1、装配式钢筋混凝土简支 T 形梁课程设计一、设计资料:1.1 主要结构尺寸和构造某钢筋混凝土公路桥梁的主梁构造如图 1 和图 2 所示,标准跨径 ,主梁全长16mKl,计算跨径 。相邻的主梁之间在 和 和支点处共设置 5 道横15.96ml015.mll4隔梁,间距为 3.85m,主梁间距为 1.6m。采用装配式简支 T 形梁结构形式,钢筋骨架采用焊接骨架。图 1 主梁纵断面(尺寸单位:mm) 图 2 桥梁横断面(尺寸单位:mm)1.2 设计作用(荷载)1)永久作用(结构重力)按钢筋混凝土的重力密度 计算;35kNm2)主梁上的可变作用(汽车+人群荷载)标准值按均布荷载 计算(已计312.6kq
2、入汽车荷载的冲击系数) ;3)计算桥面板(T 梁悬臂版)时,除承受结构重力外,局部在翼缘板端部再作用一个集中荷载(车轮荷载) (按 1m 板宽计) ,其冲击系数采用 1+ =1.3 。13kNP 4)结构重要系数 01.1.3 材料规格1)混凝土强度等级采用 C302) 主梁主筋采用 HRB335,直径 12mm 以下者采用 R235 级钢筋;3) 桥面板主筋采用 R235 级钢筋。1.4 设计规范1) 公路桥涵设计通用规范 (JTG D60-2004)(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 D62-2004 ) (简称公桥规 ) 。二、主梁尺寸拟定与作用效应
3、计算2.1 拟定主梁、横隔梁细部尺寸1)主梁翼缘宽度 。160m2()=1580mfb拼 装 缝2)通常梁高与跨径之比( )为 1/111/16,本设计 取 1/15,则主梁高度hl hl。715h3)根据抗剪要求与钢筋布置的构造要求,主梁腹板宽度 b 一般可取 160250mm,应尽量取小值,则本设计 b 取 180mm。4)翼缘板采用变截面形式,翼缘板厚按公桥规第 9.3.3 条估算, ,160mfh。10mfh5)横隔梁高度 取主梁高度的 3/4 即 ;宽度 , ,使横h3106784h5b隔梁上部宽度略大 10-20mm,做成楔形,以利于脱模。2.2 作用效应计算2.2.1 桥面板的荷
4、载效应1)永久荷载作用计算:永久作用即结构自重,按钢筋混凝土的重力密度 计算,板的计算宽度去325kNm1m:则 0.16.7250.37gq则固定端弯矩(标准值): 21.0.1.8gMql固定端剪力(标准值): .6kV2)可变荷载作用计算计算桥面板(T 梁悬臂板)时,除承受结构重力外,局部在翼缘板端部再作用一个集中荷载(车轮荷载)P=13kN (按 1m 板宽计) ,其冲击系数采用 。则:固定端弯1+.3矩(标准值): (1)30.71.83kNmkMPl固定端剪力(标准值): ()69kV3)作用效应组合:查永久作用效应的分项系数(表 2.1.3)可得 ,汽车荷载效应分项系数1.2g。
5、1.4k1.2083.47.56kNmdgkM6192V2.2.2 主梁荷载效应1)永久荷载作用计算:主梁自重: 1250.867519.76kNqbh横隔梁自: 2 0+.13.0.25.042m42ll 下上总荷载: 129.576.4.8kNmgq2)可变荷载作用计算:主梁上可变作用(汽车+人群荷载)标准值按均布荷载 计算(已计入12.63kNmkq汽车荷载的冲击系数) ;3)作用效应组合:影响线 均布荷载( kN/m) 设计值 内力组合内力 截面高 面积 恒 活 恒 活 1.2+1.402l04l30.03 306.91 379.28 899.28l316l22.52 230.15 2
6、84.43 674.38弯矩 0807413.14 134.29 165.96 393.49支点 1 7.75 79.21 97.88 232.08剪力跨中 0.5 1.9410.22 12.630.00 24.50 34.30三、主梁配筋计算3.1 按正截面承载力配筋设计3.1.1 桥面板的配筋:桥面板可按单筋矩形截面设计,取单位宽度即 b=1m,已知结构重要系数 ,混01.凝土强度等级为 C30,查混凝土的强度标准值和设计值表(2.4.5)可得 ,13.8MPacdf;查表 HRB335 级钢筋 ,R235 级钢筋 ;1.39MPatdf280MPasdf95s桥面板计算截面高度 ;16m
7、,162mf shh桥面计算截面弯矩 ;7.5kNd桥面计算截面剪力 。20V受压高度620 1.750-=135=1m38dcMxhfb213.879mcdxsfbA所以桥面板受力筋选用 1095 , ,分布筋按构造选用 812528sA3.1.2 主梁配筋设计假设 30m+.830.167msah则 951sh600111063.8052498kNm2fcdfhb 89.kNmM89.2kN2fdcdcdff dhxfhb 3.4.2 绘制弯矩包络图、承载能力图:四、正常使用极限状态的裂缝与变形验算4.1 主梁裂缝宽度验算桥梁所处环境按 I 类环境考虑, max =0.2fW513.0,.
8、,2.01MP,7sCEd6978.46kNsM.4.5t 602107Pa.87.398ssAh1254 .76sNC所以计算时取0392028sbh0.2123 51737.40.13m.1.81.sfk dWCE ,满足要求。max=0.f4.2 主梁挠度验算及预拱度设置已知:545 42.013.01,2.01, 6.73scs EcEMPaEPa098m,97,8m,8s fhAb计算截面的几何特性: 1602135fh.7980195.2sEfb2 206.32738047836.5sEfAhB 又 , 中性轴位于梁肋内2017.415fXmh3230003 23104587.58
9、167.4156.79283167.42. scrfffEIbxbxAx 全截面的换算截面面积 :0A0 21186758356.71392406.9msffEsAbh全截面对上边缘的净距 0aS220 02211806758356.71392835.4msaffEsSbhhAh换算截面重心轴以上部分面积对重心轴的面积距: 22000 211183.958358.935689.1m2ff fSbyhy全截面换算截面的惯性矩 :0I3323000002 33284111572.1588.95898.6.9.40msfff EsIbybyhbyAhy 对受拉边缘的弹性抵抗距 :0W8300.1WI
10、y全截面的抗剪刚度: 4812200.95.302.710639NmcBEI开裂截面的抗弯刚度: 48122.14crcrI构建受拉区混凝土塑性变形影响系数: ,086539.10.4.SW开裂弯矩 80.4213.247kNmcrtkMfW构件刚度: 120222 12012 639.047.8478639.7055.475.6NmcrcrsscrBB 短期跨中挠度:262157.409.7m4825ssMLfB长期挠度为: 1.693. .6lsf应设置预拱度: 20754.48GKQKp Mf L消除自重影响后的长期挠度为: 251.65m25.83m48sGKLQMf LCOB设计挠度满足规范要求。五、附图5.1 T 梁钢筋布置示意(横截面)5.2 装配式钢筋混凝土简支 T 梁配筋图