初步拟定为32）821.86初步选用由主筋弯起232，Asb31608mm2。其弯起点为D，弯终点落在第二排弯起钢筋弯起点C截面处，弯起点D至点 C距离为：CD=1500-(70.1+35.8/2)-(32+35.8+35.8+35.8+35.8/2)=1254.7mm第三排弯起钢筋与梁轴线交点
13、距支座中心的距离为：1326.3+1290.5+1500/2-70.1-35.8/2=3278.8mm第三排弯起钢筋弯起点至支座中心的距离为：1326.3+1290.5+1254.7=3871.5mm第三排弯起钢筋弯起点的剪力4.第四排弯起钢筋的面积：（初步拟定直径20）第四排用补充斜筋220,Asb4628其弯起点为E，弯终点落在第三排弯起钢筋弯起点D截面处，弯起点E至点D距离为：DE=1500-(70.1+22.7/2)-(32+35.84+22.7/2)=1232mm第四排弯起钢筋与梁轴线交点距支座中心的距离为：1326.3+1290.5+1254.7+1500/2-70.1-22.7/2=4540.05mm第四排弯起钢筋弯起点至支座中心的距离为：1326.3+1290.5+1254.7+1232=5103.5mm 第四排弯起钢筋弯起点的剪力 5.第五排弯起
