结构设计原理课程设计

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装配式钢筋混凝土简支T梁设计

计算书

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 D62—2004

《公路桥涵设计通用规范》JDG D60—2004

二、设计资料

1. 桥面净空：净—7+2×1.5m

2. 设计荷载：公路Ⅱ级汽车荷载，人群

3.5KN/m2.

结构安全等级为二级，即r0=1.0

3. 材料规格：

钢筋：主筋采用HRB400钢筋；箍筋采用HRB335钢筋；Ⅰ类环境

水平纵向钢筋面积为(0.001~0.002)bh，直径8~10mm，水平纵向钢筋对称，下

密上疏布置在箍筋外侧。

架立筋选用2φ20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L b=20.00m

计算跨径L j=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

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

Mpa f

sd

330/

=；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，即恒载的分项系数2.11=G γ。汽车荷载效应的分项系数为4.11=Q γ。对于人群荷载，其它可变作用效应的分项系数为

4.1=Qj γ。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

8.0=C ϕ

2

l

处 K Q k Q GK d M M M M 214.18.04.12.1⨯⨯+⨯+⨯= m kN m kN ·2.1755·0.554.18.00.6084.10.7022.1=⨯⨯+⨯+⨯= 4

l

处 K Q k Q GK d M M M M 214.18.04.12.1⨯⨯+⨯+⨯= m kN m kN ·2.1369·0.404.18.00.4664.10.5602.1=⨯⨯+⨯+⨯=

支点截面处 K Q k Q GK d V V V V 214.18.04.12.1⨯⨯+⨯+⨯=

kN kN 48.3690.44.18.00.1154.10.1702.1=⨯⨯+⨯+⨯=

2

l

处 K Q k Q GK d V V V V 214.18.04.12.1⨯⨯+⨯+⨯= kN kN 64.660.24.18.0464.102.1=⨯⨯+⨯+⨯=

2.截面承载力计算

（1）确定Ｔ梁翼缘的有效宽度'

f b

由图所示Ｔ形截面受压翼板厚度的尺寸，可得： 翼板平均厚度mm b f 1102

140

80'

=+= 又mm mm L b f 6500195003

1

3'

1=⨯==

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1580/

=f b ，缝宽（8000-1580*5）/5=20，则两相邻主梁的平均间距为1600mm ，即： mm b f 1600'

2=

mm mm h b b b f h f 15001101202180122'

'

3=⨯+⨯+=++=

故取受压翼缘板的有效宽度为三者之间的较小值：mm b f 1500'= （２）有效高度确定：

由上面的计算已知：fcd=18.4Mpa , ftd=1.65Mpa , fsd330Mpa , 0.10=γ 跨中截面弯矩组合值=M m KN M d ⋅==2.17552.1755*0.10γ

为了计算方便，将图的实际T 形截面等效成右图（3）所示： 1102

140

80/

=+=

f h

图一

采用焊接钢筋骨架。且已知了mm a s 100=，则截面的有效高度为：h0=h-mm a s 12001001300=-=。 （３）判别Ｔ形截面类型

主筋采用400KL 钢筋，则MPa f sd 330= 采用40C 混凝土，则MPa f cd 4.18=

mm N h h h b f f f f cd ·)2

110

1200(11015004.18)2

('0'

'

-

⨯⨯⨯=-

＝3476.22×106mm N ·

＝3476.22m kN ·>m kN M r M d ·

2.1755)(0== 故属于第一类T 形截面

（4）配筋设计

①求受压区高度

由式 )2

(0'

0x h x b f M M r f cd u d -=≤ 可得

)2

1200(15004.18102.17556

x x -

⨯⨯=⨯ 整理后，可得到 0102.1755103312138006

4

2

=⨯+⨯-x x 解方程得合适解为 )110(2.54'

mm h mm x f =<=

②求受拉钢筋面积As

将各已知值及mm x 2.54=代入式 As f x b f sd f cd ='

得：

2'4535330

2

.5415004.18mm f x b f As sd

f cd =⨯⨯=

=

现选择钢筋为628+4

18，截面面积As=4713mm 2，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1—8中规定的30mm 。钢筋间横向净距mm mm d mm mm Sn 352825.125.1408.566.312302180=⨯=>>=⨯-⨯-=,故满足构造要求。

图2 （5）截面复核

已设计的受拉钢筋中，628面积为36952

mm ，4

18面积为10182

mm

由图1可知mm a s 921018

3695)

5.20

6.31330(1018)6.315.130(3695=++⨯+⨯+⨯+⨯=

则实际有效高度 mm mm h 12089213000=-=