钢筋混凝土简支T梁桥主梁配筋设计

0 Sud 0 ( Gi SGiK Q1SQ1K C Qj SQjK )
i 1 j 2
m
n
பைடு நூலகம்
跨中截面设计弯矩 Md=γGM 恒+γqM 汽+γqM 人
3
=1.0×（1.2×878.72+1.4×6057.28×1.292+0.8×1.4×75.08） =2237.00 KN·m 支点截面设计剪力 Vd=γGV 恒+γG1V 汽+γG2V 人 =1.2×230.75+1.4×197.80×1.292+0.8×18.60×1.4 =655.51KN §1.2 正常使用极限状态设计时作用效应组合 根据《公路桥涵设计通用规范》 （JTG D60—2004）4·1·7 条规定：公路桥涵结 构按正常使用极限状态设计时，应根据不同的设计要求，分别采用不同效应组合， ⑴作用效应短期组合 作用效应短期组合为永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合， 其效应 组合表达式为：
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Vd
LVo－h（Vo－V l 2 ) L 19500 655.51－1500 （655.51－76.50) 19500 =610.97KN
混凝土和箍筋承担的剪力 Vcs＝0.6V'd＝0.6×610.97=366.58KN 弯起钢筋承担的剪力 Vsb＝0.4V'd＝0.4×610.97=244.39KN 简支梁剪力包络图取为斜直线。即： 2x Vdx Vd ,1 / 2 (Vd 0 Vd ,1 / 2 ) l 剪力分配见图 2 所示。
0.2% 0.45 f td / f sd 0.22%
⑵判断 T 形截面的类型 f cd bf hf 13.8 1600 120 2649.6KN m f sd As 280 6434 1801.52KN m 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 5· 2· 3 条：翼缘位于受压区的 T 形截面受弯构件，当符合： f sd As f cd bf hf 时，则按宽度为 b′f 的矩形截面计算。 ⑶求受压区的高度 x f A 280 6434 x sd s =82mm h f 120mm f cd bf 13.8 1600 ⑷正截面抗弯承载力 Mu x 82 M u f cd b ) 13.8 1600 82 (1393 ) 2447.88KN m M d 2237.00KN m f x (h0 2 2 说明跨中正截面抗弯承载力满足要求。
0Vd 0.50 10 3 2 f td bh0 (kN )
要求时则不需要进行斜截面抗剪承载力计算，而仅按构造要求配置箍筋。 跨中： 0.50×10-3ftdbh0=0.50×10-3×1.39×200×1393=196.63KN >Vdm=76.50KN 支点： 0.50×10-3ftdbh0=0.50×10-3×1.39×200×1447=201.13KN <Vd0=655.51KN 故跨中截面部分可按构造配置箍筋，其余区段按计算配置腹筋。 §3.3 最大设计剪力及设计剪力分配 ⑴确定构造配置箍筋长度 L Vx－V l 2 19500 193.63－76.50 l1 =1972mm 2 V 0－V l 2 2 655.51－76.50 在距跨中 l1 范围内可按构造配置最低数量的箍筋。 ⑵计算最大剪力和剪力分配 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 5·2·11 条：最大剪力取用距支座中心 h/2 处截面的数值，并按混凝土和箍筋共同承 担不少于 60%；弯起钢筋承担不超过 40%，并且用水平线将剪力设计值包络图分割 为两部分。 距支座中心 h/2 处截面剪力
S sd SGik 1 j SQjk
i 1 j 1 m n
Msd=Mgk+ψ11M11+ψ12M12 =8768.72+0.7×607.28+1.0×75.08 =1378.90 KN·m ⑵作用长期效应组合 作用长期效应组合为永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合， 其效 应组合表达式为：
（尺寸单位：mm，剪力单位：kN）
§3.4 箍筋设计 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 5·2·11 条：箍筋间距按下列公式计算： 12 32 0.2 10 6 (2 0.6 p ) f cu , k bh02 Sv ( 0Vd ) 2 p 中＝100ρ中＝2.31 p 支＝100ρ支＝0.56 >2.5，取 p 中＝2.5 <2.5
第 3 章 主梁斜截面承载力计算
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§3.1 截面尺寸复核 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 9·3·10 条规定：在钢筋混凝土梁的支点处，应至少有两根并不少于总数 1/5 的下层 受拉的主筋通过。 初步拟定梁底 2 32 的主筋伸入支座。 受拉钢筋面积为 1608mm2 > 20%×6434=1287 mm2 支点截面的有效高度 h0=h－as=1447mm ； 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 5· 2· 9 3 条：矩形、T 形和工字形截面受弯构件，其抗剪截面应符合 0Vd 0.51 10 f cu , k bh0 要求。 0.51 10 3 f cu ,k bh0 0.51 10 3 30 200 1447 808.41KN 0Vd 655.51KN 说明截面尺寸符合要求。 §3.2 检查是否需要按计算设置腹筋 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 5·2·10 条：矩形、T 形和工字形截面受弯构件，符合下列条件时 ；
Sld SGik 21 j SQjk
i 1 j 1 m n
Mld=Mgk+ψ21M11+ψ22M12 =878.72+0.4×607.28+0.4×75.08 =1151.66 KN·m
第 2 章 主梁正截面承载力计算
§2.1 配筋计算 ⑴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。 翼缘板的平均厚度 h′f =(150+90)/2=120mm ①对于简支梁为计算跨径的 1/3。 b′f=L/3=19500/3=6500mm
40mm 200－2 35 －2 35.8=58mm 1.25d 40mm
，
§2.2 正截面抗弯承载力复核
5
2
2 3 4 1 ⑴跨中截面含筋率验算
as 352×35.8=107mm
2 3 4 1
h0=h－as=1500－107=1393mm A 6434 s =2.31% min bh0 200 1393
钢筋混凝土简支Ｔ梁桥主梁配筋设计 课 程 设 计
班 学 姓
级 号 名
1090 120090850
指导教师 成 绩
三江学院土木工程学院 2011 年 12 月~2012 年 1 月
钢筋混凝土 T 形梁桥主梁设计资料
⒈某公路钢筋混凝土简支梁桥主梁结构尺寸。 标准跨径：20.00m； 计算跨径：19.50m；
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作用效应组合 主梁正截面承载力计算 主梁斜截面承载力计算 全梁承载力校核 施工阶段的应力验算 使用阶段裂缝宽度和变形验算 纵向构造钢筋、架立钢筋及骨架构造 钢筋长度计算 钢筋明细表及钢筋总表
第 1 章 作用效应组合
§1.1 承载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：
主梁全长：19.96m； 梁的截面尺寸如下图（单位 mm） ： ⒉计算内力 ⑴使用阶段的内力 跨中截面计算弯矩(标准值) 结构重力弯矩：M1/2 恒＝878.72KN·m； 汽车荷载弯矩：M1/2 汽＝6057.28 KN·m (未计入冲击系数)； 人群荷载弯矩：M1/2 人＝75.08 KN·m； 1/4 跨截面计算弯矩（设计值） Md,1/4＝1867.00 KN·m； （已考虑荷载安全系数） 支点截面弯矩 Md0=0， 支点截面计算剪力(标准值) 结构重力剪力：V0 恒＝230.75KN； 汽车荷载剪力：V0 汽＝197.80KN (未计入冲击系数)； 人群荷载剪力：V0 人＝18.60KN； 跨中截面计算剪力（设计值）
p 平＝（p 中+p 支）/2＝（2.31+0.56）/2=1.44 h0 平＝（h0 中+h0 支）/2＝（1393+1447）/2=1420mm 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 9·3·13 条：钢筋混凝土梁应设置直径不小于 8mm 或 1/4 主筋直径的箍筋。其配筋 率ρsv，R235 钢筋不应小于 0.18%， 现初步选用 8 的双肢箍筋，n＝2；Asv1＝50.3 mm2。
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跨中设计剪力：Vd，1/2=76.50KN（已考虑荷载安全系数） ； 主梁使用阶段处于一般大气条件的环境中。 结构安全等级为二级。 汽车冲击系数， 汽车冲击系数 1+μ＝1.292。 ⑵施工阶段的内力 简支梁在吊装时，其吊点设在距梁端 a=400mm 处，而梁自重在跨中截面的弯矩 标准值 Mk，1/2=585.90 KN·m，吊点的剪力标准值 V0=110.75 KN·m。 ⒊材料 主筋用 HRB335 级钢筋 fsd＝280N/mm2；fsk＝335N/mm2；Es＝2.0×105N/mm2。 箍筋用 R235 级钢筋 fsd＝195N/mm2；fsk＝235N/mm2；Es＝2.1×105N/mm2。 采用焊接平面钢筋骨架 混凝土为 C30 fcd＝13.8N/mm2；fck＝20.1N/mm2；ftd＝1.39N/mm2； ftk＝2.01N/mm2；Ec＝3.00×104N/mm2。
x 根据方程： 0 M d f cdb ' f x (h0 ） 2 解得：x 76mm h ' f 120mm
As f cd bf x f sd 13.8 1600 76 =5993mm2 280
拟采用 8 32 的钢筋，As=6434mm2 主筋布置如图 1 所示，主筋为两片焊接平面骨架。 每片骨架主筋的叠高为：35+4×35.8=178mm <0.15h＝225mm 满足多层钢筋骨架的叠高一般不宜超过 0.15h~0.20h 的要求。 梁底混凝土净保护层取 35mm ，侧混凝土净保护层取 58mm ，两片焊接平面骨 架间距为：
fcdb ' fh ' f ( h0
h' f 120 ) 138 1600 120 (1365 ) 3457.73KN m M 2237.00 KN m 2 2
故属于第一类 T 形截面。 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 5· 2· 3 条规定： 翼缘位于受压区的 T 形截面受弯构件， 其正截面抗弯承载力按下列规定计算。 ⑶求受拉钢筋的面积 As
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②相邻两梁轴线间的距离。 b′f = S=1600mm ③b+2bh+12h′f， 此处 b 为梁的腹板宽， bh 为承托长度， h′f 为不计承托的翼缘厚度。 b′f=b+12h′f=200+12×120=1640mm 故取 b′f=1600mm ⑵判断 T 形截面的类型 设 as=30+0.07h=30+0.07×1500=135mm ， h0=h－as=1500－135=1365mm ；