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普通装配式钢筋混凝土t形梁桥主梁设计计算书1 、选题说明:普通装配式钢筋混凝土T形梁桥主梁设计。、普通装配式钢筋混凝土T形梁桥主梁设计 基本资料:(1)、钢筋混凝土简支梁,5片主梁,主梁间距为2m,主筋采用2片焊接骨架组装。(2)、结构尺寸: 标推跨径=16m , 主梁预制长度=1996m, 计算跨径L=15.5m , 横隔梁3道。 结构安全等级为二级,结构重要性系数=1.0 。 使用环境为类环境。 (3)、 材料:混凝土强度等级为C35 。 钢筋:主筋采用HRB335钢筋,主筋采用2片焊接钢筋骨架。 箍筋:采用HRB335钢筋 。架立筋:采用HRB335钢筋 。(4)、结构内力: 跨中截面:, , 支点截面: , 。内力变化特点: 汽车内力已计入冲击系数 1.352 ; 弯矩按抛物线变化,剪力按直线变化 。(5)、施工时阶段:预制主梁容重按26考虑,吊装时混凝土强度达到设计强度的80%,吊点设在支点处,动力系数按1.2考虑 。、设计计算: 根据已给条件,查附表可得到相应的计算参数:C35混凝上: 抗压强度设计值 : ;抗拉强度设计值 :轴心抗压强度标准值: ;轴心抗拉强度标准值:混凝土弹性模量 : 。 主筋、箍筋、架立筋均采用HRB335钢筋:抗拉强度设计值:拉强度设计值:钢筋弹性模量:1正截面设计计算 持久状况正截面抗弯承载能力的计算及复核。对持久状况正截面抗弯承载能力进行计算,目的是确定纵向受拉钢筋的数量。应根据截面的最大弯矩的设计值来确定。(1)内力计算:弯矩组合设计值:跨中截面: =1.2702.52+1.4982.23+0.81.421.01=2241.68 KN/m剪力组合设计值:支点截面: ; 跨中截面: (2)正截面设计:因为采用的是焊接钢筋骨架配筋,故, 设30mm+0.07h=30+0.071400=128mm,则 ,截面有效高度 =1400 128=1272 mm ,=150mm 。翼缘计算宽度按公路桥规规定,用以下方法计算,并取其中较小者:(a):/3=15500/3=5166.67mm ;(b): 2000mm;(c): 因为 ,取b+2bh+12=180+2150+12150=2280mm取三者中较小值,则取=2000 mm 。判定形截面类型:(a) 公式法:(-)即 弯矩计算值M小于或等于全部翼板高度受压混凝土合力产生的力矩,则 ,属于第一类T形截面,否则属于第二类T形截面。1.02241.68=2241.68 Nmm=16.12000150(1272-150/2)=5781.51 Nmm可见 ,故 ,应按第一类T形梁计算。 由下式确定混凝土受压区高度=(-) (式) 代入数值,1.02241.68=16.12000(1272-)整理得 -2544+139234.78=0解得 =2488 mm(大于梁高,舍去); =56 mm ;将所得值 =56 mm 代入(式),得 =16.10200056=280解得 =6440.00 (a) 也可以查表计算 A= =0.69由上面所得A的值用内插法查C35混凝土正截面抗弯计算AP、表得 =0.252% ,=0.0435 ,受压区高度 =0.04351272=55 d=28 mm及附表18普通钢筋和预应力直线型钢筋最小混凝土保护层厚度(mm)中规定的 30 mm 。钢筋的最小净距为:=180-230-231.6=57 mm 40 mm及1.25d=1.2528=35 mm 故,满足钢筋净距构造要求 。 跨中正截面承载力复核已设计的受位钢筋中,828的面积为4926,425的面积为1964,=280 MPa ,由图 2 钢筋布置图可求得,即=120 mm梁的实际有效高度为:=1400-120=1280 mm(a)判定T形截面类型若满足公式 ,则 , ,属于第一类T形截面,否则属于第二类T形截面。=16.12000150=4.83 K Nm=280(4926+1964)=1.93 K Nm可见, 故,为第一类T形截面 。(b)求受压区高度由公式 =求得,即 =59.9=150 mm说明,截面类型为为第一类T形截面是正确的 。(b) 正截面抗弯承载力由公式 =(-)求得正截面抗弯承载力为:=(-)=16.1200059.9(1280-)=2353.30 KNm=1.02241.68=2241.68 KNm可见, 0.45=0.45= 0.244% 并且 0.2%以上结果表明,该截面的正截面抗弯承载力是足够的 。2斜截面设计计算:持久状况斜截面抗剪承载力计算,斜截面抗剪承载力计算的目的是确定梁内的腹筋、箍筋和弯起钢筋的数量。(1)腹筋设计 截面尺寸的检验(抗剪强度上、下限复核):桥规规定:在钢筋混凝土的支点处,应至少有两根且不少于总数20%的下层钢 筋通过支点截面。假设最下面两根钢筋(228)通过支点,228钢筋的截面面积=1232 20%6890=1378 故, 取梁最底层四根钢筋(428)通过支座截面。支点截面的有效高度:=1400-(30+31.6)=1338 mm0.51=0.511801338=726.66 KN =1.0600.10=600.10 KN截面尺寸符合设计要求 。检查是否需要根据计算配置箍筋 跨中截面 (0.5)=0.51.521801280=175.10 KN 支座截面 (0.5)=0.51.521801338=183.04 KN =1.0118.42=118.42 KN=1.0600.10=600.10 KN由以上计算可得 : 0.5 故 ,应在梁跨中的某段长度范围内按构造要求配置箍筋和弯起钢筋,其余区段应按计算配置腹筋 。(2)计算剪力图分配 由已题目资料已知条件:剪力按直线变化,故,简支梁的剪力包络图,可用直线方程来描述,用公式表示: =+(-)式中: 计算截面至跨中的距离; 跨中截面处的计算剪力; 支座中心处的计算剪力; 距跨中处截面上的计算剪力;L 简支梁的计算跨径。 由 支点剪力组合设计值: =1.0600.10=600.10 KN 跨中剪力组合设计值:=1.0118.42=118.42 KN两点连线,绘出剪力包络图,如图3所示。其中,跨中附近 1.0118.42118.42 KN 2.5 ,取=2.5 ,=1280 mm,支座截面 =100=100=100=1.023,=1338 mm ,则,平均值分别为 p=1.76 , =1309 mm ,箍筋间距为:= =344 mm桥规规定:箍筋间距不应大于梁高的1/2且不应大于400 mm 。若箍筋间距计算取值=250mmh=700mm及400mm ,满足规范的要求,采用8双肢箍筋,箍筋配筋率=0.23% =0.12% (HRB335时)箍筋的配筋率满足要求 。综合上述计算,在支座中心向跨径长度方向1400mm范围内,箍筋间距100mm; 而后至跨中截面统一取箍筋间距250mm 。 (4) 弯起钢筋及斜筋设计设焊接钢筋骨架的架立筋(HRB335)为 22,钢筋重心至梁受压翼板上边缘距离=56mm.弯起钢筋的弯起角度为,弯起钢筋末端与架立钢筋焊接。为了得到每对弯起钢筋的分配剪力,由各排弯起点的构造规定来得到各排弯起钢筋的弯起点计算位置,首先要计算弯起钢筋上、下弯起点之间垂直距离, 现拟定弯起N1N4钢筋,将计算的各排弯起钢筋弯起点截面的以及支座中心距离、分配的剪力计算值、所需的弯起钢筋面积值经计算后汇总,列入表 1.根据桥规规定,简支梁的第一排弯起钢筋(对支座而言)的末端弯折点应位于支座中心截面处。弯起点123
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