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结构设计原理任务书及指导书 结构设计原理结构设计原理课程设计任务书题题目装配式预应力钢筋混凝土简支T梁设计时时间月日至月日共1周专专业土木工程班班级学学号姓姓名指导教师（签字）系主任（签字） 一、设计内容及要求设计内容包括拟定主梁的截面尺寸，计算荷载效应；预应力钢筋数量的计算、布置，计算截面几何特征值；承载能力极限状态计算（正、斜截面强度计算）；预应力损失计算；正常使用极限状态计算（正截面抗裂性、变形、裂缝宽度计算）；持久状况应力验算；短暂状态应力验算；局部承压验算；绘制配筋图。 设计要求学生独立、积极、认真的完成设计任务；严格遵守设计纪律，按时出勤；刻苦钻研；设计思路正确；设计内容完整；设计说明书文理通顺、步骤严密；设计图纸整洁；充分、合理地利用设计规范。 二、设计原始资料1.公路预应力混凝土简支T梁的标准跨径为25m、30m、35m、40m。 2.设计荷载为公路I级或公路II级；人群荷载为3.0m KN/2，结构重要性系数取0. 9、1. 0、1.1；主梁自重按钢筋混凝土容重3/25m KN=，桥面铺装按5m KN/2计算。 3.材料混凝土采用C 40、C50。 预应力钢筋采用17标准型15.2_1860_II_GB/T52241995钢绞线。 普通钢筋采用HRB335钢筋。 三、设计完成后提交的文件和图表（一）设计说明书1.设计资料；2.拟定主梁的截面尺寸；3.计算主梁全截面几何特性；4.主梁内力计算；5.预应力钢筋数量的计算、布置；6.主梁截面几何特性计算；7.持久状况承载能力极限状态计算（正、斜截面强度计算）；8.预应力损失计算；9.应力验算（短暂状态应力验算、持久状况正应力验算、持久状况主应力验算）；10.抗裂性验算（正截面、斜截面抗裂性）；11.主梁变形；12.锚固区局部承压验算。 （二）图纸绘制3号配筋图一张。 四、进度安排1星期一熟悉设计资料，拟定主梁的截面尺寸，计算作用效应并组合。 2星期二预应力钢筋数量计算、布置，计算截面几何特征值，并进行持久状况承载能力极限状态计算。 3星期三预应力损失计算。 4星期四应力验算（短暂状态应力验算、持久状况正应力验算、持久状况主应力验算）；正截面抗裂性、变形、裂缝宽度计算。 5星期五，局部承压验算，绘制配筋图,设计答辩,上交设计结果。 五、主要参考资料1.公路桥涵设计通用规范（JTG D060xx）；2.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D062xx）简称公桥规；3.结构设计原理，邵容光主编；4.材料力学、结构力学、工程制图。 六、成绩评定评分标准成绩优良中及格不及格设计态度（15分）积极认真刻苦钻研按时出勤积极认真按时出勤认真出勤较好比较认真出勤较好不认真，缺课超过学校规定设计能力（30分）独立设计方法正确符合规范独立设计方法正确基本符合规范教师指导下完成设计任务方法正确教师指导下完成设计任务方法基本正确不能独立设计方法不正确且不接受教师指导设计质量（55分）内容完整方案正确步骤严密文理通顺图纸整洁内容完整方案正确步骤严密文理通顺图纸整洁内容基本完整方案基本正确文理基本通顺图纸比较整洁内容基本完整方案基本正确说明书基本能说明问题图纸比较整洁内容不完整方案不正确图纸不整洁缺项较多结构设计原理课程设计指导书题题目装配式预应力混凝土简支T梁设计指导教师（签字）系主任（签字）结构设计原理课程设计指导书（一）全预应力混凝土结构设计 一、主梁截面尺寸确定及荷载效应计算主梁翼缘板宽度按主梁间距减去20mm拼装缝计算；主梁高度按经验公式hl=110118确定；腹板厚度按经验公式hb=28确定；翼缘板厚度按公桥规确定；横隔梁宽度（上宽下窄）及横隔梁高度确定。 二、荷载效应计算利用影响线求支点、l/ 8、l/ 4、l/2截面的弯矩和剪力，计算时注意利用影响线的特点。 1.自重荷载集度的计算自重荷载集度包括预制主梁自重荷载集度11g，主梁湿接缝荷载集度21g，横隔梁自重荷载沿主梁均布的荷载集度2g，桥面铺装等荷载集度3g。 2.可变荷载集度的计算3.利用影响线求l/ 8、l/ 4、l/2截面的弯矩 （1）求自重荷载弯矩标准值K GM 11、K GM 12、K GM 2、K GM3； （2）求可变荷载弯矩标准值K QM 1、K QM2； （3）求使用荷载组合值短期效应组合sdM；长期效应组合ldM。 该荷载用于计算梁的应力及变形。 （4）求弯矩设计值dM。 该荷载用于计算梁的强度。 4.利用影响线求支点、l/ 8、l/ 4、l/2截面的剪力 （1）求自重荷载剪力标准值K GV 11、K GV 12、K GV 2、K GV3； （2）求可变荷载剪力标准值K QV 1、K QV2； （3）求剪力设计值dV，该荷载用于计算梁的强度。 三、钢筋数量的计算及主梁截面几何特性的计算（一）钢筋数量的计算根据全预应力混凝土构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量。 )1)(8.0(85.0WeAWMNpspe+=（二）预应力钢筋布置按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的要求布置预应力钢束。 根据sK?pes0.85(0.8)NMx pKe+peG1KNM进行束界验算。 四、主梁截面几何特性的计算后张法预应力混凝土梁，由于在张拉钢束时孔道内尚未压浆，因此截面按净截面（忽略构造钢筋的影响）计算，在使用阶段，孔道内已压浆，预应力钢筋与混凝土结合为整体，故按换算截面计算。 五、承载能力极限状态（正、斜截面承载能力）验算（一）正截面承载力验算正截面承载力应满足u dMM0要求。 （二）斜截面承载力验算1.复核截面尺寸。 2.确定配箍的形式。 3.确定需要验算的截面。 4.进行斜截面承载力验算。 斜截面承载力应满足u dVV0要求。 注意b、h0为通过斜截面受压区顶端截面上的最小腹板宽度、有效高度。 六、预应力损失的计算及各阶段有效预应力的确定（一）按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.1.3条确定张拉控制应力con。 （二）预应力损失的计算1.按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.2条计算1l；2.按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.3条计算2l；3.按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.5条计算4l；4.按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.6条计算5l5.按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.7计算6l。 （三）预应力损失组合及有效预应力的确定按预加应力阶段和使用阶段对预应力损失进行组合，并求出相应阶段钢筋的有效预应力。 七、应力计算应力验算包括短暂状态应力验算、持久状况正应力验算、持久状况主应力验算。 短暂状况的应力验算指构件在施工阶段由预加力（扣除相应预应力损失）、构件自重及其他施工荷载引起的截面应力验算。 持久状况正应力验算指使用阶段正截面混凝土的法向应力、受拉钢筋的拉应力验算。 注意截面几何特征值的选择。 八、抗裂性验算注意截面几何特征值的选择。 八、抗裂性验算全预应力混凝土构件应进行荷载短期效应组合下正截面抗裂性验算和斜截面抗裂性验算。 注意截面几何特征值的选择。 九、主梁变形（挠度）计算 九、主梁变形（挠度）计算包括荷载短期效应组合下主梁挠度验算、预加力引起的上拱度计算及预拱度设置。 十、锚固端局部承压的验算 十、锚固端局部承压的验算 1、按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的9.4.1条在锚下设置锚垫板、钢筋网、螺旋钢筋。 2、按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的5.7.1条进行局部承压区尺寸验算。 3、按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的5.7.2条计算局部承压承载力验算。 说明若 2、3计算不能满足要求时，可考虑局部压力作用时间较短暂，钢绞线一旦锚固，即发生锚具变形、钢筋回缩等应力损失，则可以扣除相应的预应力损失重新计算。 结构设计原理课程设计指导书（二）部分预应力混凝土A类结构设计 一、主梁截面尺寸确定及荷载效应计算主梁翼缘板宽度按主梁间距减去20mm拼装缝计算；主梁高度按经验公式hl=110118确定；腹板厚度按经验公式hb=28确定；翼缘板厚度按公桥规确定；横隔梁宽度（上宽下窄）及横隔梁高度确定。 二、荷载效应计算利用影响线求支点、l/ 8、l/ 4、l/2截面的弯矩和剪力，计算时注意利用影响线的特点。 1.自重荷载集度的计算自重荷载集度包括预制主梁自重荷载集度11g，主梁湿接缝荷载集度21g，横隔梁自重荷载沿主梁均布的荷载集度2g，桥面铺装等荷载集度3g。 2.可变荷载集度的计算3.利用影响线求l/ 8、l/ 4、l/2截面的弯矩 （1）求自重荷载弯矩标准值K GM 11、K GM 12、K GM 2、K GM3； （2）求可变荷载弯矩标准值K QM 1、K QM2； （3）求使用荷载组合值短期效应组合sdM；长期效应组合ldM。 该荷载用于计算梁的应力及变形。 （4）求弯矩设计值dM。 该荷载用于计算梁的强度。 4.利用影响线求支点、l/ 8、l/ 4、l/2截面的剪力 （1）求自重荷载剪力标准值K GV 11、K GV 12、K GV 2、K GV3； （2）求可变荷载剪力标准值K QV 1、K QV2； （3）求剪力设计值dV，该荷载用于计算梁的强度。 三、钢筋数量的计算及主梁截面几何特性的计算（一）钢筋数量的计算根据部分预应力混凝土A类构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量。 WeAfWMNptkspe+?=17.0（二）预应力钢筋布置按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的要求布置预应力钢束。 进行束界验算。 四、主梁截面几何特性的计算后张法预应力混凝土梁，由于在张拉钢束时孔道内尚未压浆，因此截面按净截面（忽略构造钢筋的影响）计算，在使用阶段，孔道内已压浆，预应力钢筋与混凝土结合为整体，故按换算截面计算。 五、承载能力极限状态（正、斜截面承载能力）验算（一）正截面承载力验算正截面承载力应满足u dMM0要求。 （二）斜截面承载力验算1.复核截面尺寸。 2.确定配箍的形式。 3.确定需要验算的截面。 4.进行斜截面承载力验算。 斜截面承载力应满足u dVV0要求。 注意b、h0为通过斜截面受压区顶端截面上的最小腹板宽度、有效高度。 六、预应力损失的计算及各阶段有效预应力的确定（一）按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.1.3条确定张拉控制应力con。 （二）预应力损失的计算1.按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.2条计算1l；2.按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.3条计算2l；3.按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.5条计算4l；4.按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.6条计算5l5.按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.7计算6l。 （三）预应力损失组合及有效预应力的确定按预加应力阶段和使用阶段对预应力损失进行组合，并求出相应阶段钢筋的有效预应力。 七、应力计算应力验算包括短暂状态应力验算、持久状况正应力验算、持久状况主应力验算。 短暂状况的应力验算指构件在施工阶段由预加力（扣除相应预应力损失）、构件自重及其他施工荷载引起的截面应力验算。 持久状况正应力验算指使用阶段正截面混凝土的法向应力、受拉钢筋的拉应力验算。 注意截面几何特征值的选择。 八、抗裂性验算注意截面几何特征值的选择。 八、抗裂性验算部分预应力混凝A类土构件应进行荷载短期效应组合下正截面抗裂性验算和斜截面抗裂性验算。 注意截面几何特征值的选择。 九、主梁变形（挠度）计算 九、主梁变形（挠度）计算包括荷载短期效应组合下主梁挠度验算、预加力引起的上拱度计算及预拱度设置。 十、锚固端局部承压的验算 1、按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的9.4.1条在锚下设置锚垫板、钢筋网、螺旋钢筋。 2、按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的5.7.1条进行局部承压区尺寸验算。 3、按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的5.7.2条计算局部承压承载力验算。 说明说明若 2、3计算不能满足要求时，可考虑局部压力作用时间较短暂，钢绞线一旦锚固，即发生锚具变形、钢筋回缩等应力损失，则可以扣除相应的预应力损失重新计算。 结构设计原理课程设计指导书（三）部分预应力混凝土B类结构设计 一、主梁截面尺寸确定及荷载效应计算主梁翼缘板宽度按主梁间距减去20mm拼装缝计算；主梁高度按经验公式hl=110118确定；腹板厚度按经验公式hb=28确定；翼缘板厚度按公桥规确定；横隔梁宽度（上宽下窄）及横隔梁高度确定。 二、荷载效应计算利用影响线求支点、l/ 8、l/ 4、l/2截面的弯矩和剪力，计算时注意利用影响线的特点。 1.自重荷载集度的计算自重荷载集度包括预制主梁自重荷载集度11g，主梁湿接缝荷载集度21g，横隔梁自重荷载沿主梁均布的荷载集度2g，桥面铺装等荷载集度3g。 2.可变荷载集度的计算3.利用影响线求l/ 8、l/ 4、l/2截面的弯矩 （1）求自重荷载弯矩标准值K GM 11、K GM 12、K GM 2、K GM3； （2）求可变荷载弯矩标准值K QM 1、K QM2； （3）求使用荷载组合值短期效应组合sdM；长期效应组合ldM。 该荷载用于计算梁的应力及变形。 (4）求弯矩设计值dM。 该荷载用于计算梁的强度。 4.利用影响线求支点、l/ 8、l/ 4、l/2截面的剪力 (1)求自重荷载剪力标准值K GV 11、K GV 12、K GV 2、K GV3； (2)求可变荷载剪力标准值K QV 1、K QV2；(3）求剪力设计值dV，该荷载用于计算梁的强度。 三、钢筋数量的计算及主梁截面几何特性的计算（一）钢筋数量的计算根据部分预应力混凝土B类构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量。 )1)(9.085.0(WeAWMNpNstspe+?（二）预应力钢筋布置按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的要求布置预应力钢束。 进行束界验算。 四、主梁截面几何特性的计算后张法预应力混凝土梁，由于在张拉钢束时孔道内尚未压浆，因此截面按净截面（忽略构造钢筋的影响）计算，在使用阶段，孔道内已压浆，预应力钢筋与混凝土结合为整体，故按换算截面计算。 五、承载能力极限状态（正、斜截面承载能力）验算（一）正截面承载力验算正截面承载力应满足u dMM0要求。 （二）斜截面承载力验算1.复核截面尺寸。 2.确定配箍的形式。 3.确定需要验算的截面。 4.进行斜截面承载力验算。 斜截面承载力应满足u dVV0要求。 注意b、h0为通过斜截面受压区顶端截面上的最小腹板宽度、有效高度。 六、预应力损失的计算及各阶段有效预应力的确定（一）按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.1.3条确定张拉控制应力con。 （二）预应力损失的计算1.按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.2条计算1l；2.按公路钢筋混凝土及预应