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1、 内蒙古大学本科 结构设计原理课程设计目录1.正截面设计31.1.求有效宽度31.2.截面设计41.2.1钢筋焊接41.2.2.判定截面类型41.2.3.求受压区高度41.2.4.求受拉钢筋面积51.3.截面复核51.3.1求解51.3.2.判定截面类型：51.3.3.受压区高度51.3.4求解62.腹筋设计72.1截面尺寸检查72.2检查是否需要根据计算配置箍筋72.3设计剪力图分配72.4箍筋设计82.5弯起钢筋及斜筋的设计93.斜截面抗剪承载力复核133.1.距支座h2处的抗剪复核：133.1.1.求解x133.1.2.抗剪承载力复核133.2.弯起点1的抗剪复核：143.2.1求解x1
2、43.2.2抗剪承载力复核153.3弯起点2的抗剪复核：153.3.1求解x163.3.2抗剪承载力复核163.4弯起点3的抗剪复核：173.4.1求解x173.4.2.抗剪承载力复核173.5.箍筋间距变化处的抗剪复核：183.5.1. 求解x183.5.2.抗剪承载力复核184.验算主梁跨中挠度和裂缝宽度194.1.裂缝宽度wfk的验算194.1.1.带肋钢筋系数 C1 = 1.0194.1.2.钢筋应力ss的计算：204.1.3.换算直径d的计算：204.1.4.纵向受拉钢筋配筋率的计算：204.1.5.最大裂缝宽度204.2.梁跨中挠度的验算：204.2.1.梁换算截面的惯性矩 Icr
3、 和 I0214.2.2.算开裂构件的抗弯刚度224.2.3.受弯构件跨中界面处的长期挠度值234.2.4.拱度设置：23已知标准跨径为的公路装配式钢筋混凝土简支T形梁，计算跨径为，混凝土强度等级为，主梁主筋级焊接钢筋骨架，箍筋采用钢筋，跨中弯矩，其中，支点弯矩为，其余截面的弯矩按照二次抛物线变化，支点剪力为，跨中剪力为,本桥处于一类环境条件下，结构安全等级二级。1.正截面设计1.1.求有效宽度，则 ； 则1.2.截面设计1.2.1钢筋焊接有效高度1.2.2.判定截面类型属于第二类T型截面1.2.3.求受压区高度，解得： (舍去)1.2.4.求受拉钢筋面积解得：1.2.5.选取钢筋，布置钢筋布
4、置层钢筋，选取；，及1.3截面复核1.3.1求解,1.3.2.判定截面类型：是第二类T型截面1.3.3.受压区高度1.3.4求解Mu满足要求满足要求图（1）截面配筋图 （尺寸单位mm）2.腹筋设计2.1截面尺寸检查根据构造要求，梁最底层钢筋 232 通过支座截面，支点截面有效高度截面尺寸符合设计要求。2.2检查是否需要根据计算配置箍筋跨中段截面：支座截面：（0.510）符合要求，可以在梁跨中的某长度范围内按构造配置箍筋，其余区段应按计算配置腹筋。2.3设计剪力图分配距支座中心处，其中混凝土和箍筋承;由弯起钢筋承担，将代入，得）设置弯起钢筋区段长度为2.4箍筋设计采用直径为，双肢，则跨中截面：，
5、取，支点截面：则，则在支座中心向跨径尺度方向内，至跨中统一的箍筋间距图（2）计算剪力分配图（尺寸单位：mm，剪力单位：kN）2.5弯起钢筋及斜筋的设计图（3）弯起钢筋细节图（尺寸单位：mm）焊接骨架的架立钢筋为，则，弯筋弯起角度为，末端与架立钢筋焊接，计算弯起点12341300124812121174距支座中心距离1300254837604936分配计算剪力值208.5244.6163.484.4需要的弯筋面积18891647.21100.4568.4可提供的弯筋面积1608（232）1608（232）1608（232）1608（232）弯筋与梁轴交点到支座中心距离674.51958.3320
6、64418表（1）弯起钢筋计算表计算弯起后各正截面抗弯承载力。用抛物线描述弯矩包络图ML/2=3500kNm，交点处M0=0根据x距离弯矩图，根据Mu做出弯矩包络图图（4）梁的弯矩包络图与抵抗弯矩图（尺寸标注：mm，弯矩单位：kNm）梁区段截面纵筋有效高度T形截面类型受压区高度x(mm)抗弯承载能力Mi（kNm）支座中心1点4321429第一类40.81268.71点2点6321411第一类61.21865.02点3点8321393第一类81.62436.23点4点10321375第一类1022981.34点梁跨中12321357第二类1393503.6表（2）钢筋弯起后相应各正截面抗弯承载能
7、力根据M=3500(1-4xL2),得出x1=7784.8，x2=6664 x3=5375.3，x4=3753.4第一排弯起钢筋（2N4）充分利用点m的横坐标为：6664，而弯起点1的横坐标为x1=8450，说明点1在m点的左边，x1-x=8450-6664=1786h02(=14292=714)满足要求。不需要点n的横坐标x=7784.8，而N4与梁中轴线交点1坐标x1=9750-674.5=9075.5x，且亦满足要求。第二排弯起钢筋(2N3)其充分利用点j3的横坐标为5375.3，而弯起点2的横坐标x2=9750-2548=7202则2点在j3左边，x2-x=1826.7h02(=144
8、12=705.5)则满足要求。其不要点m的横坐标x=6664，而2N3与梁中轴线交点2的横坐标x2=9750-1958.3=7791.7x，故满足要求。第三排弯起钢筋（2N2）其充分利用点i2横坐标为3753.4，而弯起点3的横坐标x3=9750-3760=5990， x3-x=2236.6h02(=13932=696.5)则验证完毕，初步满足要求，在交点12之间增设斜筋2根18（509），如图进一步调整钢筋位置，使抵抗弯矩图接近弯矩包络图。图（5）梁的弯起钢筋和斜筋设计布置图（尺寸单位：mm，剪力单位：kN）3.斜截面抗剪承载力复核3.1.距支座 h/2 处的抗剪复核：图（6）距支座h/2处
9、的斜截面（尺寸标注：mm）3.1.1.求解xx=9750-750=9000mm，有效高度为1429mm，斜截面投影长度ch0=1429，则得到斜截面顶端位置A其横坐标为：x=9000-1429=7571mm3.1.2.抗剪承载力复核Vx=VL/2+(V0-VL/2) 2xl =115+（750-115）27571/19500=608.1kN Mx=3500（1-4x2l2）=3500（1-47571/19500）=1389.6kNmA处有效高度为h0=1419=1.149，则 m=Mx/(Vxhv)=1389.6/(608.11.429)=1.6193 m=Mx/（Vxhv）=1389.6/(
10、608.11.429)=1.6191.429m 斜角=tan-1(h0/c)= =tan-1(1.419/1.371)=4549=45.82斜截面内纵向受拉主筋有432，则相应主筋配筋率为=100Abhv=1.126 =0.18%与斜截面相交的弯起钢筋（斜筋）有2N4，2N5，2N3， Vu=1230.4510-3bh02+0.6Pfcu,ksvfsv+10.75 10-3fsdAsbsins=979.4KNVx=608.1KN所以在h02处满足要求。3.2.弯起点1的抗剪复核：图（7）弯起点1处的斜截面（尺寸标注：mm）3.2.1求解x距支座1300mm处x=9750-1300=8450，有
11、效高度为h0=1411mm，斜截面投影长c1411mm，则得到B位置 x=8450-1411=7039mm3.2.2抗剪承载力复核Vx=Vl/2+（V-Vl/2）2xL=115+（150-115）2703919500=573.43kNMx =3500（1-4x2L2）=3500（1-4703919500）=1675.76kNmB处有效高度为h0=1.411m=MxVxh0=1675.76573.431.411=2.073m c=0.6mh0=1.715斜角=tan-1(h0/c)= tan-1(1.411/1.75)=3852斜截面内纵向受拉主筋有632主筋，则为 =100Asbh0=1004
12、825.22001411=1.71573.43kN 所以截面符合要求。3.3弯起点2的抗剪复核：图（8）弯起点2处的斜截面（尺寸标注：mm）3.3.1求解x距支座中心2548，则x=9750-2548=720有效高度为1393，斜截面投影长l=1393，得到C位置x=7202-1393=5809mm3.3.2抗剪承载力复核 Vx=115+（750-115）2580919500=493.34kN Mx=3500（1-4x2L2）=3500（1-45809195002）=2257.6kNmC处有效高度为，h0=93m=MxVxh0=2257.6493.341.393=3.283则m=3 c=0.631.393=2.74= tan-1（1.393/2.74）= 2656受拉主筋 832 p = 100ASbh0 = 10064342001393 = 2.31 470.14KN符合条件3.4弯起点3的抗剪复核：图（9）弯起点3处的斜截面（尺寸标注：mm）3.4.1求解x距支座中心3760则 x = 9750 3760 = 5990有效高度为h0=1375mm则 c h0 1375mm 得到D位置 x = 5990 -1375 = 46153.4.2.抗剪承载力复核
