單塊4.5米板橋計(jì)算書(shū).doc

4.5米板橋計(jì)算書(shū)項(xiàng)目名稱(chēng)_日 期_設(shè) 計(jì) 者_(dá)校 對(duì) 者_(dá)一、示意圖：二、基本設(shè)計(jì)資料1依據(jù)規(guī)范及參考書(shū)目：公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTJ D60-2004，以下簡(jiǎn)稱(chēng)通規(guī)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ D62-2004，以下簡(jiǎn)稱(chēng)公預(yù)規(guī)2幾何信息：橋總長(zhǎng)L = 4500mm支承寬度b = 250 mm橋凈寬B = 1500 mm板厚度t =300mm懸挑端高h(yuǎn)1 = 150 mm懸挑根高h(yuǎn)2 = 300 mm安全帶高h(yuǎn) = 200 mm安全帶寬a = 250 mm磨耗層厚c = 0 mm保護(hù)層厚as = 30 mm3荷載信息：汽車(chē)荷載等級(jí)：折減悉數(shù)為0.8的公路-級(jí)，1車(chē)道設(shè)計(jì)安全等級(jí)： 二級(jí)；結(jié)構(gòu)重要系數(shù)：o = 1.0每米人群荷載qr = 3.00 kN/m；兩側(cè)欄桿自重gl = 1.87 kN/m4材料信息：混凝土強(qiáng)度等級(jí)： C25fck = 16.7 MPa ftk = 1.78 MPa fcd = 11.5 MPaftd = 1.23 MPa Ec = 2.80104 MPa混凝土容重h = 24.0 kN/m3 鋼筋砼容重s = 25.0 kN/m3鋼筋強(qiáng)度等級(jí)：HRB335fsk = 335 MPa fsd = 280 MPa Es = 2.0105 MPa三、計(jì)算跨徑及截面特性1計(jì)算跨徑：計(jì)算跨徑lo = min（l，1.05ln）l = L - b = 3457 - 250 = 3207 mmln = L - 2b = 3457 - 2250 = 2957 mmlo = min（3207，1.052957）= min（3207，3105） = 3105 mm2主梁截面特性：截面積A = 1.0645 m2慣性矩I = 0.0436 m4四、主梁內(nèi)力計(jì)算1恒載內(nèi)力計(jì)算恒載集度主梁：g1 = As = 1.064525.0 = 26.613 kN/m安全帶：g2 = ah10-625= 25020010-625 = 2.500 kN/m欄桿：g4 = 1.87 kN/m合計(jì)：g = g1 + g2 + g3 + g4 + g5= 26.613 + 2.500 + 0.000 + 1.870 + 0.000 = 30.983 kN/m恒載作用下梁產(chǎn)生的內(nèi)力計(jì)算Mx = g lo /2 - g / 2Qx = g lo /2 - g 恒載作用下， = 0.0 m時(shí)，截面內(nèi)力如下：剪力Q = 48.10 kN 彎矩M = 0.00 kNm恒載作用下， = lo / 4 = 0.78 m時(shí)，截面內(nèi)力如下：剪力Q = 24.05 kN 彎矩M = 28.00 kNm恒載作用下， = lo / 2 = 1.55 m時(shí)，截面內(nèi)力如下：剪力Q = 0.00 kN 彎矩M = 37.33 kNm2活載內(nèi)力計(jì)算采用直接加載求活載內(nèi)力，公式為：S = （1 + ）（miPiyi）S - 所求截面的彎矩或剪力； - 汽車(chē)荷載沖擊系數(shù)，據(jù)通規(guī)基頻公式：f = /2/lo2（EcIc/mc）1/2mc = G / glo - 結(jié)構(gòu)計(jì)算跨徑(m)；Ec - 結(jié)構(gòu)材料的彈性模量（N/m2）；Ic - 結(jié)構(gòu)跨中截面慣矩（m4）；mc - 結(jié)構(gòu)跨中處的單位長(zhǎng)度質(zhì)量（kg/m）；G - 結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力（N/m）；g - 重力加速度，g=9.81(m/s2)；f = 3.14/2/3.1022.81041060.04369.81/（29.11103）1/2= 104.57 HZf = 104.57 HZ 14.0 HZ，取 = 0.45 - 多車(chē)道橋涵的汽車(chē)荷載折減系數(shù)；本橋面為1車(chē)道，故 = 1.00；mi - 沿橋跨縱向與荷載位置對(duì)應(yīng)的橫向分布系數(shù)，整體式現(xiàn)澆板mi=1.0；Pi - 車(chē)輛荷載的軸重或車(chē)道荷載；yi - 沿橋跨縱向與荷載位置對(duì)應(yīng)的內(nèi)力影響線(xiàn)坐標(biāo)值。3車(chē)道荷載（按通規(guī)4.3.1條有關(guān)規(guī)定取值）公路級(jí)車(chē)道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 qK 10.5 kN/m集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值按以下規(guī)定選?。簶蛄河?jì)算跨徑小于或等于5m時(shí)，PK180kN ；橋梁計(jì)算跨徑等于或大于50m時(shí)， PK360kN ；橋梁計(jì)算跨徑在5m50m之間時(shí)，PK值采用直線(xiàn)內(nèi)插求得。計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，上述集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值PK應(yīng)乘以1.2的系數(shù)。公路級(jí)車(chē)道荷載的集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 PK 180.00 kN/m公路級(jí)車(chē)道荷載的qK和PK按公路級(jí)車(chē)道荷載的 0.75 倍采用，則公路級(jí)車(chē)道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 qK 7.88 kN/m公路級(jí)車(chē)道荷載的集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 PK 135.00 kN/m公路級(jí)車(chē)道荷載乘以0.8的折減系數(shù)后均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 qK 6.30 kN/m公路級(jí)車(chē)道荷載乘以0.8的折減系數(shù)后集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 PK 108.00 kN/m4跨中截面內(nèi)力計(jì)算根據(jù)跨中彎矩的影響線(xiàn)，求得汽車(chē)荷載作用下跨中彎矩為：M汽=（1+0.45）1.001（108.003.10/4+6.303.102/8）= 132.55 kNm根據(jù)跨中剪力的影響線(xiàn)，求得汽車(chē)荷載作用在半跨時(shí)，跨中剪力為：Q汽=（1+0.45）1.001（108.001.20.5+6.300.533.10）= 97.51 kN根據(jù)跨中彎矩的影響線(xiàn)，求得人群荷載作用下跨中彎矩為：M人 = 3.003.102/8 = 3.61 kNm根據(jù)跨中剪力的影響線(xiàn)，求得人群荷載作用在半跨時(shí)，跨中剪力為：Q人 = 3.000.533.10 = 1.16 kN5支座截面內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)支梁支座截面：M汽 = M人 = 0.0 kNm根據(jù)支座剪力的影響線(xiàn)，求得汽車(chē)荷載作用下支座剪力為：Q汽 =（1+0.45）1.001（108.001.21+6.300.513.10）= 202.10 kN根據(jù)支座剪力的影響線(xiàn)，求得人群荷載作用下支座剪力為：Q人 = 3.000.513.10）= 4.66 kN6內(nèi)力組合序號(hào)荷載類(lèi)別支座彎矩跨中彎矩支座剪力跨中剪力恒載0.0037.3348.100.00車(chē)道荷載0.00132.55202.1097.51人群荷載0.003.614.661.161.20.0044.8057.710.001.4（+）0.00190.63289.46138.14+0.00235.43347.17138.14五、正截面設(shè)計(jì)ho = t - as = 635 - 30 = 605 mm1求受壓區(qū)高度據(jù)公預(yù)規(guī)公式5.2.2-1：oMd = fcdb（ho - / 2）1.0235.43106 = 11.51500（605 - / 2）解得： = 23.0 mm由公預(yù)規(guī)表5.2.1查得：相對(duì)界限受壓區(qū)高度b = 0.56 / ho = 23.0 / 605 = 0.04 b = 0.56，滿(mǎn)足要求2求鋼筋面積AsAs = fcdb/fsd = 11.5150023.0/280 = 1417.5 mm2最小配筋率min = max（0.002，0.45ftd/fsd）= max（0.002，0.451.23/280.0） = max（0.002，0.0020） = 0.20%配筋率 = As/b/ho = 1417.5/1500/605 = 0.16% = 0.16% min = 0.20%，鋼筋面積按最小配筋率計(jì)算：As = minbho = 0.00201500605 = 1814.0 mm2鋼筋實(shí)配面積As=1995mm2(D12110)六、斜截面設(shè)計(jì)1截面尺寸復(fù)核據(jù)公預(yù)規(guī)第5.2.9條規(guī)定：oVd = 1.0347.174 = 347.174 kN 0.5110-3fcu,k1/2bho= 0.51103251/21500605 = 2312.89 kN故：截面尺寸符合設(shè)計(jì)要求。2檢查是否需要根據(jù)計(jì)算配置彎起鋼筋據(jù)公預(yù)規(guī)第5.2.9條規(guī)定：oVd = 1.0347.174 = 347.174 kN 第6.4.3條，最大裂縫寬度計(jì)算公式為:fk = C1C2C3ss/Es（30+d）/（0.28+10）C1 - 鋼筋表面形狀系數(shù)，帶肋鋼筋，取1.0；C2 - 作用（或荷載）長(zhǎng)期效應(yīng)影響系數(shù)，C2 = 1 + 0.5 Ml / Ms上式中，彎矩短期效應(yīng)組合：Ms = 37.33+0.7132.55/1.45+1.03.61 = 104.93 kNm彎矩長(zhǎng)期效應(yīng)組合：Ml = 37.33+0.4132.55/1.45+0.43.61 = 75.34 kNm故：C2 = 1 + 0.5 75.34 / 104.93 = 1.359C3 - 與構(gòu)件受力有關(guān)的系數(shù)，鋼筋混凝土板式受彎構(gòu)件取1.15ss - 鋼筋應(yīng)力,按公預(yù)規(guī)第6.4.4條計(jì)算；ss = Ms / （0.87Asho）= 104.93106/（0.871480.5605） = 134.73 N/mm2配筋率 = As/b/ho = 1480.5/1500/605 = 0.0016當(dāng) = 0.0016 第6.5條，跨中撓度計(jì)算公式為:f = S M lo2 / B上式中，S - 撓度系數(shù)，5/48；lo - 計(jì)算跨徑；B - 剛度；B = Bo/（Mcr/Ms）2+（1-Mcr/Ms）2Bo/Bcr全截面換算截面離梁頂距離: o = 320.1 mmns = Es / Ec = 200000 / 28000 = 7.14換算截面中性軸距板頂面距離為: b/22 - nsAs（ho - ） = 0；解得 = 85.6 mm全截面換算截面慣性矩：Io = bh3/12+bh（h/2-o）2+（ns-1）As（ho-o）2= 15006353/12+1500635（635/2-320.1）2+（7.14-1）1480.5（605-320.1）2= 32701.113106 mm4全截面抗彎剛度：Bo = 0.95EcIo = 0.9528000.010432701.113106= 86984.9621010 Nmm2開(kāi)裂截面換算截面的慣性矩：Icr = b3/3+nsAs（ho-）2= 150085.63/3+7.141480.5（605-85.6）2= 3163.050106 mm4開(kāi)裂截面抗彎剛度：Bcr = EcIcr = 28000.01043163.050106= 8856.5401010 Nmm2式中：Wo = Io / （h - o）= 32701.113106 / （635 - 320.1） = 103938453 mm3So = boo/2 = 1500 mm3系數(shù)： = 2So / Wo= 276827855/103938453 = 1.478 Nmm開(kāi)裂彎矩：Mcr = ftk Wo= 1.4781.78103938453 = 274 NmmB = 86984.9621010/（274/104934339）2+（1-274/104934339）286984.9621010/8856.5401010= 8856.5861010 Nmm2據(jù)公預(yù)規(guī)第6.5.3條，撓度長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù) = 1.60恒載撓度f(wàn)g = 1.605/483732923231052/（8856.5861010） = 0.677 mm汽車(chē)荷載撓度為：fq = 1.600.71（5/3846.331054+10800031053/48）/（8856.5861010） = 0.948 mm人群荷載撓度f(wàn)r = 1.605/483614497310