課程設計-裝配式鋼筋混凝土簡支T形梁橋主梁

1、混凝土結構設計課程設計裝配式鋼筋混凝土簡支T形梁橋主梁指導教師：肖金梅梅班 級： 14土木工工程6班學生姓名：鄺佛偉偉設計時間： 20017年5月1號題目：裝配配式鋼筋筋混凝土土簡支TT形梁橋橋主梁設設計一、設計資資料1、設計荷荷載：公公路級，人人群荷載載：3.55KN/m2。2、橋面凈凈空：凈凈7+220.5主要尺寸標準跨徑 =20m計算跨徑=20.50m梁長 =220.996m 3、材料規(guī)規(guī)格混凝土C440HRB4000鋼筋筋，直徑12mmm以下者采采用R2235級鋼筋 梁橫斷斷面圖（圖1）（單位：cm）類環(huán)境條條件，安安全等級級為一級級。4、設計規(guī)規(guī)范公路鋼筋筋混凝土土及預應應力混凝凝土

2、橋涵涵設計規(guī)規(guī)范（JTGG D662-220044）5、橋梁橫橫斷面布布置情況況(見圖1)圖2、T粱粱尺寸圖圖（單位位：mm）二、設計荷荷載1、承載能能力極限限狀態(tài)下下，作用用效應為為：跨中截面：截面：支點截面：2、施工期期間，簡簡支梁吊吊點設在在距梁端端，梁自自重在跨跨中截面面引起的的彎矩。3、使用階階段，T梁跨中中截面汽汽車荷載載標準值值產(chǎn)生的的彎矩為為（未計計入沖擊擊系數(shù)），人人群荷載載產(chǎn)生的的彎矩為為，永久久作用產(chǎn)產(chǎn)生的彎彎矩為。三、設計內(nèi)內(nèi)容截面尺寸擬擬定（參參照已有有的設計計資料或或見圖2）；跨中截面正正截面強強度計算算及復核核（選擇擇鋼筋并并復核截截面強度度）；斜截面強度度計算及

3、及復核（剪剪力鋼筋筋設計及及截面復復核）； 裂縫及變形形計算；繪制鋼筋圖圖，編制制鋼筋明明細表、總總表。四、主要參參考資料料 1、公公路鋼筋筋混凝土土及預應應力混凝凝土橋涵涵設計規(guī)規(guī)范(JTG D622-20004）人民交交通出版版社，200042、公路橋橋涵標準準圖裝裝配式鋼鋼筋混凝凝土T形橋梁梁 T形梁截截面尺寸寸（圖2）（20000） 3、賈艷敏敏主編結結構設計計原理， 人民交通出版社，20044、公路路鋼筋混混凝土及及預應力力混凝土土橋涵設設計規(guī)范范（JJTG D600-20004），人民交交通出版版社，20004取值分組情情況：11-9號b=1180mmm HH=12200mmm 1

4、00-188號b=1180mmm HH=13300mmm 199-277號b=1180mmm HH=14400mmm 228-336號b=2200mmm HH=12200mmm 377-455號b=2200mmm HH=13300mmm 466-555號b=2200mmm HH=14400mmm解： 1，截截面尺寸寸擬定 設腹板板寬度：b=1180mmm，T形截面面梁高：H=114000mm 由圖2所示T形截面面受壓翼翼板的厚厚度尺寸寸，得平平均厚度度故受壓翼板板的有效效寬度 （圖圖3鋼筋布布置圖中中，15880mmm為預制制梁翼板板寬度） 2，跨中中截面正正截面強強度計算算及復核核 （1）截

5、截面設計計1）因保護護層厚度度，設aS=1330mmm 則截截面有效效高度：h0=14400-1300=12270mmm 跨中中截面彎彎矩計算算值：判定T形截截面類型型故屬于第一一類T形截面面求受壓區(qū)高高度4）求受拉拉鋼筋面面積As 將各已已知值及及x=668mmm代入，得得 現(xiàn)選擇擇鋼筋為為828+425，截面面面積為為As=68990mmm2。鋼筋筋疊高層層數(shù)為 6層。 混凝土土保護層層厚度取取35mmmdd=288mm，及規(guī)規(guī)定的30mmm，鋼筋筋間橫向向凈矩 Sn=1800228231.6=661mmm400mm，及1.225d=1.22528=35mmm 故滿足足構造要要求。圖3 鋼

6、筋布置圖 (尺寸單位：mm) （2）截截面復核核圖3 鋼筋布置圖 (尺寸單位：mm) 已設計計的受拉拉鋼筋中中，828的面積積為49226mmm2,422的面積積為19664mmm2， 。可求的的aS為： 則實際有有效高度度： 1）判判定T形截面面類型 由于，故故為第一一類T 形截面面。 2）求求受壓區(qū)區(qū)高度x3)正截面面受彎承承載力由 求求得正截截面抗彎彎承載力力為：故截面復核核滿足要要求。3，斜截面面強度計計算及復復核 （1）腹腹筋設計計1）截面尺尺寸檢查查 根據(jù)據(jù)構造要要求，梁梁最底層層鋼筋228通過支支座截面面，支點點截面有有效高度度 截面尺寸寸符合設設計要求求。檢查是否需需要根據(jù)據(jù)計

7、算配配置箍筋筋 跨中段段截面 支座截截面 因，故可可在梁跨跨中的某某長度范圍內(nèi)內(nèi)按構造造配置箍箍筋，其其余區(qū)段段應按計計算配置置腹筋。3）計算剪剪力圖分分配 在圖44所示的的剪力包包絡圖中中，支點點處剪力力計算值值，跨 中處處剪力計計算值的截面矩跨跨中截面面的距離離可由剪剪 力包包絡圖按按比例求求得在l1長度度內(nèi)可按按構造要要求布置置箍筋。 同時時，根據(jù)據(jù)公路路橋規(guī)（JTG D62-2004）規(guī)定，在支座中心線附近h/2=650mm 范圍內(nèi)內(nèi)，箍筋筋的間距距最大為為1000mm。 距支支座中心心線h/2處的計計算剪力力值V，由剪剪力包絡絡圖按比比例求得得 其中中應由混混凝土和和箍筋承承擔的剪剪

8、力計算算值至少少為；應應由彎起起鋼筋（包包括斜筋筋）承擔擔的剪力力計算值值最多為為，設置置彎起鋼鋼筋區(qū)段段長度長長度為45005mmm（圖4）圖4 計算剪力分配圖（尺寸單位：mm；剪力單位：kN）圖4 計算剪力分配圖（尺寸單位：mm；剪力單位：kN）4)箍筋設設計 采用直直經(jīng)為8mm的雙肢肢箍筋，箍箍筋截面面積。 在等截截面鋼筋筋混凝土土簡支梁梁中，箍箍筋盡量量做到等等距離布布置。為為計算簡簡便，斜斜截面內(nèi)內(nèi)縱筋配配筋百分分率p及截面面有效高高度h0可近似似按支座座截面和和跨中截截面的平平均值取取用，計計算如下下：跨中截面 取支點截面則平均值分分別為箍筋間距SSv計算為為：確定箍筋間間距Sv的

9、設計計值尚應應考慮公公路橋規(guī)規(guī)（JTGG D662-220044）的構構造要求求。 若若箍筋間間距計算算值取SSv=4000mmm1/22h=7700mmm及4000mm，是是滿足規(guī)規(guī)范要求求的，但但采用8雙肢箍箍筋，箍箍筋配筋筋率（R2355鋼筋時時），故故不滿足足規(guī)范規(guī)規(guī)定?，F(xiàn)現(xiàn)取Sv=2550mmm計算箍箍筋配筋筋率SV=00.222%00.188%，且且小于11/2hh=7000mmm和4000mm。綜合上述計計算，在在支座中中心向跨跨徑長度度方向的的14000mmm范圍內(nèi)內(nèi)，設計計箍筋間間距Sv=1000mmm；而后后至跨中中截面統(tǒng)統(tǒng)一的箍箍筋間距距取Sv=2550mmm。彎起鋼筋及

10、及斜筋設設計設焊接鋼筋筋骨架的的架立鋼鋼筋為2222，鋼鋼筋重心心至梁受受壓翼板板上邊緣緣距離。彎起鋼筋的的彎起角角度為45，彎起起鋼筋末末端與架架立鋼筋筋焊接。為為了得到到每對彎彎起鋼筋筋分配的的剪力，要要由各排排彎起鋼鋼筋的末末端點應應落在前前一排彎彎起鋼筋筋彎起點點的構造造規(guī)定來來得到各各排彎起起鋼筋的的彎起點點計算位位置，首首先要計計算彎起起鋼筋上上、下彎彎點之間間垂直距距離現(xiàn)擬彎起NN1-N5鋼筋，計計算的各各排彎起起鋼筋彎彎起點截截面的以以及至支支座中心心距離、分分配的剪剪力計算算值、所所需的彎彎起鋼筋筋面積值值列入表表1. 表1 彎起鋼鋼筋計算算表 彎起點123451230119

11、9116711361104矩支座中心心距離12302429359647325836分配的計算算剪力值值164.337142.88694.20046.8440.73需要的彎起起面積9398165382684可提供的彎彎起面積積彎筋與梁軸軸交點到到支座中中心距離離（mmm）6121843301442095345根據(jù)公路路橋規(guī)（JTG D62-2004）規(guī)定，簡支梁的第一排彎起鋼筋（對支座而言）的末端彎折點應位于支座中心截面處。這時計算為：所需要提供供的彎起起鋼筋截截面Vsb1為：其中彎起的彎起起角為45，則第第一排彎彎筋（2N5）的彎彎起點1距支座座中心距距離為12330mmm。彎筋筋與梁縱縱軸線

12、交交點1距支座座中心距距離為：對與第二排排彎起鋼鋼筋：彎起鋼筋（2N4）的彎彎起點2距支點點中心距距離為:分配給第二二排彎起起鋼筋的的計算剪剪力 值Vsb2 ，由比比例關系系計算：得 Vsbii=1442.886kNN其中，設設置彎起起鋼筋區(qū)區(qū)段長為為40550mmm。所需要提供供的彎起起鋼筋截截面Vsb2為：第二排彎起起鋼筋與與梁軸線線交點2距支座座中心距距離為：其他各排彎彎起鋼筋筋的計算算方法與與第二排排彎起鋼鋼筋計算算方法相相同。由表1可見見，原擬擬定彎起起鋼筋的的彎起點點距支座座中心距距離為，已已大于，即即在欲設設置彎筋筋區(qū)域長長度之外外，故暫暫不參加加彎起鋼鋼筋的計計算，圖圖6中以截

13、截斷鋼筋筋表示，但但在實際際工程中中，往往往不截斷斷而彎起起，以加加強鋼筋筋骨架施施工時的的剛度。按照計算剪剪力初步步布置彎彎起鋼筋筋如圖6?，F(xiàn)在按照同同時滿足足梁跨間間各截面面和斜截截面抗彎彎要求，確確定彎起起鋼筋的的彎起點點位置。由由已知跨跨中截面面彎矩計計算值，支支點中心心處，按按式作出出梁的計計算彎矩矩包絡圖圖（圖6）。在在截面處處，因，則則彎矩計計算值為為: 表2 鋼筋彎彎起后相相應各正正截面受受彎承載載能力梁區(qū)段截面縱筋有效高度hh0 （mm）T形截面類類別受壓區(qū)高度度x（mm）抗彎承載力力Mui（kNm）支座中心-1點2281349第一類145531點-22點4281333第一類

14、2810872點-33點6281318第一類4115673點-44點8281302第一類5520634點-NN1鋼筋筋截斷處處828+2251287第一類662436N1鋼筋截截斷處-梁跨中中828+4251276第一類772805將表2的正正截面受受彎承載載能力MMui在圖6上用各各平行直直線表示示出來，它它們與彎彎矩包絡絡圖的交交點分別別為i、j、q，并以以各Mui值代代入中，可可求得ii、j、q跨中截截面距離離x值（圖6）。現(xiàn)在以圖66中所示示彎起鋼鋼筋彎起起點初步步位置，來來逐個檢檢查是否否滿足公公路橋規(guī)規(guī)（JTGG D662-220044)的要求求。第一排彎起起鋼筋（2N5）：其充分

15、利用用點“m”的橫坐坐標,而的彎起起點1的橫坐坐標，說說明1點位于m點左邊邊，且，滿滿足要求求。其不需要點點“n”點的橫橫坐標，而而鋼筋與與梁中軸軸線交點點的橫坐坐標，滿滿足要求求。第二排彎起起鋼筋（）：其充分利用用點“l(fā)”的橫坐坐標,而的彎起起點2的橫坐坐標,且，滿足要要求。其不需要點點“m”點的橫橫坐標，而而鋼筋與與梁中軸軸線交點點的橫坐坐標，滿滿足要求求。第三排彎起起鋼筋（）其充分利用用點“k”的橫坐坐標,而的彎起起點3的橫坐坐標,且，滿足要要求。其不需要點點“l(fā)”點的橫橫坐標，而而鋼筋與與梁中軸軸線交點點的橫坐坐標，滿滿足要求求。由上述檢查查結果可可知圖6所示彎彎起鋼筋筋彎起點點初步位

16、位置滿足足要求。由鋼筋彎起起點形成成的抵抗抗彎矩圖圖遠大于于彎矩包包絡圖，故故進一步步調(diào)整上上述彎起起鋼筋的的彎起點點位置，在在滿足規(guī)規(guī)范對彎彎起鋼筋筋彎起點點要求前前提下，使使抵抗彎彎矩圖接接近彎矩矩包絡圖圖；在彎彎起鋼筋筋之間，增增設直徑徑為16mmm的斜筋筋（圖7），即即為調(diào)整整后主梁梁彎起鋼鋼筋、斜斜筋的布布置圖斜截面抗剪剪承載能能力的復復核 選定斜斜截面頂頂端位置置 由 圖7（b）可得得到距支支座中心心為處截截面的橫橫坐標，正正截面有有效高度度?，F(xiàn)取取斜截面面投影長長度，則則得到選選擇的斜斜截面頂頂端位置置（圖8），其其橫坐標標。7)斜截面面受剪承承載力復復核 A處正截截面上的的剪力

17、VVx及相應應及的彎彎矩Mx計算如如下： A處正截截面有效效高度（主主筋為），則則實際廣廣義剪跨跨比m及斜截截面投影影長度c分別為為：將要復核的的斜截面面是圖8中所示AA斜截面面，斜角角：斜截面內(nèi)縱縱向受拉拉主筋，相相應的主主筋配筋筋率為：箍筋的配筋筋率（取取時）為：與斜截面相相交的彎彎起鋼筋筋有;斜筋有有。按規(guī)定的單單位要求求，則得得到AA斜截面面抗剪承承載力為為：故距支座中中心為h/2處的斜斜截面抗抗剪承載載力滿足足設計要要求。4，裂縫及及變形計計算施工吊裝時時的正應應力驗算算 11）梁跨跨中截面面的換算算截面慣慣性矩計計算 根據(jù)公公路橋規(guī)規(guī)（JTGG D662-220044）規(guī)定定計算得

18、得到梁受受壓翼板板的有效效寬度為為，而受受壓翼板板平均厚厚度為1120mmm。有有效高度度。由式計算截截面混凝凝土受壓壓高度為為：得到 故為第二類類T形截面面。這時，換算算截面受受壓高度度x為故 則計算開裂裂截面的的換算截截面慣性性矩為：正應力驗算算 吊吊裝時動動力系數(shù)數(shù)為1.2（吊裝裝時主梁梁超重），則則跨中截截面計算算彎矩為為。 得受壓區(qū)混混凝土邊邊緣正應應力為：得受拉鋼筋筋的面積積重心處處的應力力為：最下面一層層鋼筋重重心距受受壓邊緣緣高度為為，則鋼鋼筋應力力為：驗算結果表表明，主主梁吊裝裝時混凝凝土正應應力和鋼鋼筋拉應應力均小小于規(guī)范范限值，故故可取吊吊點位置置為距梁梁端處。裂縫寬度的的驗算 11）系數(shù)數(shù) 帶肋肋鋼筋荷載短期效效益組合合彎矩計計算值為為：荷載長期效效益組合合彎矩計計算值為為：系數(shù)對于非板式式受彎構構件系數(shù)數(shù)2）鋼筋應應力的計計算3）換算直直徑因為受拉區(qū)區(qū)采用不不同的鋼鋼筋直徑徑，按要要求，應應取換算算直徑，則則可得到到對于焊接鋼鋼筋骨架架 4）縱向向受拉鋼鋼筋配