装配式钢筋混凝土简支梁设计.doc

装配式钢筋混凝土简支梁（一）已知设计数据及要求钢筋混凝土简支梁全长计算跨径=22.5m，所受均布荷载设计值=44KN/m。型梁截面的尺寸如(图-1)所示(=22.5m)，桥梁处于一类环境条件，安全等级为二级=1.0。（图-1）21m钢筋混凝土简支梁尺寸（尺寸单位：mm）梁体采用C30混凝土，轴心抗压强度设计值，轴心抗拉强度设计值，抗拉强度设计值。主筋采用HRB335级钢筋，箍筋采用R235级，直径为8mm简支梁控制截面的弯矩合设计值和剪力组合设计值经计算为：跨中截面 1/4跨截面 支点截面 要求确定纵向受拉钢筋数量和进行腹筋设计。（二）跨中截面的纵向受拉钢筋计算（1）T型截面梁受压翼板的有效宽度由（图-1）所示的T型截面受压翼板厚度的尺寸，可得翼板平均厚度。则可得到：=22500=7500mm=1580mm故取受压翼板的有效宽度=1520mm（2）钢筋数量计算由附表查得、。查表4-2得=0.56、=1则弯矩计算值=2721 采用焊接钢筋骨架，故设=30+0。071300=121mm，则截面有效高度为:=1300-121=1179mm故属于第二类型截面，由式可得到：求解二次方程得到合理解：=165 mm 满足 将各已知值及x =165mm代入式=8783mm2现选择钢筋为8HRB32（6434）+4HRB28(2463)截面面积=8897mm2钢筋叠高层数为6层，布置如(图-2)。混凝土保护层厚度取32mm=（=32mm），且满足附表1-8的规定。钢筋间横向净距=200-322-235.8=44.4mm40mm及1.25=1.2532=40mm。故满足构造要求。截面复核如下：（图-2）截面配筋图（尺寸单位：mm）由 (图-2)钢筋布置图可求得：=132mm则实际有效高度=1300-132=1168mm将各已知值代入下式：=2725(=2421)故截面复核满足要求，设计安全。（三）腹筋设计(1)截面尺寸检查根据构造要求，梁最底二层钢筋2HRB32通过支座截面，支点截面有效高度为： 截面尺寸符合设计要求。(2)检查是否需要根据计算配置箍筋因，故可在梁跨中的某长度范围内按构造配置箍筋，其余区段应按计算配置箍筋。(3)计算剪力图分配（图-3）在(图-3)所示的包络图中，支点处剪力计算值，跨中处剪力计算值 的截面距跨的距离可由剪力包络图按比例求得，为：在长度范围内可以按照构造配置箍筋。同时，根据公路规规定，在支座中心线向跨径长度方向不小于1倍梁高范围内，箍筋的间距最大为距支座中心线为处的计算剪力值由剪力包络图按比例求得，为：其中应由混凝土和箍筋承担的剪力计算值至少为应由弯起钢筋（包括斜筋）承担的剪力计算值最多为设置弯起钢筋区段长度为4354mm（如图-3所示）。（4）箍筋设计采用直径为8mm的双肢箍筋，箍筋截面积在等截面钢筋混凝土简支梁中，箍筋尽量做到等间距布置。为计算简便，按式（5-5）设计箍筋时，式中的斜截面内纵筋配筋百分率及截面有效高度可近似按支座截面和跨中截面的平均值取用，计算如下。（图-3）计算剪力分配图（尺寸单位mm；剪力单位）跨中截面：支点截面： 则平均值分别为 箍筋间距为：确定箍筋间距的设计值尚应考虑公路桥规的构造要求。若箍筋间距计算值取，是满足规范要求的。但采用直径8双肢箍筋，箍筋配筋率满足规范规定。 综合上述计算，在支座中心向跨径长度方向的1300mm的范围内，设计箍筋间距=100mm;尔后至跨中截面统一的箍筋间距取=270mm。（5）弯起钢筋及斜筋设计设焊接钢筋骨架的架立钢筋（HRB335）为直径22,钢筋重心至梁受压翼板上边缘距离。弯起钢筋的弯起角度为，弯起钢筋末端与架立钢筋焊接。为了得到每个弯起钢筋分配的剪力，由各排弯起钢筋的末端折点应落在前一排弯起钢筋弯起点的构造规定，来得到各排弯起钢筋弯起点计算位置。首先要计算弯起钢筋上、下弯点之间的垂直距离【如（图-4）】.（图-4）弯起钢筋细节（单位：mm）现拟弯起钢筋，将计算的各排弯起钢筋弯起点截面的以及至支座中心距离、分配的剪力计算值、所需的弯起钢筋面积值列入(表-1)。根据公路规规定，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。这时为：弯筋的弯起角为，则第一排弯筋（）的弯起点距支座中心距离为1128mm。弯筋与梁纵轴线的交点距支座中心距离为 弯起钢筋计算表 表-1弯起点12341128109310571025距支座中心距离1128222132784303分配的计算剪力值1421026326需要的弯筋面积956687424175可提供的弯筋面积1609(2HRB32）1609 (2HRB32）1609 (2HRB32）1232(2HRB28）弯筋与梁轴交点到支座中心距离564169327853842对于第二排弯起钢筋，可得到：第二排弯筋（）的弯起点距支座中心距离为。分配给第二排弯起钢筋的计算剪力值，由比例关系计算可得到:得到=102所需要提供的弯起钢筋面积（）为：第二排弯起钢筋与梁轴线交点 距支座中心距离为其余各排弯起钢筋计算方法与第二排弯起钢筋计算方法相同。弯起钢筋的弯起点在欲设置弯起钢筋区域长度之外，故不参加弯起钢筋的计算，（图-4）中以截断钢筋表示。各排弯起钢筋弯起后，相应正截面抗弯承载力计算如（表-2）。将（表-2）的正截面抗弯承载能力在（图-5）上用各平行线表示出来，它们与弯矩包络图的交点分别为由各可求得到跨中截面距离的值（图-5）.现在以（图-5）中所示弯起钢筋弯起点初步位置逐个检查是否满足公路规的要求。第一排弯起钢筋（）其充分利用点的横坐标，而弯起点1的横坐标，说明点位于1点右边，且，满足要求。其不需要点的横坐标，而与梁中轴线交点的横坐标，亦满足要求。钢筋弯起后相应各正截面抗弯承载能力 表-2梁区段截面纵筋有效高度T型截面类别受压区高度抗压承载能力支座中心1点2HRB321250第一类215461点2点4HRB321232第一类4210672点3点6HRB321214第一类6415873点4点8HRB321196第一类8620804点钢筋截断处8HRB32+2HRB281180第一类1022416钢筋截断处梁跨中8HRB32+2HRB281164第二类1762745第二排弯起钢筋（）其充分利用点的横坐标，而弯起点2的横坐标，说明点位于2点右边，且，满足要求。其不需要点的横坐标，而与梁中轴线交点的横坐标，亦满足要求。第三排弯起钢筋（）其充分利用点的横坐标，而弯起点3的横坐标，说明点位于3点右边，且，满足要求。其不需要点的横坐标，而与梁中轴线交点的横坐标，亦满足要求。第四排弯起钢筋（）其充分利用点的横坐标，而弯起点4的横坐标，说明点位于4点右边，且，满足要求。其不需要点的横坐标，而与梁中轴