混凝土结构设计原理课程设计.doc

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武汉理工大学

混凝土结构原理课程设计

专业班级：15春建筑工程技术
课题名称：装配式钢筋混凝土简支T形梁桥主梁设计
学号：150086053011
姓名:潘锡峰
指导老师:
日期：2016-8-9

1、设计资料
某钢筋混凝土简支梁桥，其主梁为T型截面，全长L=19。50m，计算跨径L=19m，一类工作环境条件，安全等级为二级，相邻两轴线间距离为1600m，截面尺寸如图(mm)：（尺寸固定，除在计算中有特殊情况下可适当改变）
简支梁控制截面的计算内力
跨中截面：Md,l/2=1940KNmVd,l/2=77KN
1/4跨截面：Md,l/4=1520KNm
支点截面：Md,0=0KNmVd,0=402KN
材料：混凝土强度等级：C25，主筋采用HRB400，箍筋采用R235钢筋，8，
2、设计要求：
设计内容设：
跨中截面的纵向受拉钢筋计算；
腹筋设计：a：箍筋设计；
2.图纸内容：
(1)主梁配筋图。
（一）已知设计数据及要求
钢筋混凝土简支梁全长L0=19.50m，计算跨径L=19m。
T形截面梁的尺寸如下图。桥梁处于一类环境，安全等级二级γ=1.1。
梁体采用C25号混凝土，抗压设计强度fcd=11.5Mpa,抗拉设计强度ftd=1.23Mpa,主筋采用HRB400级钢筋，抗拉设计强度fsd=330Mpa；箍筋采用R235级钢筋，直径Φ8，抗拉设计强度fsd=195Mpa。
简支梁控制截面的计算内力为
跨中截面：Md,l/2=1940KN·mVd,l/2=77KN
1/4跨截面：Md,l/4=1520KN·m
支点截面：Md,0=0Vd,0=402KN
要求确定正截面钢筋数量及腹筋设计。
（二）跨中截面的纵向受拉钢筋计算
1.T形截面梁受压一般翼板的有效宽度b=1600mm
2．钢筋数量计算
由表查得fcd=11.5Mpa,ftd=1.23Mpa,fsd=330Mpa,ξb=0.56,γ=1.1，弯矩计算值M=γM=2134KN·m。
⒈截面设计
⑴因采用的是焊接钢筋骨架，故设a=30mm+0.07×1300=121mm，则截面有效高度h0=（1300-121）mm=1179mm。
⑵判定T形截面类型
fbh(h-h/2)=11.5×1600×120×（1179-120/2）=2470.75KN·mm＞M=2134KN·mm
故属于第一类T形截面。
⑶求受压区高度x
由γM＜Mu=fbx(h-x/2)得
2134×106=11.5×1600x（1179-x/2）
整理后，得到x=103＜h=120mm
⑷求受拉钢筋面积As
将各已知值及x=103mm代入公式，得As==11.5×1600×103/330=5743mm2
现在选择钢筋为8Φ28+4Φ18，截面积AS=5944mm2，混凝土保护层厚度c=35mm，钢筋净距Sn=200-2×35-2×31.6=66.8mm＞40mm及1.25d=1.25×31.6=35mm。
故满足构造要求
⒉截面复核
已设计的受拉钢筋中，8Φ28的面积为4926mm2，4Φ18的面积为1018mm2,fsd=330Mpa,由图钢筋布置图，可求得as=[4926×（35+2×31.6）+1018×（35+4×31.6+20.5）]/（4926+1018）=113mm
则实际有效高度h0=1300-113=1187mm。
⑴判定T形截面类型
fbh=11.5×1600×120=2.21N·mf=330×（4926+1018）=1.96KN·m
可见fbh＞f，故仍为第一类截面。
⑵求受压区高度x
x=f/fb=330（4926+1018）/（11.5×1600）=107mm＜h=120mm。
⑶正截面抗弯承载力
求得正截面抗弯承载力Mu为
Mu=fbx(h-x/2)=11.5×1600×107×（1187-107/2）
=2231.6kN·m＞M=2134kN·m
又ρ=As/bh0=5944/（200×1187）=2.5%＞ρmin=0.2%，故截面复核满足要求。
跨中截面主筋为8Φ28+4Φ18，焊接骨架钢筋叠高层数为6层，纵向钢筋面积As=5944mm2，布置如图所示。
（三）腹筋设计
1．截面尺寸检查
根据构造要求，梁最底层钢筋2Φ28通过支座截面，其面积为1232mm2、＞0.2×5944=1188.8mm2。支点截面有效高度h0=h-（35+31.6/2）=1249mm。
(0.51)bh=(0.51)
KN>γVd,0
截面尺寸符合设计要求。
2.检查是否需要根据计算配置箍肋
跨中截面(0.5)fbh=(0.5)
支座截面(0.5)fbh=(0.5)
因γVd,l/2=77KN＜(0.5)fbh＜γVd,0=442.2KN
故可在跨中的某长度范围内按