混凝土课程设计计划任务书.doc

中南大学混凝土结构设计基本原理课程设计书姓 名： 陈垚宇 班 级： 工程管理1101班学 号： 1208110516 指导老师： 杨剑 课程设计任务书铁路桥涵钢筋砼简支梁设计1. 设计内容： 一钢筋混凝土工形截面简支梁，承受均布恒载g=48kN/m(含自重)，均布活载q=76kN/m，计算跨度12m（具体见下表），截面尺寸如下图所示。箍筋采用Q235级，按铁路桥涵设计规范（TB10002.3-2005）设计该梁。要求：（1）按抗弯强度确定所需的纵筋的数量。（2）设计腹筋，并绘制抵抗弯矩图和弯矩包络图，并给出各根弯起钢筋的弯起位置。（3）验算裂缝是否满足要求。（4）验算挠度是否满足要求。（5）绘梁概图：以半立面、剖面表示出梁各部尺寸。（6）绘主梁钢筋图：以半跨纵剖面、横剖面表示出梁内主筋、箍筋、斜筋、架立筋、纵向水平及联系筋的布置和主筋大样图。（7）材料表。砼钢筋梁跨度mC35HRB33512m第一部分 主梁的设计计算为了简化计算，根据规范TB10002.3-2005规定，可以按照T形截面梁计算。对所给参考截面修改为如下所示： 选用的材料及其主要参数：梁的跨度,钢筋选用HRB335，混凝土选用C35，% 一 荷载和内力1. 均布恒载 2. 均布活载 3. 总荷载 二 简支梁内力计算计算简图如下1.A截面剪力弯矩2.B截面剪力弯矩3.C截面剪力弯矩4.D截面剪力弯矩5.E截面剪力弯矩三梁的纵向受力主筋计算 板的净保护层厚度取为35mm，梁的受力钢筋采用HRB335，查规范TB10002.3-2005，得,，混凝土采用C35,查规范TB10002.3-2005得，（弯曲受压）,；取(桥跨结构)。1. 配筋试算（跨中截面为控制截面）由于梁的高度为1900mm，高度较高，假设受力主筋按两排布置,根据修改过的梁截面：，根据T形梁截面设计经验公式：；可取32的钢筋10根，则其面积由规范TB10002.3-2005有：受拉区域的钢筋可以单根或两至三根成束布置，钢筋的净距不得小于钢筋的直径（对带肋钢筋为计算直径），并不得小于30mm。 因此可以得到梁的纵向主筋布置如下图： 四跨中纵向受力钢筋的应力验算1.首先假设中性轴在翼缘内 根据规范TB10002.3-2005，最小配筋率%，由上图可知，恰好和假设的相同。则%,300，由此可知中性轴在腹板内。2.在腹板内由解得：有以上验算可得，跨中主筋和混凝土的强度均满足要求。五腹筋的设计计算 剪力的最大值，对应的剪应力1.主拉应力的容许应力与设计原则 根据TB10002.3-2005，对于C35混凝土（）（1） 有箍筋及斜筋时主拉应力的最大容许值（2） 无箍筋及斜筋时主拉应力的最大容许值（3） 梁部分长度中全由混凝土承受的主拉应力最大值 由于主拉应力在之间，所以必须按计算设置腹筋，但主拉应力小于的部分梁段内，可仅按照构造要求配腹筋。(如下图所示)2.箍筋的设计计算如上图所示需要配置腹筋的长度为，箍筋采用Q235，有规范可得，采用10的双肢箍筋（），取。 箍筋除用以承受主拉应力外，还起到保持主要受力钢筋的正确位置和联系受拉及受压区的作用，因此，即使计算不需要设置箍筋，也应按构造要求设置。具体的箍筋配置方法见附图。3.斜筋的设计计算如上剪力图所示，斜筋承受的剪力为梯形出去由箍筋承受的矩形面积。所需要的斜筋总面积：需要弯起的根数,取根布置斜筋的时候，应使各斜筋承担斜拉力的大小相等，或与其截面面积成正比，斜筋一般与中性轴成45夹角，布置的同时应根据每个横截面至少交于一根以上的斜筋，要求前后斜筋的投影应搭接，并作适当调整。本设计中采用作图法（见附图）六跨中截面裂缝宽度验算 查规范TB10002.32005有：钢筋混凝土T形受弯构件截面受拉边缘的裂缝宽度验算公式：其中：K1钢筋表面形状影响系数。对于螺纹钢筋K1=0.8 M1活载引起的弯矩；M2恒载引起的弯矩。M全部计算荷载引起的总弯矩系数，对光圆钢筋取0.5，对带肋钢筋取0.3中性轴至受拉区边缘的距离与中性轴至受拉钢筋重心的距离之比，对梁和板分别取值为1.1和1.2d受拉钢筋的直径受拉钢筋重心处钢筋应力Es钢筋的弹性模量，取受拉钢筋的有效配筋率，其中： n1、n2、n3、单根、两根一束、三根一束的受拉钢筋根数；考虑成束钢筋的系数，对单根钢筋，两根一束，三根一束。对于本方案：，,综上可得：裂缝宽度符合要求。七跨中挠度验算，,所以跨中挠度满足要求八弯矩包络图和材料图按上述方法布置斜筋时，还应检查纵筋弯起后所余部分能否满足截面抗弯要求，即要求材料图覆盖包络图。共弯5根，分五次弯起，弯起时先中间后左右两边跨中截面安全，具体材料图和弯矩包络图的关系见附图。第二部分 梁上翼缘板的设计计算一荷载的计算（取1m板宽） 恒载 活载 计算简图如下图； A截面处内力计算：B截面处内力计算：二板厚的验算板的净保护层厚度取35mm，受力钢筋采用，查铁路桥梁钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范TB10002.3-2005，得，混凝土为C35，查TB10002.32005得，n=15A为控制截面：， ， ，所以板厚验算合格三配筋并验算最小配筋率 采用710130，故板内的配筋如下图所示：翼缘配筋图四钢筋以及混凝土的应力验算有规范可知，对于A截面：，；经验算控制截面B截面的混凝土压应力与主拉应力、钢筋的拉应力均小于其规定的容许应力，故验算合格五翼缘板的裂缝宽度验算根据规范可知：；综上所述，裂缝宽度满足要求第三部分 材料表编号直径（mm）每根长（m）数量（根）总长（m）备注19.0501梁内主部211.2201同上31.2661同上41.3461同上51.2861同上612.460562.3梁纵向受力主筋71.1104954.39下翼缘箍筋84.11