结构设计原理课程设计
结构设计原理课程设计
结构设计原理课程设计
结构设计原理课程设计是一个基于实践的课程，旨在让学生了解和解决实际的结构设计问题。
本课程的课程目标是帮助学生掌握结构设计的基本原理，研究和讨论相关的技术设计原理，了解结构设计的基本思想以及有关任务();开发、实施和完善结构设计的方法和工具，以及采用各种计算方法和一系列实验来验证设计成果和结果。
本课程将采用现场实验和理论讲授相结合的学习方式，使学生能够逐步掌握和实践结构设计相关的基本定律。
主要内容包括力学原理、流体动力学、热学等基本力学原理，以及材料力学、设计规范、抗压强度、分析、荷载传递强度、构造空间形状、结构抗震度等结构设计基本原理，以及结构参数和结构性能的数学模型构造方法、传热、制冷原理、计算结构稳定性、控制力学分析、复杂结构形态分析、结构力学分析等基本理论。
实验内容涉及材料性能测试、元件测试、构件测试，结构抗震设计原理、建筑物设计原则以及土木结构设计、风洞及数值分析等。
学生在实验过程中可以验证和学习结构设计和分析的基本原理，从而更加深入了解结构设计的相关方面。
在教学活动过程中，教师可以主动指导和提高学生的实践能力，采用互动的形式，以便学生进行丰富的实践。
教师需要结合学生的实际情况，在教学实践过程中能够有效指导学生解决各种问题、传授实践知识，使学生充分了解和掌握结构设计的基本原理，提高学生在实践工作中的能力和能力。
《混凝土结构设计原理》课程设计任务书
《混凝土结构设计原理》课程设计任务书辽宁工业大学《混凝土结构设计原理》课程设计任务书 预应力混凝土T 梁、箱梁桥主梁预应力钢束设计 （标准跨径20m ，桥宽15m ） 开课单位：土木建筑工程学院 2022年3月课程设计（论文）任务及评语 院（系）：土木建筑工程学院 教研室：施工教研室学 号 学生姓名 专业班级道桥181级课程设计（论文）题 目预应力混凝土T 梁、箱梁桥主梁预应力钢束设计课程设计（论文）要求与任务一、课设要求1、依据已知条件，完成主梁的预应力钢束设计。
2、完成相关设计图纸不少于3张（3#图纸）。
二、课设任务1、完成钢束估算，钢束线形设计。
2、预应力钢束的预应力损失计算。
3、主梁截面强度验算，挠度验算等，4、完成相关设计图纸不少于3张（3#图纸） 三、设计说明书要求1、计算过程完整，计算方法符合公路桥梁预应力混凝土设计规范要求。
2、课设论文成果格式符合要求，图纸绘制规范。
工作计划第一周 周一、布置课设任务、查资料；周二、钢束面积估算；周三、钢束布置周四、主梁截面特性计算，截面强度计算；周五、主梁截面特性计算，截面强度计算第二周周一、预应力损失计算；周二、预应力损失计算；周三、应力验算，挠度计算，下锚应力计算；周四、应力验算，挠度计算，下锚应力计算；周五、整理计算书，上交课设成果，答辩指导教师评语及成绩成绩平时表现10% 计算书、图纸70%答辩成绩20%合计教师评语：成绩：指导教师签字：学生签字：2022年03月18日一、课程设计的目的与要求1．教学目的《混凝土结构设计原理》是土木工程专业的重要课，为了加强学生对基本理论的理解和相关规范条文的应用，培养学生独立分析问题和解决问题的能力，要在讲完有关课程内容后，安排2周的课程设计，以提高学生的综合运用知识的能力。
通过课程设计，着重培养学生综合分析和解决问题的能力以及严谨，扎实的工作作风。
为学生将来走上工作岗位，顺利完成设计任务奠定基础。
土木工程道桥方向混凝土结构设计原理课程设计教学改革探索
土木工程道桥方向混凝土结构设计原理课程设计教学改革探索一、课程背景土木工程道桥方向混凝土结构设计原理课程是土木工程专业的重要专业课程，其教学内容主要包括混凝土结构的基本原理、设计方法和规范要求等内容。
在当前社会经济快速发展的背景下，土木工程行业对专业人才的需求越来越大，培养高素质的土木工程专业人才已成为高校教育的重要任务之一。
在传统的教学模式下，土木工程道桥方向混凝土结构设计原理课程存在一些问题，如教学内容较为理论化、缺乏实践性、学生学习兴趣不高等，为了更好地适应社会对人才的需求，必须对该课程进行教学改革探索，使其更加适应社会发展的需要。
二、教学目标1. 培养学生对土木工程道桥方向混凝土结构设计原理的基本理论有全面深刻的了解；2. 培养学生对混凝土结构的设计、施工与管理等方面的基本技能；3. 培养学生具有较强的创新意识、团队协作能力和实践能力。
三、教学内容1. 混凝土结构的基本原理：包括混凝土的力学性能、结构设计理论、耐久性设计原则等；2. 混凝土结构的设计方法：包括混凝土结构的设计方法、构件设计原则、受力分析等；3. 混凝土结构的规范要求：包括混凝土结构设计的国家标准、规范要求等。
五、教学资源1. 科研成果：利用科研成果为教学提供理论支持和实践案例；2. 实验设备：提供实验设备，开展混凝土结构相关实验教学；3. 实际工程案例：邀请行业内专家提供实际工程案例，供学生学习参考。
六、教学改革效果评估1. 通过学生课堂表现、实验报告、设计作业等方式评估学生课程学习情况；2. 组织学生参与竞赛、实习和科研项目等，评估学生实际工程能力；3. 定期邀请行业内专家对教学效果进行评估。
七、结语通过对土木工程道桥方向混凝土结构设计原理课程的教学改革探索，可以更好地满足社会对专业人才的需求，培养适应社会发展需要的高素质土木工程专业人才。
教学改革可以促进教师教学水平的提升，推动学校土木工程专业教学质量的不断提高。
希望未来在教学改革的道路上，能够得到更多的支持和帮助，为土木工程专业的发展贡献力量。
结构设计原理课程设计
结构设计原理课程设计设计背景：结构设计原理是一门专业课程，旨在教授学生在建筑和工程项目中应用结构设计原理的基本概念和技术。
本课程的设计目标是让学生通过实践项目和理论研究，掌握结构设计的原理和方法，培养他们具备独立进行结构设计工作的能力。
项目介绍：本次结构设计原理课程设计项目是设计和分析一个多层混凝土框架结构的住宅楼。
该楼居住面积约为1000平方米，共有5层，位于一个高地上，地势较为平缓。
设计步骤：1. 结构初步设计1.1 确定设计载荷：根据住宅楼的用途和相关标准规范，确定设计载荷，包括永久荷载、可变荷载和地震荷载等。
1.2 选择结构类型：根据设计载荷和建筑要求，选择适合的结构类型，例如混凝土框架结构、钢框架结构等。
1.3 建立结构模型：根据楼层平面布置和空间要求，建立结构模型，包括梁、柱、墙等结构构件。
1.4 初步确定构件尺寸：根据结构模型和设计载荷，初步确定各构件的尺寸。
1.5 选择材料：根据设计要求和结构类型，选择适当的材料，如混凝土、钢筋等。
2. 结构分析和优化2.1 进行荷载计算：根据建筑要求和相关规范，对结构进行荷载计算，包括静力计算和动力计算。
2.2 进行结构分析：根据荷载计算结果，进行结构静力分析和动力分析，求解结构的内力和变形。
2.3 评估结构安全性：根据结构分析结果，评估结构的安全性和稳定性，确保结构在设计载荷下的安全可靠。
2.4 进行结构优化：根据结构分析和评估结果，对结构进行优化设计，如调整构件尺寸、增加或减少支撑等。
3. 结构详细设计3.1 细化构件尺寸：根据结构优化结果，细化各构件的尺寸，满足承载力、刚度和变形等要求。
3.2 确定构件布置：根据结构模型和构件尺寸，确定各构件的布置和连接方式。
3.3 进行材料选择：根据结构要求和可行性，进一步选择具体的材料规格和品种。
3.4 编制施工图纸：根据结构详细设计，编制相应的施工图纸，包括结构平面布置、构件尺寸、连接细节等。
4. 结构检查和验收4.1 检查施工图纸：对编制的施工图纸进行检查，确保符合设计要求和规范要求。
p钢筋混凝土结构设计原理课程设计-整体式单向板肋梁楼盖设计
p钢筋混凝⼟结构设计原理课程设计-整体式单向板肋梁楼盖设计钢筋混凝⼟结构课程设计单向板肋梁楼盖院系：专业年级：学⽣姓名：学号：⽬录⼀、平⾯结构布置-----------------------------------------------（1）⼆、板的设计----------------------------------------------------（5）三、次梁的设计-------------------------------------------------（9）四、主梁的设计-------------------------------------------------（18）五、关于计算书及图纸的⼏点说明----------------------------（24）六、设计总结-------------------------------------------------（27）施⼯图平⾯结构布置图---------------------------------------------图纸1板的配筋图--------------------------------------------------图纸1主梁配筋图---------------------------------------------------图纸1次梁的配筋图------------------------------------------------图纸2主梁内⼒包络图---------------------------------------------附图⼀4０3计算书现浇钢筋混凝⼟单向板肋梁楼盖设计计算书⼀、平⾯结构布置：１、确定主梁的跨度为m .96,次梁的跨度为m 4.5,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为m 3.2。
楼盖结构布置图如下：4２、荷载计算：取1m 宽板带计算、板厚为100㎜：地板砖地⾯（3/5.60m kN ） m kN /4.015.60=? 100mm 厚钢筋混凝⼟现浇板(3/25m kN =γ) m kN /5.22511.0=?? 板底抹灰（2/255.0m kN ） m kN /255.01255.0=?恒载： m kN g k /405.3=活载： q=3.5 KN/m恒荷载分项系数取1.2；活荷载分项系数取1.3。
结构设计原理简支梁课程设计
结构设计原理简支梁课程设计一、简支梁的概念与特点简支梁是指两端支承，中间自由伸展的一种结构形式，是最基本的梁结构。
其特点在于只有一个自由端，另一个端点被支承，因此只能承受单向弯曲力和剪力。
简支梁广泛应用于建筑、桥梁、机械等领域。
二、简支梁的受力分析1. 弯矩分析在简支梁中，弯矩是一种重要的受力形式。
当外力作用于简支梁时，会产生弯曲变形和弯矩。
根据欧拉-伯努利假设，在弹性阶段内，简支梁上任意一点处的曲率半径R与该点处的弯矩M之间满足以下关系式：M = EI/R其中E为杨氏模量，I为截面惯性矩。
2. 剪力分析除了弯矩外，在简支梁中还会产生剪力。
剪力是指垂直于截面方向的作用力，在简支梁中主要由跨距和荷载大小决定。
在计算剪力时，需要考虑材料的剪切模量和截面形状。
三、简支梁的结构设计原理1. 材料选择在简支梁的设计中，材料的选择至关重要。
一般来说，钢材比混凝土更适合作为简支梁的材料，因为它具有更高的强度和刚度。
此外，在选择材料时还需要考虑其耐久性、可靠性和成本等因素。
2. 截面设计截面设计是指确定简支梁的宽度和高度等参数。
在进行截面设计时，需要考虑到荷载大小、跨距长度、所选材料的强度和刚度等因素。
一般来说，截面应尽可能大，以提高其承载能力。
3. 支承方式简支梁的支承方式直接影响其受力性能。
一般来说，支承应均匀分布在两端，并且应该保证支点之间没有间隙。
此外，在进行支承设计时还需要考虑到地基稳定性和抗震性能等因素。
4. 荷载计算荷载计算是指确定简支梁所需承受的荷载大小和分布情况。
荷载计算需要考虑到使用环境、使用目的、使用频率等因素。
一般来说，荷载应按照设计标准进行计算，并且应该考虑到可能出现的紧急情况。
5. 桥梁设计在桥梁设计中，简支梁是最常见的桥梁形式之一。
在进行桥梁设计时，需要考虑到跨度、车流量、地形等因素。
此外，在进行桥梁设计时还需要保证其抗震性能和耐久性。
四、课程设计本次课程设计旨在让学生了解简支梁的结构原理和受力分析方法，并通过实际操作提高学生的实践能力。
《结构设计原理》课程标准
《结构设计原理》课程标准《结构设计原理》课程教学标准（适用于：铁道工程（单招）专业，参考学时：60）一、前言（一）课程基本信息1.课程名称：结构设计原理2.课程类别：专业平台课3.课程编码：0*****4.学时：60学时(理论：40学时；实训：20学时)5.适用专业：铁道工程（单招）（二）课程性质1.课程性质结构是土木工程中最基本的元素，《结构设计原理》课程围绕着工程中常用的钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、圬工结构的设计计算进行理论和实践性的教学。
《结构设计原理》是土木工程专业的一门重要的专业必修课程，是学生运用已学的《工程制图》、《理论力学》、《材料力学》、《结构力学》、《工程材料》等知识，初步解决结构原理及结构设计问题的一门课程。
其特点是：兼具理论性和实用性且承前启后，为学好专业课打好基础的课程，也是学生感到比较难学的一门课程。
所以《结构设计原理》及其系列课程一直是土木工程专业的主干课，我校从开设的《结构设计原理》、《结构设计原理》课程设计，到毕业设计都渗透结构设计的理论，课程贯穿土木工程专业教学的所有环节。
我校交通与工程系成立以来，担任该课程的教师按照学校对人才培养的要求，认真进行课程的讲授和课程的建设，积极开展教学改革和教学研究，紧密结合工程实践，培养学生的综合素质，受到学生的好评。
本课程主要介绍钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构和圬工结构的各种基本构件受力特性、设计原理、计算方法和构造设计。
2.本课程的作用功能是培养学生掌握钢筋混凝土基本构件和结构的设计计算方法和与施工及工程质量有关的结构的基本知识，培养学生具有一般工业与民用建筑结构图纸的识读能力、基本构件的设计能力、使用和理解各种结构设计规范能力、解决工程结构实际问题的能力、综合分析问题的能力、学习能力和与人合作等能力，从而为继续学习后续专业课程奠定扎实的基础，以进一步培养学生树立独立思考、吃苦耐劳、勤奋工作的意识以及诚实、守信的优秀品质，为今后从事施工生产一线的工作奠定良好的基础。
混凝土结构设计原理课程设计
混凝土结构设计原理课程设计计算书 1 设计题目某支承在370mm厚砖墙上的钢筋混凝土伸臂梁，其跨度L1，伸臂长度L2，由楼面传来的永久荷载设计值g，活荷载设计值q1，q2（图1）。
采用混凝土强度等级C25，纵向受力钢筋为HRB335，箍筋和构造钢筋为HPB300。
试设计该梁并绘制配筋详图。
图12 设计条件跨度L1=6m，伸臂长度L2=，有楼面传来的永久荷载设计值g1=30kN/m，活荷载设计值q1 =30kN/m，q2=65kN/m，采用混凝土强度等级为C25。
截面尺寸选择取跨高比为：h/L=1/10,则h=600mm，按高宽比的一般规定，取b=250mm，h/b=，则h0=h-as=600-40=560mm荷载计算梁自重设计值（包括梁侧15mm厚粉刷层重）钢筋混凝土自重25kN/m,混凝土砂浆自重17kN/m。
g2=×××25+××17×2+××17）=5kN/m则梁的恒荷载设计值为：g=g1+g2=30+5=35kN/m梁的内力和内力包络图（1）荷载组合情况恒荷载作用于梁上的位置是固定的，计算简图为图2(a)，活载q1q2的作用位置有三种可能的情况，图2的(a)、(c)、(d)。
每一种活荷载都不可能脱离恒荷载的作用而单独存在，因此作用于构件上的荷载分别有(a)+(b)、(a)+(c)、(a)+(d)三种情形。
（2）计算内力(截面法)①(a)+(b)(a)作用下：ΣMA1=0，－YB1L1+g（L1+L2)2/2=0得 Y B1=164kNΣY=0 ，得YA1=(b)作用下：ΣY=0 ，得YA2=YB2=90kN(a) +（b）作用下剪力：V A =Y A1+Y A2=9805+90=V B 左=Y A1+Y A2－(g +q 1)L 1=－（35+30)×6=－ V B 右=gL 2=35×=M B =－gL 22/2=35×2=由于当剪力V 等于零时弯矩有最大值，所以设在沿梁长度方向X 处的剪力V=0，则由M(x)=V A X －(g +q 1)X 2/2,对其求一阶导M'(x)=V （x ）=V A －(g +q 1)X当V=0时，有M 取得最大值，即V(x)=V A －(g +q 1)X =0时，M 取得最大值 则AB 段中的最大的弯矩M ：当x=4150mm 时有M max = ②(a)+(c)(c)作用下：ΣM A3=0，Y B3L 1－ q 2L 2（L 1+L 2/2）/2=0得 Y B3= ΣY=0 ， 得Y A3=－ （a ）+（c ）作用下的剪力： V A =Y A1+Y A3=－=87kNV B 左=Y A1+Y A3－gL 1=87－210=－123kN V B 右=(g +q 2)L 2=（35+65）×=150kNM B =－（g+q 2)L 22/2=－（35+65)2=－由前边方式同理可得AB 段中的最大的弯矩M ：当x=2480mm 时有M max = ③(a)+(d)(d)作用下：ΣM A4=0，Y B4L 1－ q 2L 2（L 1+L 2/2）－q 1L 12/2=0得 Y B4=199kN ΣY=0 ，得Y A4+Y B4－q 1L 1－q 2L 2= （a ）+（d ）作用下的剪力： V A =Y A1+Y A4=+=177kNV B 左=Y A1+Y A4－(g+q 1)L 1=－390=－159kN V B 右=(g +q 2)L 2=（35+65）×=150kNM B =－（g+q 2)L 22/2=－（35+65)2=－同理可以得出AB 段中的最大的弯矩M ：当x=2720mm 时有M max =画出这三种情形作用下的弯矩图和剪力图包络图如图6所示 3 配筋计算已知条件混凝土强度等级为C25，1 =1，f c =mm 2 ,f t = N/mm 2；HRB335钢筋，f y =300 N/mm 2 ，ξb=；HPB300钢筋，f yv =270 N/mm 2 。
pkpm结构课程设计
pkpm 结构课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握PKPM结构设计的基本原理，理解建筑结构分析的过程；2. 使学生了解PKPM软件的操作流程，掌握结构建模、参数设置、分析计算等基本步骤；3. 帮助学生掌握我国建筑结构设计规范，能够运用规范进行结构设计。
技能目标：1. 培养学生运用PKPM软件进行结构建模、分析计算和结果查看的能力；2. 培养学生根据计算结果调整结构方案，进行优化设计的能力；3. 提高学生解决实际工程问题的能力，能够结合规范和实际情况进行结构设计。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对建筑结构设计的兴趣，激发学生的创新意识和探究精神；2. 培养学生严谨、务实的学习态度，提高学生的团队合作意识和沟通能力；3. 增强学生对我国建筑行业的认同感，树立正确的职业观念。
课程性质：本课程为专业实践课程，旨在通过PKPM结构设计软件的学习，使学生掌握建筑结构设计的基本方法，提高解决实际工程问题的能力。
学生特点：学生为高中年级，具备一定的物理和数学基础，对建筑结构有一定了解，但实际操作能力较弱。
教学要求：结合学生特点和课程性质，采用任务驱动、案例教学等方法，注重实践操作，提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，使学生达到上述课程目标，为未来从事建筑结构设计工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 建筑结构设计基本原理：包括结构设计的基本概念、建筑结构类型、受力分析及设计原则等，对应教材第一章内容。
2. PKPM软件操作流程：介绍PKPM软件的安装与启动、界面认识、基本操作方法等，对应教材第二章内容。
3. 结构建模：学习PKPM软件中的结构建模功能，包括模型建立、单元划分、节点处理等，对应教材第三章内容。
4. 参数设置与分析计算：学习如何设置结构分析参数，进行结构静力、动力分析及稳定性计算，对应教材第四章内容。
5. 结果查看与调整：掌握如何查看分析结果，识别结构问题，并进行结构方案调整和优化设计，对应教材第五章内容。
T型梁结构设计原理课程设计
一 、课程设计的要求①熟练掌握书本上的知识②掌握一般的结构构件设计的计算原理和方法，能够综合运所学知识，分析解决课程设计中出现的问题，设计结果科学合理。
③学生在设计过程中必须具有求实创新的精神，查阅参考书和设计资料，不拘泥于教材。
④设计期间学生必须严格遵守纪律，设计过程中认真严谨、勤学好问、努力创新、互帮互学，完成课程设计任务。
二、课程设计的内容1、正截面设计1）内力组合计算：弯矩组合设计值计算公式：001112()mnd GiGik Q Q k c Qj Qjk i j M M M S γγγγψγ===++∑∑剪力组合设计值计算公式：001112()mnd Gi GikQ Q k c Qj Qjk i j V VV V γγγγψγ===++∑∑跨中截面：,/2,/211,/2,/2121.2812.29 1.4707.740.8 1.441.812012.411m nd l Gi Gik l Q Q k l c Qj Qjk l i j M M M M kN m γγψγ===++=⨯+⨯+⨯⨯=⋅∑∑,/2,/211,/2,/2121.2*0 1.4*71.830.8*1.4*2.14102.959mnd l Gi Gik l Q Q k l c Qj Qjk l i j V V V V γγψγ===++=++=∑∑L/4截面：,/4,/411,/4,/4121.2*609.26 1.4*530.790.8*1.4*41.811521.045m nd l Gi Gik l Q Q k l c Qj Qjk l i j M M M M kN mγγψγ===++=++=⋅∑∑支点处界面：,,11,,121.2*0 1.4*00.8*1.4*00m nd o Gi Gik o Q Q k o c Qj Qjk oi j M M M M γγψγ===++=++=∑∑,/2,/211,/2,/2121.2*0 1.4*71.830.8*1.4*2.14102.959m nd l Gi Gik l Q Q k l c Qj Qjk l i j V V V V γγψγ===++=++=∑∑2）截面尺寸设计对于该T 形截面：取梁肋宽b=200mm ，翼缘悬臂端厚度取100mm ，最大厚度为140mm ，预制梁翼板宽度为1580mm ，相邻两主梁的平均间距为1600mm 。
混凝土结构设计原理课程设计
混凝土结构设计原理课程设计一、引言混凝土结构设计原理课程设计旨在通过实际案例的分析和设计，帮助学生深入理解混凝土结构设计的基本原理和方法。
本文将详细介绍课程设计的目标、任务、设计要求以及设计过程。
二、课程设计目标本课程设计的目标是培养学生掌握混凝土结构设计的基本原理和方法，能够独立完成混凝土结构的设计工作。
通过课程设计，学生将能够有效运用所学知识，分析和解决实际工程中的混凝土结构设计问题。
三、课程设计任务本课程设计的任务是设计一座多层混凝土框架结构的住宅楼。
设计要求包括结构的承载力、刚度和稳定性等方面的考虑，以及满足相关设计规范和标准的要求。
同时，还需要考虑结构的施工性和经济性，确保设计方案的可行性和可靠性。
四、课程设计要求1. 结构类型：多层混凝土框架结构。
2. 设计荷载：根据相关规范和标准确定楼房的设计荷载。
3. 结构材料：混凝土强度等级、钢筋强度等级等根据设计要求确定。
4. 结构布置：根据建筑功能和空间布局确定结构的布置方案。
5. 结构分析：采用静力弹性分析方法进行结构的受力分析。
6. 结构设计：根据结构分析结果，进行结构的截面设计和构件尺寸的确定。
7. 结构验算：对设计方案进行验算，确保结构的安全性和稳定性。
8. 结构施工：考虑结构的施工性，提出合理的施工工艺和施工要求。
9. 结构经济性：根据材料的成本和施工的难易程度，综合考虑结构的经济性。
五、课程设计过程1. 收集资料：收集相关规范、标准、设计手册等资料，了解混凝土结构设计的基本原理和方法。
2. 分析设计要求：分析课程设计任务的要求，明确设计目标和设计要求。
3. 结构布置：根据建筑功能和空间布局，确定结构的布置方案，并进行初步的荷载计算。
4. 结构分析：采用静力弹性分析方法，对结构进行受力分析，得到结构的内力和变形。
5. 结构设计：根据结构分析结果，进行结构的截面设计和构件尺寸的确定，并进行验算。
6. 结构施工：考虑结构的施工性，提出合理的施工工艺和施工要求。
混凝土结构设计原理课程设计(中南林业科技大学)
钢筋混凝土简支梁桥预制T形主梁设计学院：土木工程与力学学院专业班级：学生姓名：学号：课程名称：结构设计原理任课老师：钢筋混凝土简支梁桥T形主梁设计目录第一章钢筋混凝土简支梁桥预制T形主梁设计资料 (2)1.1 主要概况 (2)1.2 计算参数 (2)1.3 材料要求 (2)第二章作用效应组合 (2)2.1 承载能力极限状态计算时作用效应组合 (2)第三章截面尺寸拟定 (3)3.1 1f'h、2f'h、h的拟定 (3)3.2 翼缘板的计算宽度b′f (4)第四章主梁正截面抗弯承载力计算 (4)4.1 截面设计 (4)4.2 截面复核 (5)第五章主梁斜截面抗剪承载力计算 (6)5.1 截面尺寸检查 (6)5.2 检查是否需要根据计算配置箍筋 (6)5.3 设计剪力图分配 (7)5.4 箍筋设计 (8)5.5 弯起钢筋及斜筋设计 (8)第六章全梁承载力复核 (11)6.1 正截面和斜截面抗弯承载力校核 (11)6.2 斜截面抗剪承载力复核 (13)第一章 钢筋混凝土简支梁桥T 形主梁设计资料1.1 主要概况标准尺寸：20.00m ；计算跨径：L =19.50m ；主梁全长：L 0=19.96m ； 结构安全等级：二级；Ⅰ类环境等级。
γ0 =1.0。
1.2 计算参数（1）弯矩包络图满足曲线方程：)41(222/,,d Lx M M l d x -= 跨中截面计算弯矩（标准值）：结构重力弯矩：m k 72.8102/1⋅=N M 恒 汽车荷载弯矩：m k 28.6972/1⋅=N M 汽 （已计入汽车冲击系数） 人群荷载弯矩：m k 08.752/1⋅=N M 人（2）剪力包络图满足直线方程：Lx V V V V l d d l d x 2)(2/,0,2/,,d -+= 支点截面计算剪力（标准值）：结构重力剪力：N V k 75.172=恒 汽车荷载剪力：N V k 80.165=汽（已计入汽车冲击系数） 人群荷载剪力：N V k 60.18=人 跨中截面计算剪力（设计值）：N V l d k 50.762/,=汽车冲击系数1+μ=1.2921.3 材料要求主筋：HRB335级 f sd =280MPa ；箍筋：R235级 f sd =195MPa ；%18.0)(min sv =ρ；焊接骨架；混凝土：C30 f cd =13.8MPa f td =1.39MPa ；f cu,k =30MPa ；第二章 作用效应组合2.1 承载能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 D60—2004）4·1·6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，其效应组合表达式为：)(211100∑∑==++=nj QjK Qj C K Q Q m i GiK Gi d S S S S γψγγγγ跨中截面弯矩组合设计值：)(211100∑∑==++=nj QjK Qj C K Q Q m i GiK Gi d S S S M γψγγγγ＝1.0×（1.2×810.72+1.4×697.28+0.8×1.4×75.08）＝2033.15kN ·m带入方程： )41(222/,,d Lx M M l d x -= 可得：（x 指任意截面至跨中截面距离） 4/,l d M =1524.86kN ·m ； 0,d M =0 ；支座中心处截面的剪力组合设计值：)(211100,0∑∑==++=nj QjK Qj C K Q Q m i GiK Gi d S S S V γψγγγγ＝1.0×（1.2×172.75+1.4×165.80+0.8×1.4×18.60）＝460.25kN带入方程： Ll V V V V l d d l d l 4/2)(2/,0,2/,4/,d ⋅-+= ＝76.5+（460.25-76.5）×2×l/4÷l＝268.38kN所以跨中截面：2/,l d M =2033.15kN ·m ； 2/,l d V =76.50kN ；4/l 跨截面：4/,l d M =1524.86kN ·m ； 4/,l d V =268.38kN ； 支座中心截面：0,d M =0 ；0,d V =460.25kN ；第三章 截面尺寸拟定3.1 1f 'h 、2f 'h 、h 的拟定梁肋宽度b 常取150~200mm,所以可取b=190mm ；预制的T 形截面梁，其截面高度h 与跨径L 之比一般为h/L=1/11~1/16，所以可取h=1/15L=1300mm ；T 形截面梁翼缘悬臂端厚度1f 'h 不应小于100mm ，所以可取1f 'h =100mm ； 梁肋处翼缘厚度不宜小于梁高h 的1/10，所以可取2f 'h =140mm ；3.2 翼缘板的计算宽度b′f根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）第4·2·2条规定：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。
框架结构设计课程设计
框架结构设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解框架结构设计的基本概念，掌握不同类型的框架结构及其特点。
2. 学生能够描述框架结构在工程领域的应用，了解其稳定性和承重能力的决定因素。
3. 学生能够运用数学知识，进行简单的框架结构受力分析。
技能目标：1. 学生通过小组合作，能够设计并搭建一个简单的框架结构模型，展示对框架结构设计原理的理解。
2. 学生能够运用分析工具，评估框架结构的稳定性和强度，提出优化方案。
3. 学生能够利用图表和报告的形式，清晰表达结构设计过程和结果。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对工程设计和建筑学科的兴趣，激发创新意识和解决问题的热情。
2. 学生在学习过程中发展合作精神，学会倾听和尊重他人意见，培养团队协作能力。
3. 学生能够认识到框架结构设计在现实生活中的重要性，增强社会责任感和工程伦理意识。
本课程针对五年级学生设计，结合学生的认知水平、好奇心和动手能力，旨在通过实践操作和小组合作，让学生在探索中学习，理解结构设计的基本原理。
课程注重培养学生的实际应用能力和科学探究精神，同时引导他们形成积极的价值观和态度。
通过具体可衡量的学习成果，教师能够对学生的学习进度进行有效评估，并根据需要调整教学策略。
二、教学内容本章节教学内容围绕框架结构设计的基本原理和实践操作，结合教材以下章节：1. 框架结构概念：介绍框架结构的基本定义、分类及其在建筑和工程中的应用。
2. 结构元素与受力分析：讲解框架结构中的主要元素（如梁、柱、节点等），引导学生学习结构受力分析的基本方法。
3. 框架结构稳定性：探讨影响框架结构稳定性的因素，如力的大小、方向、支撑条件等。
4. 设计与制作：指导学生运用所学知识，进行框架结构设计与模型制作。
教学内容安排如下：1. 导入新课：通过图片和实例，引导学生了解框架结构在实际生活中的应用。
2. 理论学习：讲解框架结构的概念、结构元素及受力分析。
3. 实践操作：分组进行框架结构设计与模型制作，培养学生的动手能力和团队协作精神。
(完整word版)混凝土结构设计原理课程设计()
混凝土结构设计原理课程设计一、设计任务某二层建筑物，为现浇混凝土内框架结构（中间为框架承重，四周为墙体承重），建筑平面图如下图。
试对楼盖、楼梯和雨蓬进行设计.二、设计资料1、建设地点：烟台市区2、楼面做法：水磨石地面、钢筋混凝土现浇板，20mm石灰砂浆抹底。
3、层高:4。
5m；门:宽×高=3300mm×3000mm；纵向跨度1L=6900mm横向跨度L=7200mm；楼梯位置见图，楼梯尺寸自定。
24、墙体为370mm砖砌体。
5、建筑用途为仪器仓库;楼面活荷载为8。
0/6.0/5.0（kN/ m2）.6、材料：混凝土强度等级为C30，梁受力钢筋采用HRB400级钢筋，梁箍筋、板中钢筋采用HRB235级钢筋。
三、楼盖的结构平面布置主梁沿纵向布置，次梁沿横向布置.主梁的跨度为7.2m,次梁的跨度为6。
9m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2。
4m，l02/l01=6。
9/2。
4=2。
875〈３但是大于２，故可按单向板设计。
按跨高比条件，要求板厚h≥2400/40=60mm，对工业建筑的楼盖板，要求h≥80mm，取h=80mm。
次梁截面高度应满足h=l0/18～l0/12=6900/18~6900/12=385~575mm。
考虑到楼面活载比较大，因此截面高度取为h=550mm，截面宽度取为b=200mm。
主梁的截面高度应满足h=l0/15～l0/10=7200/15～7200/10=500~720mm，取h=650mm。
截面宽度取为b=300mm。
四、计算书的计算过程1。
板的设计如附图1轴线①～②、⑤～⑥的板属于端区格单元板；轴线②～⑤的板属于中间区格单元板。
1。
1 荷载板的永久荷载标准值：水磨石面层0。
65kN/m2100mm钢筋混凝土板0。
08×25=2kN/ m220mm石灰砂浆0.02×17=0。
34 kN/ m2小计2。
99kN/m2板的可变荷载标准值8。
《混凝土结构设计原理》课程设计任务书
12级土木工程（建筑工程方向） 《混凝土结构设计原理》课程设计任务书
一、设计内容：钢筋混凝土简支伸臂梁设计
二、设计目的：通过本课程设计，使学生掌握梁的设计程序和方法，进
一步巩固掌握荷载的计算，纵筋和箍筋的计算，材料的选取，为将来的结构设计打下良好的基础，达到工程师初步训练的目的。
三、设计要求：
1．计算简图：某钢筋混凝土伸臂梁，支承在宽度均为370mm 砖墙上，其跨度1L 和2L 按根据学号按表一选取。
该梁承受楼板传来的均布恒载标准值m kN g g k k /2121==（未包括梁的自重），均布活载标准值
m kN q k /331=、m kN q k /782=；
2．材料：纵筋选用HRB400级钢筋，箍筋选取300HPB 级钢筋，混凝土强度等级根据学号按表一选取。
3．绘制3#施工图1张：绘制梁的配筋纵断面图，横断面钢筋表、弯矩包络图和材料图（需配弯起钢筋）、结构设计说明。
5．提供完整计算书一份。
独立完成计算书一份内容包括： 1、 梁的内力计算
2、 完成梁的配筋计算及配筋
3、 绘制梁内力包络图
4、 绘制梁的配筋图及计算钢筋长度
q g +
L 1
L 2
表一：
三、设计时间：一个星期
课程设计说明书
课程名称：混凝土结构设计原理
设计题目：钢筋混凝土伸臂梁设计
院系：建筑工程系
学生姓名：
学号：
专业班级：
指导教师：
2014年月日。
混凝土结构设计的课程设计
混凝土结构设计的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解混凝土结构设计的基本原理和方法，掌握混凝土材料的力学性能和结构特点。
2. 学生能够运用所学知识，进行简单的混凝土结构设计和计算，包括梁、板和柱等基本构件。
3. 学生能够了解混凝土结构施工图的基本表示方法，并识别常见的施工图纸。
技能目标：1. 学生能够运用计算工具，完成混凝土结构的受力分析和设计计算。
2. 学生通过实际案例分析，培养解决混凝土结构设计问题的能力，提高创新思维和团队合作能力。
3. 学生能够运用专业软件或手工绘图，完成混凝土结构施工图的绘制。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对土木工程专业的热爱，增强对混凝土结构设计的兴趣和探究欲。
2. 学生在学习过程中，树立正确的工程观念，认识到混凝土结构设计在工程实践中的重要性。
3. 学生通过课程学习，增强安全意识，培养良好的职业道德和责任担当。
课程性质：本课程为土木工程专业高年级的专业课程，旨在使学生掌握混凝土结构设计的基本知识和技能。
学生特点：学生具备一定的力学基础和土木工程知识，具有较强的逻辑思维和动手能力。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新能力。
通过课程目标的实现，使学生在混凝土结构设计方面具备较高的专业素养和实践能力。
二、教学内容1. 混凝土材料性质与力学原理：包括混凝土的组成、强度特性、耐久性等，以及混凝土构件的受力分析和设计原理。
- 教材章节：第二章“混凝土的基本性质”和第三章“混凝土的力学性能”。
2. 混凝土梁、板和柱的设计计算：涵盖梁、板和柱的受力特点、设计方法、配筋计算等。
- 教材章节：第四章“混凝土梁的设计”和第五章“混凝土板和柱的设计”。
3. 混凝土结构施工图绘制：介绍施工图的基本表示方法、符号和标注，以及混凝土结构施工图的绘制技巧。
- 教材章节：第六章“混凝土结构施工图”。
4. 案例分析与实践操作：通过实际工程案例，分析混凝土结构设计中的关键问题，并进行实践操作，培养学生的动手能力和解决问题的能力。
混凝土结构设计原理课程设计计算书
1、 设计任务某二层建筑物，为现浇混凝土内框架结构（中间为框架承重，四周为墙体承重） 梯、雨棚等进行结构设计，并根据设计结果，对混凝土和钢筋用量进行分析。
2、 设计资料1. 建设地点：烟台市莱山区2. 楼面做法：水磨石地面，钢筋混凝土现浇板，20mm 石灰砂浆板底抹灰。
3. 层高：4.5m ；门：宽X 高 =3300m M 3000mm 楼梯位置见图，楼梯尺寸自定； L i =L 2=6000mm4. 柱截面尺寸为450mn X 450mm 墙体为370mm 砖砌体；5. 建筑用途：光学加工；活荷载：均布活荷载标准值（板，次梁，主梁）5.0/5.0/4.0 （kN/m i 2）,屋面雪荷载按烟台地区考虑，为0.4 kN/m 2；6. 混凝土强度等级 C25;梁内受力钢筋为 HRB335板为HPB30Q 箍筋HPB30Q3、 楼盖的结构平面布置确定主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置，主梁与次梁的跨度相同，为2.0m 的单向板进行设计。
h >2000/40=50mm,取板厚 h=80mmh=l 0/20 〜I 0/12=300 〜500mm 取 h=450mm 由 h/b=2.0 〜3.0，截面h=l 0/14 〜10/8=430 〜750mm 取 h=600mm 由 h/b=2.0 〜3.0，截面L i=L 2=6.0m 。
主梁每跨内布置 2根次梁，6.0/2.0=3 >3,故板按跨度 板厚：按跨高比条件，要求板厚 次梁截面尺寸：截面高度应满足 宽取 b=200mm主梁截面尺寸：截面高度应满足宽取 b=300mmsnon A noneaoo fionn，试对楼盖、屋盖、楼4、 板的设计小计腆=2.99kN/m 2 板的可变荷载标准值％ = 5kN/m 2>4 kN/m 2由于主梁的约束作用9^ =珈+至=5.49 kN/m 2 聯=f = 2厲kN/m 2 由可变荷载控制时，永久荷载分项系数丫G=1.2，可变荷载分项系数Y Q =1.3p = Y G 9k + ¥沁=1-2 X 549 + 1.3 X £5 =由永久荷载控制时，永久荷载分项系数丫G=1.35，可变荷载分项系数Y Q =1.3p ='比&左 + 丫抽珥卜=「：" X 5.49 + 1.3 X 0.7 X 2.T = 9.69^/V.故取值p 扣伸亦(2)计算简图次梁截面为200mm x 450mm ，现浇板在墙上的支承长度不小于120mm 取板在墙上的支承长度为240mm因为 q/g=2.99/5=0.598>0.3 ，所以按塑性内力重分布设计，板的计算跨度：边跨=打 + h 吃=2000 - 100 - 120 + ao , 2 = 1820mm < L02叫=2050欧耐也=人产2000 - 200 = lflOOmni 因跨度小于卩％可按等跨连续板计算。
钢结构设计原理课程组织设计
钢结构设计原理课程组织设计方案概况：课程理论教学64学时,课程设计周组织方式：1按课程班进行分组,每小组10人左右,其中选择组长1名,负责小组的联系及组织工作;2考勤：按小组考勤和布置作业,以小组作为交流的基本单元3课程目标：转变学生角色,调动学生积极性,发挥学生的主动性,提高教学质量人类采用钢结构的历史和炼铁、炼钢的发展有密切的关系;对于一个国家来说,还和本国的钢铁产量有关;在古代,我们中华民族在冶炼技术方面是处于遥遥领先的地位的;从江苏六合和湖南长沙等地春秋时期的墓葬和遗址中,发现人工冶炼的铁块、铁条、铁销、铁锛等,说明中国在春秋时期已使用人工制铁;中国发现的最早生铁制品,比外国最先使用生铁的时间早一千八百多年;我国也是最早用铁建造承重结构的国家;在公元前二百多年秦始皇时代就已经用铁建造桥墩;在公元前六七十年间,就成功地用熟铁建造铁链桥;以后建造的铁链桥不下数十座之多,其中以云南的沅江桥四百多年前,贵州的盘江桥三百年前及四川泸定大渡河桥建于1696年为最大;大渡河铁链桥净跨长达100米,桥宽米,可并列两辆马车,由九根桥面铁链和四根桥栏铁链构成;铁链是由生铁铸成,每根铁链重达一吨半,锚固在直径为20厘米,长4米的锚桩上;该桥比英国用铸铁建造的欧洲第一座跨长31米的拱桥早八十三年,比美洲第一座跨度为米的铁链桥早一百多年;此外我国还建造了不少铁塔,如湖北荆州玉泉寺铁塔,山东济宁寺铁塔和镇江甘露寺铁塔等;这些建筑物都表明了我国古代建筑和冶金技术方面的高度水平;我国古代在金属结构方面虽有卓越成绩,但由于长期封建制度的束缚,特别是1840年鸦片战争以后,沦为半殖民地和半封建的国家,倍受帝国主义、封建主义和官僚资本主义的压迫和剥削,钢结构的发展比较缓慢;解放前一些为数不多的钢结构,象铁路和公路桥梁一级高层建筑等,几乎全是外商承揽设计和施工的;;新中国成立后,在中国共产党的领导下,中国人民推翻了长期压在头上的三座大山,成为国家的主人,开始了大规模的经济建设,钢结构科学技术和工业建设有了很大的发展;第一个五年计划期间,我国很快地出现了自己的钢铁冶金企业、重型机器制造业、汽车制造工业、动力设备制造工业以及一些轻化工业等,在这伟大的建设事业中,很多厂房,都采用了规模巨大的钢结构;其中主要的有：恢复和扩建了鞍山钢铁公司、武汉钢铁公司和大连船厂等；新建的有太原、富拉尔基重型机器制造厂、长春汽车制造厂、哈尔滨和四川的三大动力厂、洛阳拖拉机厂以及一些飞机制造厂等;钢结构的发展有赖于钢产量的提高,我国冶金工业建国后虽有了很大的发展,但产量还不高,使钢结构在我国的采用受到了客观条件的限制,只在必需采用钢结构的重要建筑物中才得到应用;公用和民用建筑中,主要的有首都人民大会堂60米跨度的钢屋架,北京工人体育馆94米直径的悬索结构、首都体育馆99米跨度的平板网架结构,上海体育馆110米直径的圆形平板网架结构、西安秦始皇陵兵马俑陈列馆70米跨度的三铰拱钢结构;在高耸结构中,先后建成200米高的广州电视塔、210米高的上海电视塔,325米高的背景环境气象桅杆等;此外,预应力钢结构、薄壁钢结构、钢管混凝土结构、高强度螺栓等都得到了不同程度的发展;随着我国经济建设的迅速发展,钢产量的提高,钢结构在我国建设事业中将得到更加广泛的应用;钢结构的发展史1660 虎克发现材料变形与受力大小的比例关系虎克定律1744 欧拉Euler推导出压秆稳定极限荷载公式,沿用至今;1779 第一座铸铁拱桥,英格兰Coalbrookdale大桥建造完成;建在塞文河上;1786 法国建造巴黎法兰西剧院,铁+玻璃顶;1820 美国费城建造第一栋铸铁建筑;1828 维也纳建造第一座钢桥;1851年,伦敦花匠帕克斯顿设计的“水晶宫”展览馆,为玻璃铁架结构,完全表现了工业生产的机械本能;“水晶宫”开创了建筑形式的新纪元;1856 美国开始产钢1874 第一座大跨钢桁桥Eads Bridge在圣路易St. Louis建成1876 法国巴黎建造艾菲尔铁塔Eiffel Tower1881 电弧焊工艺问世1883 布鲁克林Brooklyn吊桥完工.始建于1869年1889年,法国世博会上设计的“埃菲尔铁塔”和“机械馆”,“埃菲尔铁塔”为高架铁结构,塔高328M;“机械馆”是空前未有的大跨度结构,刷新了世界建筑的新纪录,长420M,跨度达115M,结构方法首次运用了三铰拱的原理;1889 CHICAGO的The Rand Mcnally Building图中4号楼建成,成为第一栋全钢结构的大厦,10层;1890 3月苏格兰福斯桥Firth of Forth Bridge完成,用钢55,000吨,57条生命;8百万铆钉运回家;1907 美国设立伯力恒钢厂Bethlehem Steel1908 伯力恒Bethlehem Steel开始生产热轧型钢1909年,德意志制造联盟的彼得;贝伦斯设计了“柏林通用电气公司透平机车间”,以钢结构为骨架与大玻璃窗为特点,被称为是第一座真正的现代建筑;1909 美国麻州采用热轧型钢用于建筑结构1914 匈牙利Kazinczy证实梁具有塑性铰极限行为;1921 美国钢结构学会AISC成立1923 AISC年發行第一版钢结构设计规范AISC-ASD容许应力法1930 耐候钢问世1931 纽约帝国大厦完工,102层,高381米;1944 柱研究学会Column Research Council, CRC成立后改名稳定学会1940 Lehigh University开始研究结构及构件的极限强度1947 高强度螺栓规范出版1950 中国东北制定钢结构设计内部规定1953 建成世界第一个悬索屋面,美国北卡罗里那州的雷里体育馆RALEIGH大剧院,现代悬索结构的开始;1954 中国颁布第一本钢结构设计规范结规4-54容许应力设计法;1955 苏联颁布НйТУ 121-55规范; 日本中之岛制钢所开始生产轻量型钢;1956 12月中国采用苏联颁布НйТУ 121-55规范为参考规范;1957 第一次将塑性设计法用于建筑1960 日本积水SEKISUI HOUSE公司推出A型钢结构住宅;1961 建成北京工人体育馆;中国现代悬索结构的开始;1962 日本大和公司推出A型钢结构住宅;1965 日本松下住宅推出R2N型钢结构住宅;1970 当时世界最高大厦纽约世界贸易大厦建成,高410米1973 当时最高的芝加哥西尔斯大厦Sears Tower完工,110层,高442米; 1974 中国颁布TJ 17-44 半概率,半经验的设计法1976 在加拿大的西安大略大学进行的风洞实验室研究;这一研究对MBMA、SBC和世界其他一些国家的规范中风荷载的规定做出贡献,广泛用于低层金属结构系统;同年,法国USINOR发展可耐900℃的耐火钢; 1980 日本钢管公司NKK发展OLAC钢板工艺TMCP钢板 1983 美国钢结构学会AISC颁布第一本AISC-LRFD,极限设计法 1988 中国颁布钢结构设计规范GBJ 17-88 概率极限设计法 1994 日本公布JIS G3106 SN钢材标准 1995 阪神地震钢结构抗震性能展现 1999 中国成为世界第一大产钢国;产钢量过亿吨; 台湾容许应力设计法,极限设计法于1月1日颁布施行;9月21日地震,震后钢结构使用范围大增; 2002 世界各国钢材生产全面过剩;贸易战开始;钢结构将全面应用;。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
结构设计原理课程设计姓名:班级:（一）设计资料----------------------------------------------------------------2（二）横截面及尺寸拟定及毛截面几何特性计算-------------------2（三）主梁的内力计算-------------------------------------------------------7（四）预应力钢筋用量计算-------------------------------------------------7（五）主梁截面几何特性计算----------------------------------------------13（六）跨中截面正截面承载力复核---------------------------------------21（七）截面抗剪承载力计算-------------------------------------------------22（八）预应力损失估计--------------------------------------------------------23（九）应力验算------------------------------------------------------------------30（十）抗裂性验算---------------------------------------------------------------34（十一）主梁的变形计算---------------------------------------------------------37（十二）端部锚固区计算---------------------------------------------------------38一、设计资料1.标跨30m,计算跨境29.0m2.设计荷载：汽车按公路Ⅰ级，人群按3.0KN/m2 γ0=1.03.环境：Ⅰ类，相对湿度75％4.材料：预应力钢筋采用ASTM A416—97a标准的低松弛钢绞线（1×7标准型），抗拉强度标准值fpk =1860MPa，抗拉强度设计值fpd=1260 MPa，公称直径15.24mm，公称面积140mm2。
弹性模量Ep=1.95×105MPa，锚具采用夹片式群锚。
非预应力钢筋：受力钢筋采用HRB400级钢筋。
抗拉强度标准值fsk=400MPa，抗拉强度设计值fsd =330MPa。
钢筋弹性模量为Es=2.0×105MPa。
构造钢筋采用HRB335级钢筋，抗拉强度标准值fsk =335MPa，抗拉强度设计值fsd=280MPa。
钢筋弹性模量为Es=1.95×105MPa。
混凝土：主梁采用C50，Ec =3.45×104MPa，抗压强度标准值fck=32.4MPa，抗压强度设计值fcd =22.4MPa，抗压强度标准值ftk=2.65MPa，抗拉强度设计值ftd=1.83MPa。
5.施工方法：采用后张法施工，预制主梁时，预留孔道采用预埋金属波纹管成型。
钢绞线采用千斤顶两端同时张拉；主梁安装就位后现浇400mm宽的湿接缝，最后施工80mm厚的沥青桥面铺装层。
二．横截面及尺寸拟定及毛截面几何特性计主梁各截面尺寸跨中截面Ⅰ-Ⅰ支点截面Ⅱ-Ⅱ1）受压翼缘有效宽度bf’的计算按《公路桥规》规定，T型截面受压翼缘有效宽度bf’，取下列三者中最小值：(1)简支梁计算跨境的1/3,即l/3=29000/3=9667mm(2)相邻两梁的平均间距，对于中梁为1980+400=2380mm(3)(b+2bh+12hf’),其中hf’≈(890•120+1/2•890•120)/890=180mm,(b+2bh+12hf’)=360+0+12•180=2520mm所以，受压翼缘有效宽度bf’取2380mm。
2）全截面几何特性的计算全截面面积：A=∑Ai在此处键入公式。
全截面重心至梁顶的距离：yu=∑A iA主梁跨中截面(Ⅰ-Ⅰ)全截面的几何特性如表1所示。
主梁支点截面全截面的几何特性如下表。
m2S i=A i y i y u-y i I x=A i(y u−y i)2(mm4)I i截面分块示意图：尺寸单位：mm支点截面(Ⅱ-Ⅱ)三、主梁的内力计算四、预应力钢筋用量计算1. 预应力钢筋截面积估算按A 类部分预应力混凝土构件，根据跨中截面抗裂要求，跨中截面所需的有效预应力为N pe ≥M s W ⁄−0.7f tk(1A +e pW)式中M s 为正常使用极限状态按作用短期效应组合计算的弯矩值M s =M G1+M G2+M Qs =1530+590+0.7*1100+200*1.0=3090KNm设预应力钢筋截面重心距截面下缘为a p =100mm,则预应力钢筋的合力作用点至截面重心轴的距离为e p =y b -a p =1090-100=990mm;钢筋估算时，截面性质近似取用全截面的性质来计算，由表可得跨中截面全截面面积A=760400mm 2，全截面对抗裂验算边缘的弹性抵抗矩为W=I y b ⁄=216.639*109/1090=198.751*106mm 3；所以有效预应力合力为N pe≥M s W ⁄−0.7f tk (1A +e pW)=3090∗106/198.751∗106−0.7∗2.65(1760400+990198.751∗106)=2.174658*106N 预应力钢筋的张拉控制应力为σcon =0.75f pk =0.75*1860=1395MPa,预应力损失按张拉控制应力的20%估算，则可得需要预应力钢筋的面积为 A p =N pe(1−0.2)σcon=2.174658∗1060.8∗1395=1949mm 2采用3束5φ15.24钢绞线,预应力钢筋的截面积为A p =3*5*140=2100mm 22. 预应力钢筋布置(1) 跨中截面预应力钢筋的布置参考已有设计图纸并按《公路桥规》中构造要求，对跨中截面的预应力钢筋进行初步布置如图（2）锚固面钢束布置为使施工方便，全部3束预应力钢筋均锚于梁端，这样布置符合均匀分散的原则，不仅满足要求，而且N1、N2在梁端均弯起较高，可以提供较大的预剪力。
（3）其他截面钢束位置及倾角计算①钢束弯起形状、弯起角θ及弯曲半径采用直线中接圆弧曲线段的方式弯曲；为使预应力钢筋的预加力垂直作用于锚垫板，N1、N2和N3弯起角θ均取θ0=8o;各钢束的弯曲半径为：R N! =45000mm; R N2=30000mm; R N3=15000mm.②钢束各控制点位置的确定以N3钢束为例，其弯起布置图如图所示。
由L d=c·cotθ0确定导线点距锚固点的水平距离L d=c·cotθ0=500·cot8°=3558mm确定弯起点至导线点的水平距离由L b2=R·tanθ02L b2=R·tanθ0=15000×tan4°=1049mm2所以弯起点至锚固点的水平距离为Lω=L d+ L b2=3558+1049=4607mm则弯起点至跨中截面的水平距离为x k=(29000/2+326)- Lω=9219mm根据圆弧切线的性质，图中弯止点沿切线方向至导线点的距离与弯起点至导线点的水平距离相等，所以弯止点至导线点的水平距离为L b1= L b2·cosθ0=1049×cos8°=1039mm故弯止点至跨中截面的水平距离为（x k+ L b1+ L b2）=9219+1039+1049=11307mm同理可以计算N1、N2的控制点位置，将各钢束的控制参数汇总于表中仍以N3钢束为例,计算钢束上任意一点i离梁底距离a i=a+c i及该点处钢束的倾角θ，式中a为钢束弯起前其重心至梁底的距离，a=100mm；c i为i点所在计算截面处钢束位置的升高值。
计算时首先需判断出i点所处的区段，然后计算c i及θ，即当（x i−x k）≤0时，i点处于直线还未弯起，c i=0，故a i=a=100；θi=0 当（x i−x k）＞（L b1+ L b2）时，i点处于靠近锚固段的直线段上，此时θi=θ0=8°，c i按下式计算即可c i=（x i−x k− L b2）tanθ0其中 L b2 =L b1+ L b21+cos16°④钢束平弯段的位置及平弯角N1、N2、N3三束预应力钢绞线在跨中截面布置在同一水平面上，而在锚固端三束钢绞线则都在肋板中心线上，为实现钢束的这种布筋方式，N2、N3在主梁肋板中必须从两侧平弯到肋板中心线上，为了便于施工中布置预应力管道，N2、N3在梁中的平弯采用相同的方式，如图所示。
平弯段有两段曲线弧，每段曲线弧的弯角为θ=6388000×180π=4.569°N2、N3钢束平弯示意图（3）非预应力钢筋截面积估算及布置按构件承载能力极限状态要求估算非预应力钢筋数量：在确定预应力钢筋数量后，非预应力钢精根据正截面承载能力极限状态的要求来确定。
设预应力钢筋和非预应力钢筋的合力点到截面底边的距离为a=80mm ，则有ℎ0=h-a=1600-80=1520mm先假定为第一类T 型截面，由公式γ0M d ≤f cd b f ′x(ℎ0−x 2⁄)计算受压区高度X,1.0×4308×106=22.4×2380×(1520-X/2)X解得X=54.1mm ＜ℎf ′=180mm则根据正截面承载能力计算所需的非预应力钢筋面积为 A s =f cd b f ′X−f pd A p f cd=22.4×2380×54.1−1260×2100330=721.8mm 2选用5根直径为14cm 的HRB400钢筋，提供的钢筋截面积为A s =770mm 2在梁底布置成一排，如图，其间距为65mm ，钢筋重心到底变距离为45mm 。
钢筋布置图（尺寸单位：mm）五、主梁截面几何特性计算后张法预应力混凝土梁主梁截面几何应根据不同的受力阶段分别计算。
本题中经历三个阶段。
（1）主梁预制并张拉预应力根据主梁混凝土达到设计强度的90%后，进行预应力的张拉，此时管道尚未压浆，所以其截面特性为计入非预应力钢筋影响（将非预应力钢筋换算为混凝土）的净截面，该截面的截面特性计算中应扣除预应力管道的影响，T梁翼板宽度为1980mm（2）灌浆封锚，主梁吊装就位并现浇400mm湿接缝预应力钢筋张拉完成并进行管道压浆、封锚后，预应力钢筋能够参与截面受力。