鋼筋溷凝土簡支T梁橋主梁配筋設(shè)

1、鋼筋混凝土簡支T梁橋主梁配筋設(shè)計(jì)1.計(jì)算書1.1 設(shè)計(jì)資料橋梁跨徑及橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑：20.00m；主梁全長：19.96m；計(jì)算跨徑：19.50m；橋面凈寬：凈7m+2*0.75m=8.5m。設(shè)計(jì)荷載汽車荷載采用公路B級(jí)，人群荷載3kN/m2。 主梁縱橫面尺寸梁控制截面的作用效應(yīng)設(shè)計(jì)值：（1）用于承載能力極限狀態(tài)計(jì)算的作用效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值跨中截面彎矩組合設(shè)計(jì)值，其他各截面彎矩可近似按拋物線變化計(jì)算。支點(diǎn)截面剪力組合設(shè)計(jì)值，跨中截面剪力組合設(shè)計(jì)值，其他截面可近似按直線變化計(jì)算。（2）用于正常使用極限狀態(tài)計(jì)算的作用效用組合設(shè)計(jì)值（梁跨中截面）恒載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩不計(jì)沖擊力的汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩 短期

2、荷載效應(yīng)組合彎矩計(jì)算值為 長期荷載效應(yīng)組合彎矩計(jì)算值為 人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩值為 材料要求（1）梁體采用C25混凝土，抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度；（2）主筋采用HRB335鋼筋，抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度。1.2 截面鋼筋計(jì)算跨中截面的縱向受拉鋼筋的計(jì)算由設(shè)計(jì)資料查附表得，彎矩計(jì)算值1、計(jì)算T形截面梁受壓翼板的有效寬度：圖2 跨中截面尺寸圖（尺寸單位：mm）為了便于計(jì)算，將圖2（a）的實(shí)際T型截面換算成圖2（b）所示的計(jì)算截面其余尺寸不變，故有：（1） (為主梁計(jì)算跨徑)（2）（3）（等于相鄰兩梁軸線間的距離）取上述三個(gè)數(shù)據(jù)中最小的值，故取2、因采用的是焊接鋼筋骨架，設(shè)鋼筋重心至梁底的距離，則梁的有效高度即可得到，。

3、3、判斷T形梁截面類型由判斷為類T形截面，4、受壓區(qū)高度可由式（3-41）即得到整理后，可得到舍去適合5、主筋面積計(jì)算將各已知值及代入式（3-40），即，求出根據(jù)以下原則：a、選用鋼筋的總面積應(yīng)盡量接近計(jì)算所需的鋼筋；b、梁內(nèi)主筋直徑不宜小于10mm，也不能大于40mm，一般為1232mm，本設(shè)計(jì)采用16mm和32mm兩種鋼筋搭配，選用832+416，截面面積為7238mm2；鋼筋疊高層數(shù)為6層，c、受拉鋼筋的布置在滿足凈保護(hù)層的條件下，應(yīng)盡量靠近截面的下邊緣，鋼筋的凈距和疊高都滿足構(gòu)造要求。故混凝土厚度取及附表1-8中規(guī)定的30mm，鋼筋間橫向凈距不滿足構(gòu)造要求。故應(yīng)選用直徑較小的組合選用8

4、28+416，混凝土保護(hù)層厚度取及附表1-8中規(guī)定的30mm，鋼筋間橫向凈距，且滿足的構(gòu)造要求?？偟匿摻罱孛婷娣e為8*615.8+4*201.1=5730.4mm2,接近，滿足要求，鋼筋布置圖見圖3圖3鋼筋布置圖6、截面復(fù)核已設(shè)計(jì)的受拉鋼筋中828的截面面積為615.8*84926mm2，416的截面面積為4*201.1804mm2，。由圖3鋼筋布置圖可求得，即則有效高度、由式（3-46）計(jì)算 ，故為第一類T形截面、受壓高度由式（3-40），求得、正截面抗彎承載力由式（3-41），求得正截面抗彎承載力又，故截面復(fù)核滿足要求。腹筋的計(jì)算1、檢查截面尺寸根據(jù)構(gòu)造要求，梁最底層鋼筋228通過支座截面

5、，支座截面有效高度截面尺寸符合設(shè)計(jì)要求判斷依據(jù)：檢查截面尺寸（由抗剪上限值控制），要求（式中為支點(diǎn)剪力組合設(shè)計(jì)值，為支點(diǎn)截面有效高度），否則修改尺寸。（式中為支點(diǎn)剪力組合設(shè)計(jì)值，為支點(diǎn)截面有效高度），否則修改尺寸。2、檢查是否需要設(shè)置腹筋（1）跨中段截面 （1）支座截面 因，故可在梁跨中的某長度范圍內(nèi)按構(gòu)造配置鋼筋，其余區(qū)段可應(yīng)按計(jì)算配置腹筋。判斷依據(jù)：檢查是否需要設(shè)置腹筋（1）若，則不必按計(jì)算設(shè)置腹筋，只需要按構(gòu)造要求配鋼筋（R235鋼筋時(shí)，HRB335鋼筋時(shí)，）（2）若，需要進(jìn)行腹筋設(shè)計(jì)3、剪力圖分配計(jì)算步驟：（1）繪制剪力沿跨徑變化的圖；（2）求出按構(gòu)造配置鋼筋的長度l；（3）由剪力包絡(luò)

6、圖求出距支座中心線h/2處的計(jì)算剪力，其中由混凝土箍筋承擔(dān)的剪力為，由彎起鋼筋承擔(dān)的剪力為。計(jì)算：在圖4所示的剪力包絡(luò)圖中，支點(diǎn)處剪力計(jì)算值，跨中處剪力計(jì)算值。的截面距跨中截面的距離可由剪力包絡(luò)圖按比例求得，為在長度內(nèi)可按構(gòu)造要求布置鋼筋。同時(shí)根據(jù)公路橋規(guī)規(guī)定，在支座中心線向跨徑長度方向不小于1倍梁高范圍內(nèi)，鋼筋的間距最大為100mm。 圖4.計(jì)算剪力分配圖 距支座中心線的h/2處的計(jì)算剪力值（V）由剪力包絡(luò)圖按比例求得，為其中應(yīng)由混凝土和箍筋承擔(dān)的剪力計(jì)算值至少為；應(yīng)由彎起鋼筋（包括斜筋）承擔(dān)的剪力計(jì)算值最多為，設(shè)置彎起鋼筋區(qū)段長度為4560mm。4、箍筋計(jì)算計(jì)算依據(jù)：常用箍筋直徑應(yīng)不小于8

7、mm，且不小于1/4主筋直徑和股數(shù)，再按下式計(jì)算箍筋間距：（mm）式中：距支座中心h/2處截面上的計(jì)算剪力值（KN） P斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋的配筋率，,當(dāng)時(shí)，取；異號(hào)彎矩影響系數(shù)。計(jì)算簡支梁和連續(xù)梁近邊支點(diǎn)梁段的抗剪承載力時(shí)，；計(jì)算連續(xù)梁和懸臂梁近中支點(diǎn)梁段的抗剪承載力時(shí)，受壓翼緣的影響系數(shù)。；通過斜截面受壓區(qū)頂端截面上的有效高度，自縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)到受壓邊緣的距離（mm）；斜截面受壓端正截面上的有效高度，自縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)到受壓邊緣的距離 （mm）；混凝土強(qiáng)度等級(jí)（Mpa）；箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（Mpa），取值不宜大于280Mpa。計(jì)算：采用直徑為8mm的雙肢箍筋，箍筋截面積在等截面鋼筋

8、混凝土簡支梁中，箍筋盡量做到等距離布置。為計(jì)算簡便按式(4-5)設(shè)計(jì)箍筋時(shí)，式中的斜截面內(nèi)縱筋配筋百分率p及斜截面有效高度可近似按支座截面和跨中截面的平均值取用，計(jì)算如下：跨中截面，取，支點(diǎn)截面，則平均值分別為，箍筋間距為=334mm 確定箍筋間距的設(shè)計(jì)值尚應(yīng)考慮公路橋規(guī)的構(gòu)造要求。 若箍筋間距計(jì)算值取及400mm，是滿足規(guī)范要求的，但采用8雙肢箍筋，箍筋配筋率（R235鋼筋時(shí)），故不滿足規(guī)范規(guī)定?，F(xiàn)取計(jì)算的箍筋配筋率，且不小于和400mm。 綜合上述計(jì)算，在支座中心向跨徑長度方向的1300mm范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)箍筋間距，爾后至跨中截面統(tǒng)一的箍筋間距取。5、彎起（斜筋）計(jì)算計(jì)算步驟：（1）第一道斜筋

9、按設(shè)計(jì)計(jì)算 （mm2）式中：為所需的第一道彎筋面積（2）計(jì)算i點(diǎn)截面處的剪力（如圖4所示）。對(duì)于第二道斜筋，由此可求得 ，同樣按照上述方法確定由主筋彎起還是需另加斜筋。直到i點(diǎn)在c點(diǎn)之右為止，從而得到全部斜筋按斜截面抗剪確定的初彎起位置。（3）按同時(shí)滿足梁跨間隔正截面和斜截面的抗彎要求確定彎起鋼筋的最終彎起點(diǎn)的位置。計(jì)算：設(shè)焊接鋼筋骨架的架立鋼筋（HRB335）為22，鋼筋重心至梁受壓翼板上邊緣距離。彎起鋼筋的彎起角度為45，彎起鋼筋末端與架立鋼筋焊接。為了得到每對(duì)彎起鋼筋分配的剪力，由各排彎起鋼筋的末端折點(diǎn)應(yīng)落在前一排彎起鋼筋的構(gòu)造規(guī)定來得到各排彎起鋼筋的彎起點(diǎn)計(jì)算位置，首先要計(jì)算彎起鋼筋上

10、、下彎點(diǎn)之間垂直距離 見圖5現(xiàn)擬彎起N1N5鋼筋，將計(jì)算的各排彎起鋼筋彎起點(diǎn)截面的以及至支座中心距離、分配的剪力計(jì)算值、所需的彎起鋼筋面積列入表1中。現(xiàn)將表1中有關(guān)計(jì)算如下：根據(jù)公路橋規(guī)規(guī)定，簡支梁的第一排彎起鋼筋（對(duì)支座而言）的末端彎起點(diǎn)應(yīng)位于支座中心截面處。這時(shí)，為表1彎起鋼筋計(jì)算表彎起點(diǎn)12345hi(mm)11251090105410351017距支座中心距離xi（mm）11252215326943045321分配的計(jì)算剪力值Vsbi（KN）166.51149.17109.3670.88需要的彎筋面積Asbi（mm2）11211005736477可提供的彎筋面積Asbi（mm2）160

11、916091609402彎筋與梁軸交點(diǎn)到支座中心距離xc(mm)564169027793841彎筋的彎起角為45，則第一排彎筋（2N5）的彎起點(diǎn)1距支座中心距離為1134mm。彎筋與梁縱軸線交點(diǎn)1距支座中心距離為對(duì)于第二排彎起鋼筋，可得到彎起鋼筋（2N4）的彎起點(diǎn)2距支點(diǎn)中心距離為分配給第二排彎起鋼筋的計(jì)算剪力值，由比例關(guān)系計(jì)算可得到：得 其中，；設(shè)置彎起鋼筋區(qū)段長為4560mm。所需要提供的彎起鋼筋截面積（）為、繪制彎矩包絡(luò)圖 包絡(luò)圖是在荷載作用下沿跨徑變化最大彎矩圖。嚴(yán)格的繪制方法應(yīng)按梁上各截面的彎矩影響線布置荷載而求得。但一般中小橋可根據(jù)？求得的跨中彎矩近似按拋物線規(guī)律求出梁上其他位置的

12、值，再連成圓順的曲線，即得彎矩包絡(luò)圖，簡支梁彎矩包絡(luò)圖拋物線公式近似為：式中：從跨中算起，即跨中縱坐標(biāo)為0，支點(diǎn)縱坐標(biāo)；（圖5）計(jì)算如下：先按拋物線公式近似求出控制截面的彎矩值。已知，配置跨中截面鋼筋，具體尺寸見圖6（跨中處）：通過以上五個(gè)控制截面，就可以把他們連接成一光滑的曲線。所得到的圖7（a、b）的彎矩包絡(luò)圖。、繪制承載能力圖承載能力圖就是沿梁長各截面所能承受的最大彎矩圖。他是根據(jù)沿跨徑各截面的主筋所能承受的最大彎矩繪制的。計(jì)算如下：跨中截面尺寸及配筋見圖6(1)跨中截面：配有632+616共6對(duì)鋼筋鋼筋中心至梁底緣的距離 （翼緣平均厚度）故按類截面計(jì)算從上述計(jì)算可知確實(shí)屬于類截面。故有

13、：（2）彎起或截?cái)嘁粚?duì)216鋼筋后：鋼筋中心至梁底緣的距離 （翼緣平均厚度）故按類截面計(jì)算從上述計(jì)算可知確實(shí)屬于類截面。故有：（3）彎起或截?cái)鄡蓪?duì)416鋼筋后：解得（4）彎起或截?cái)嗳龑?duì)616鋼筋后：解得（5）彎起或截?cái)嗨膶?duì)616+232鋼筋后：解得（6）彎起或截?cái)辔鍖?duì)616+432鋼筋后：解得由以上所求得的承載力值就可做出承載能力圖根據(jù)按抗剪要求，現(xiàn)求得斜筋位置分別為93cm、182cm、268cm、345cm、441cm（均系距支點(diǎn)的距離）。假設(shè)全部利用主筋彎起，且認(rèn)為彎起鋼筋的面積均能滿足計(jì)算的要求，（若不能滿足，則需另加斜筋）這樣就可得到如圖7（a）的承載力圖，即ABCDEFGHIJKL

14、所連成的折線。在繪制承載力圖時(shí)，一般認(rèn)為彎筋進(jìn)入受壓后不能承受彎矩，在受拉區(qū)承受的彎矩是直線變化的，并假設(shè)中和軸近似取在梁高一半處，則得到圖7（a）的BC、DE、FG、HI、JK等斜線。全梁承載能力校核及構(gòu)造要求此項(xiàng)工作是通過彎矩包絡(luò)圖與承載力圖的比較，看是否滿足下列規(guī)定，（1）理論彎起點(diǎn)應(yīng)在正截面抗彎計(jì)算需要該鋼筋強(qiáng)度全部被發(fā)揮的截面（以下簡稱為充分利用點(diǎn)）以外，其距離不小于處，如圖7（a）M點(diǎn)是N4鋼筋（216）充分利用點(diǎn)，G點(diǎn)是N4鋼筋的彎起點(diǎn)，即要求。（2）彎起鋼筋與梁中心線的交點(diǎn)，應(yīng)在按抗彎計(jì)算不需要該鋼筋的截面（下面簡稱不需要點(diǎn)）以外，或者說承載力圖在彎矩包絡(luò)圖以外。如圖7（a）N

15、點(diǎn)是N4鋼筋不需要點(diǎn)（N點(diǎn)是N3鋼筋充分利用點(diǎn)），即要求F點(diǎn)在N點(diǎn)以外。由圖看出N點(diǎn)是N4鋼筋滿足本條規(guī)定。（3）在鋼筋混凝土梁的支點(diǎn)處，應(yīng)至少有兩根并不少于20%主鋼筋通過，本設(shè)計(jì)以2N1鋼筋伸入支座，其截面積為16.09cm2(232)60.3020%=12.06cm2,滿足規(guī)定。（4）按規(guī)范要求，簡支梁第一對(duì)（對(duì)支座而言）彎起鋼筋末端彎折點(diǎn)應(yīng)位于中心截面處，以后各對(duì)彎起鋼筋的末彎起點(diǎn)應(yīng)落在或超過前一對(duì)彎起鋼筋彎起點(diǎn)截面（即相鄰兩斜筋的首尾要求相互搭接或銜接，保證任意截面上都有斜筋）。從圖7（a）的彎矩包絡(luò)圖和承載能力比較不難看出，滿足抗剪要求的前提下，承載能力不僅滿足而且有很大富裕，滿足

16、以上各條規(guī)定，又考慮省鋼筋。我們可以考慮將N6、N5鋼筋在適當(dāng)位置截?cái)啵ㄗ⒁庠阡摻罟羌苤校財(cái)噤摻畋仨殱M足錨固長度要求“JTJ023-85規(guī)范”第條。在焊接的鋼筋骨架中截?cái)噤摻顣r(shí)必須留有足夠的焊接長度，其焊接長度不得小于被截?cái)噤摻钪睆降奈灞叮?。如圖7（b）所示，pp5d,MM5d。由于N6、N5鋼筋鋼筋均被截?cái)?，為滿足K點(diǎn)的抗剪要求，可將N4鋼筋提前在K點(diǎn)（K點(diǎn)為原N6彎筋的理論彎起點(diǎn)）所對(duì)應(yīng)的截面起彎（調(diào)整后的承載能力也可以滿足 ）又為滿足原N5理論彎起點(diǎn)的抗剪要求，可在所對(duì)應(yīng)的截面另增設(shè)216斜筋。由于N4鋼筋提前至K點(diǎn)彎起，則在G點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的截面應(yīng)增設(shè)216斜筋，這樣G點(diǎn)對(duì)應(yīng)的截面抗剪要求

17、也能滿足了。N2、N3鋼筋的承載能力另有富裕，當(dāng)不宜再調(diào)整。如果G點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的截面根據(jù)抗剪要求需要斜筋面積大于216，則此時(shí)可采用416或222。采用416時(shí)，不宜將增加的兩對(duì)斜筋并列放在同一斜截面上。此時(shí)還必須適當(dāng)?shù)恼{(diào)整相鄰斜筋的位置，即N3彎筋可推遲（向支座方向）起彎。調(diào)整后的鋼筋圖及其相應(yīng)的承載能力圖如圖7(b)所示。（5）當(dāng)梁高h(yuǎn)1m時(shí)，梁肋兩側(cè)要設(shè)水平鋼筋，其直徑為610mm，其面積應(yīng)不小于規(guī)范的要求：6、斜截面的抗剪強(qiáng)度復(fù)核（1）確定驗(yàn)算斜截面的具體位置a、距支點(diǎn)中心h/2；b、起彎點(diǎn)截面及受拉鋼筋不受力處的截面；c、箍筋數(shù)量發(fā)生變化處的截面；d、梁肋寬度改變處截面。（2）計(jì)算截面的

18、抗剪承載能力式中要求：預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)。對(duì)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，；斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋的配筋率，當(dāng)時(shí)，取箍筋配筋率，見式（4-2）箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（Mpa），取值不宜大于280Mpa；普通彎起鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（Mpa）；普通彎起鋼筋與構(gòu)件縱向軸線的夾角；驗(yàn)算斜截面受壓區(qū)頂端正截面上的腹板厚度（mm）；驗(yàn)算斜截面受壓端正截面上的有效高度，自縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)到受壓邊緣的距離（mm）；斜截面所穿過的，在一個(gè)彎起鋼筋平面內(nèi)的彎起鋼筋總截面面積（mm2），其他符號(hào)同前；1.2.3變形和裂縫寬度驗(yàn)算 1、變形驗(yàn)算（1）鋼筋混凝土簡支梁跨中最大繞度可按下列近似計(jì)算：式中：計(jì)算跨徑；使用荷載計(jì)算彎矩；開裂構(gòu)件等效截面的抗彎剛度；全截面的抗彎剛度，；開裂截面的抗彎剛度，；混凝土的彈性模量；按短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值；開裂彎矩，；混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；構(gòu)件受拉區(qū)混凝土塑形