结构设计原理.doc

结构设计原理
课程设计指导书
钢筋混凝土简支T梁桥
计算示例
交通工程系
2014年
1
一、计算资料
①标准跨径:,,;
②桥面净宽:净— 7 + 2 × ;
③设计荷载:汽车荷载采用公路-Ⅱ级,人群荷载3kN/㎡;
④主梁纵、横断面尺寸:见图1-1、图1-2;
⑤梁控制截面的作用效应设计值:
1)用于承载能力极限状态计算的作用效应组合设计值: 跨中截面弯矩组合设计值M1??m,其它各截面弯矩可近似按抛d,2
物线变化计算。支点截面剪力组合设计值Vd,0?,跨中截面剪力组合设计值Vd,1
2?,其它截面可近似按直线变化计算。
2)用于正常使用极限状态计算的作用效应组合设计值(梁跨中截面):
恒载产生的弯矩标准值 MGK??m
不计冲击力的汽车荷载产生的弯矩标准值 MQ1K??m 短期荷载效应组合弯矩计算值为 Ms??m
长期荷载效应组合弯矩计算值为 Ml??m
人群荷载产生的弯矩标准值为 MQ2K??m
⑥材料要求:
1)梁体采用C25混凝土,抗压强度设计值fcd?;
2)主筋采用HRB335钢筋,抗拉强度设计值fsd?280MPa。
图1-1主梁横断面图(单位:mm)
2
主梁中线
图1-2主梁纵断面图(单位:mm)
二、跨中截面的纵向受拉钢筋的计算
根据给定的截面尺寸和跨中截面弯矩,按承载能力极限状态计算所需钢筋面积,并选择钢筋直径和根数(要求采用焊接骨架),进行截面复核。
1)内梁的受压翼板的有效宽度取以下三者中的最小值:
1'
(1)bf?l0?6500mm; (l0为主梁计算跨径)
3
(2)b'f?b?2bh?12h'f?180?12?110?1500mm; (3)b'f等于相邻两梁的平均间距,对于中梁为1600mm; 所以,内梁的受压翼缘的有效宽度取b'f?1500mm。
2)外梁翼板的有效宽度取:
相邻内梁翼缘有效宽度的一半,加上腹板宽度的1/2,
再加上外侧悬臂板平均厚度的6倍或外侧悬臂板实际宽度两者中的较小者:
11
(1)b'f1?b'f内?b?6?h'f?1500mm;
2211
(2)b'f1?b'f内?b?b悬?1540mm;
22所以,外梁的受压翼缘的有效宽度取b'f?1500mm。 截面设计
1) 设钢筋重心至梁底的距离as?30??30??1300?160mm,则梁的有效高度即可得到,h0?h?as?1300?160?1140mm。 2)判断T形截面类型:
3
?h'
f?110fcdbh?h0????1500?110?(1140?)??2?2;故属于第一类T形截面。
?
??m?M1(??m)'f'fd,2
图2-2
3)求受压区高度: x??由?0Md?fcdb'
fx?h0??式,可得到: 2??
?106??1500?x?(1140?) 2
解方程得合适解为x??h'
f(?110mm)
4)求受拉钢筋面积As:
由fcdb'
fx?fsdAs式有:
As?fcdb'
fx
fsd??1500??5741mm2 280
现选择钢筋为632+418,截面面积As?4826?1018?5844mm2。钢筋叠高层数位5层,如图2-2。混凝土保护层厚度取33mm?d?32mm,钢筋间横向
mm??40mm。故满足构造要净距Sn?180?2?33?2??
求。
截面复核
4
已设计的受拉钢筋中,632的面积是4826mm2,418的面积为1018mm2,fsd?280MPa。则:
as?4826?(33??)?1018?(33??3?)? 4826?1018
则实际有效高度h0?1300??。
1)判断T形截面类系
fcdb'
fh'
f??1500?110??m