混凝土结构设计原理 课程设计 一、钢筋混凝土两跨连续梁 二、预应力混凝土简支梁设计 三、铁路桥涵钢筋混凝土简支梁设计 题目 参考书 课程设计要求 参考书 1.混凝土结构与砌体结构设计 ，余志 武等编注，中国铁道出版社 2.桥梁工程，裘伯永等编注，中国铁道 出版社 3.混凝土设计规范 GB50010-2010 4.铁路桥梁钢筋混凝土和预应力混凝土 结构设计规范TB 10002.3-2005 5.简支梁桥的标准设计图例 课程设计要求 1、第一题与第三题任选一题，第二题必作。 2、2号施工图一张。按结构施工图的深度要求， 线型正确、字体工整、图面整洁。 3、设计说明书一份，用钢笔或水性笔书写。要 求计算步骤分明、计算内容正确、图文并茂、 字体工整。 4、文档整理：图纸折成16开大小，不用夹子。 装订顺序：封面，课程设计任务书，计算书 ， 参考文献 完 钢筋混凝土连续梁 解题思路： 1、结构选型和布置 2、结构分析计算： （1）确定计算简图 （2）计算荷载 （3）内力分析 （4）内力组合 （5）截面配筋计算 3、绘结构施工图 结构布置图、构件模板及配筋图 线弹性分析方法 杆系结构的计算图形确定： 1.以轴线代替杆件：杆件的轴线宜取截面几何中心的连线 2.节点简化：现浇结构和装配整体式结构的梁柱节点、柱与基础 连接处等可作为刚接；梁板与其支承构件非整体浇注时，可作为 铰接 3.杆件长度：杆件的计算跨度或计算高度宜按其两端支承长度的 中心距或净距确定，并根据支承节点的连接刚度或支承反力的位 置加以修正 4.截面刚度计算 （1）截面惯性矩按匀质的混凝土全截面计算 （2）混凝土的弹性模量按规范原点弹性模量取值 一、计算简图（按线弹性分析方法） 节点：铰接点 连续梁计算跨度： 边跨： 且： 计算简图（荷载简化） 常用结构，按荷载规范确定。 楼面活荷载按等效匀布荷载取值。 恒载按材料和构件自重取值。 二、结构内力分析 采用结构力学的方法进行结构分析。（力 矩分配法等） 对截面设计起控制作用的内力是梁截面的 弯距和剪力。 以两跨连续梁为例。 1、不同受力状况的内力分析 2、结构最不利荷载组合 1、结构控制截面 结构截面的内力与抗力的比值M/Mu最大的截面。 等截面梁中，各支座截面和各跨中截面为结构的控制 截面。 2、结构最不利荷载组合 由于活荷载作用位置的变化，荷载组合有： （1）+（2）；（1）+（3）；（1）+（4） 找出控制截面在不同的荷载组合下最大的内力值，该 组合即为最不利组合。最不利组合下的控制截面上 的内力是截面设计的控制内力。 计算时可列表格方式进行。 3、梁控制截面内力计算 项次荷载简图跨中弯 距 中间 支座 弯距 边支 座剪 力 中间 支座 剪力 1 2 3 4最不利组合 三、截面承载力计算（配筋计算） 1、正截面配筋计算 2、斜截面配筋计算 为截面设计问题。 为表述清楚，可列表进行计算 注意（1）、满足最小配筋率、界限相对受压 区高度及构造要求 （2）、选配钢筋时注意协调，一般先中跨 后边跨，先跨中，后支座，先抗弯后抗剪 梁正截面承载力计算 截面跨中截面中支座截 面 弯距值M（KN ） 选配钢筋 实配钢筋面积 斜截面抗剪承载力计算 截面边支座中支座 剪力V（KN） 0.25fcbh0 0.7ftbh0（或1.75/（ +1）ftbh0） 选用箍筋（肢数、直径、间距 ） 计算Vcs 计算Asb 实配弯起筋面积 三、绘制梁模板及配筋图 按计算结果及构造要求，作出梁弯距包络 图及材料图，并据此绘出梁模板及配筋 图。 弯距包络图的绘制 梁模板及配筋图 图纸内容： 1、弯矩包络图与材 料图 2、梁的纵剖面 3、梁的横剖面 4、钢筋大样图 5、钢筋表 6、必要说明 钢筋表 构件结构施工图的一些要求 （1） 纵剖面：长度、定位尺寸、轴线和编号、标 高及配筋（箍筋规格及加密范围、吊筋、纵筋的 编号） （2） 横剖面：定位尺寸、断面尺寸、钢筋的规格 及编号 （3） 钢筋表（材料表）：编号、简图、规格、长 度、根数、总长、重量 一些构造要求（纵筋弯起位置） 纵筋截断位置 1 1 2 2 充分利用截面 完全不需要截面 （理论截断点） 支座钢筋锚固 预应力混凝土简支梁设计 一、确定计算简图，计算控制截面的控制 内力 二、估算预应力钢筋面积Ap 先设Ap=0，按极限状态抗弯承载力估算Ap。 再取Ap=（0.150.25）Ap。 按规范6.1.13条施工阶段预拉区允许出现拉应力 预拉区配置Ap的构件，先张法构件可不配As 、As。 三、确定张拉控制应力，计算 预应力损失及各阶 段应力值 四、验算梁的正截面承载力 五、根据斜截面承载力极限状态计算梁的箍筋 六、验算使用阶段正截面、斜截面抗裂能力 七、验算使用阶段挠度 八、验算施工阶段强度及抗裂能力 九、配筋简图 三、确定张拉控制应力，计算 预应力损失 及各阶段应力值 1、张拉控制应力con=0.7fptk 2、预应力损失 锚具变形和钢筋内缩损失l1、温差损失l3 、 预应力钢筋的应力松弛损失l4 、混凝土的收 缩和徐变损失l5。总损失不小于100N/mm2 3、各阶段应力值 六、验算使用阶段正截面、斜截面抗 裂能力 正截面： 对裂缝控制等级为二级，一般要求不出现裂缝的构件 在荷载标准组合弯矩Mk作用下应满足 ck为Mk产生截面受拉边缘的混凝土拉应力， 斜截面 斜截面抗裂控制要求 构件的裂缝控制要求主拉应力主压应力 严格要求不出现裂缝tp0.85ftkcp0.6fck 一般要求不出现裂缝tp0.95ftkcp0.6fck 八、验算施工阶段强度及抗裂能力 配筋示意（1） 配筋示意（2） 铁路桥涵钢筋混凝土简支梁设计 按（铁路桥梁钢筋混凝土和预应力混凝土 结构设计规范TB 10002.3-2005），采用 容许应力法计算。 一、控制内力计算 二、按抗弯承载力采用低筋设计确定纵筋 三、按抗剪承载力确定箍筋及弯起钢筋 画出剪应力图，用作图法确定弯起钢筋位置 四、画材料图、弯矩包络图确认斜截面抗 弯能力 五、绘制梁模板及配筋图、材料表。 TB 10002.-2005中的一些构造要求（ 5.3条） 1、钢筋的布置形式及钢筋净距 2、混凝土保护层 3、钢筋最小锚固长度 4、弯钩形式及尺寸、钢筋弯曲半径 5、端部支座锚固 6、水平构造钢筋 7、箍筋要求 构 造 要 求 （1 ） 构 造 要 求 （2 ） 构 造 要 求 （3 ） 构造要求（4） 构造要求（5） 梁钢筋图 局部放大 局部放大 局部放大 局部放大 局部放大 局部放大