结构设计原理课程设计(0002)

结构设计原理课程设计

1）已知设计数据及要求

钢筋混凝土简支梁全长

019.96

L m

=，计算跨径

19.50

L m

=。T形截面梁尺寸如图1所示，桥梁处

于I类环境条件，安全等级为二级，

01

γ=。

图1 20m钢筋混凝土简支梁尺寸（尺寸单位：

mm）

梁体采用C25混凝土，轴心抗压强度设计值

11.5cd f MPa

=。主筋采用HRB335钢筋，抗拉强度设

计值280sd

f

MPa

=。

简支梁控制截面的弯矩组合设计值和剪力组合设计值为 跨中截面 ,/2

1850.2d l M kN m

=，,/2

64.2d l V

kN

=

支点截面 ,0

d M =，,0

367.2d V

kN

=

先进行纵向受拉钢筋数量确定和腹筋设计。

2） 跨中截面的纵向受拉钢筋计算 （1） T 形截面梁受压翼板的有效宽度'f

b

由图1所示的受压翼板厚度的尺寸，可得受压翼板的平均厚度80140

'1102

f

h

mm +=

=。则可得

111

'19500650033

f b L mm

==⨯= 本题为装配式T 梁，相邻两主梁的平均间距为1600mm ，故2

'1600f b

mm

=

同时根据公式可得

3'212'18020121101500f h f b b b h mm

=++=+⨯+⨯=

故受压翼板的有效宽度为1500mm 。 （2） 钢筋数量计算

①因采用的是焊接钢筋骨架，故设

300.0730*******s a h mm =+=+=，则截面的有效高度

013001211179h mm

=-=。

②判定T 行截面类型：

0'

110

''()11.51500110(1179)2

2

2132.79(1850.2)f cd f f h f b h h kN m M kN m -

=⨯⨯⨯-

=>=

故属于第一类T 形截面。 ③求受压区高度

61850.21011.51500(1179)

2

x

x ⨯=⨯-

整理后得到，可得到2

235889850

x x -+= 解方程得合适解为95'(110)

f

x mm h

mm =<=

④求受拉钢筋面积s

A

将各已知值及95x mm =代入，可得到

2

'11.5150095

5853280

cd f s sd

f b x A mm f ⨯⨯=

=

=

现选择钢筋为632616Φ+Φ，截面面积为2

6032s

A mm = 钢筋叠高层数为6层，布置如图2所示

图2 钢筋布置图（尺寸单位：mm ） 混凝土保护层厚度取3332mm d mm >=及附表中规定的

30mm ，钢筋间横向净距

180233235.842.440n S mm mm

=-⨯-⨯=>及1.25 1.253240d mm =⨯=。故

满足构造要求。 ⑤截面复核

已设计的受拉钢筋中，632Φ的面积为2

4826mm ，616

Φ的面积为2

1206mm ，280sd

f

MPa

=。由图2钢筋布置图

可求得s

a ，即

4826(33 1.535.8)1206(33335.8 1.518.4)

48261206

103s a mm ⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=

+=

则实际有效高度为0

130********h

mm

=-=。

（1） 判定T 形截面类型

''11.51500110 1.90cd f f f b h kN m

=⨯⨯=

(48261206)280 1.69sd s f A kN m

=+⨯=

由于''cd

f f sd s

f

b h f A >，故为第一类T 形截面。

（2） 求受压区高度x

2806032

97.9'(110)'11.51500

sd s f cd f f A x mm h mm f b ⨯=

==<=⨯

（3） 正截面抗弯承载力

可求得正截面抗弯承载力u

M 为

097.9

'()11.5150097.9(1197)

22

1938.80(1850.2)u cd f x M f b x h kN m M kN m =-=⨯⨯⨯-=>=

又min 0

6032

2.80%0.2%

1801197

s A

bh

ρρ==

=>=⨯

故截面复核满足要求。

综上所述可知跨中截面主筋为632616Φ+Φ，焊接骨架的钢筋层数为6层，纵向钢筋面积

2

6032s A mm =，布置如图2所示。截面有效高

度

01197h mm

=，

抗

弯承

载

力

0,/21938.801850.2u d l M kN m M kN m

γ=>=。

3） 腹筋设计 （1） 截面尺寸检查

根据构造要求，梁最底层的钢筋232Φ通过支座截面，支点截面的有效高度为

035.8

(33)12492

h h mm =-+

=。

33,00,0(0.5110(0.5110251801249573.29(367.2)

cu k d f bh kN V kN γ--⨯=⨯⨯=>=