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文档简介

目录一、题目:装配式钢筋混凝土简支T梁桥计2二、基本设计参数2三、计算内容21. 主梁截面设计22. 计算主梁的荷载横向分布系数32.1 计算几何特性32.2 计算抗弯参数和抗扭参数52.3 计算各主梁横向影响线坐标53. 主梁内力计算.103.1 永久作用效应.103.2 可变作用效应.114. 由弯矩剪力作用效应组合,绘出弯矩和剪力包络图.165. 进行主梁正截面、斜截面设计及全梁承载力验算165.1配置主梁受力设计165.2持久状况承载能力极限状态下截面设计、配筋与验算185.3斜截面抗剪承载力计算195.4箍筋设计235.5斜截面抗剪承载力验算235.6 持久状况斜截面抗弯极限承载力验算.285.7 持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算.285.8 持久状态正常使用极限状态下挠度验算.296. 行车道板、横隔梁内力计算327. 横隔梁的内力计算及配筋.347.1 计算跨中横隔梁的弯矩影响线坐标347.2计算荷载的峰值357.3横隔梁截面配筋与验算378. 图纸绘制39桥梁工程课程设计任务书一、题目:装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算二、基本设计参数1. 桥面净空:净9+21.0m(人行道)2. 主梁跨径及全长标准跨径: 10.00m(墩中心距离)主梁全长: 9.50m(支座中心距离)计算跨径: 9.96m(主梁预制长度)3. 设计荷载:公路 I 级荷载,人群3.0KN/m。4. 材料:钢筋:主筋用HRB335级钢筋,其他用R235级钢筋。 混凝土:C50, 容重26kN/m3;桥面铺装采用沥青混凝土:容重23kN/m3;桥面铺装混凝土垫层:容重24kN/m3。5. 设计依据公路桥涵设计通用规范(JTJ D602004)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ D622004);6. 参考资料 结构设计原理:叶见曙,人民交通出版社; 桥梁工程:姚玲森,人民交通出版社; 公路桥梁设计手册 梁桥(上、下册) 人民交通出版社 桥梁计算示例丛书 混凝土简支梁(板)桥(第三版) 易建国主编.人民交通出版社(5)钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥结构设计闫志刚编.机械工业出版社三、计算内容1. 主梁截面设计桥梁横断面和主梁纵断面图(单位:cm)2. 计算主梁的荷载横向分布系数本次设计跨内设有三道横隔梁,具有可靠的横向联系,且承重结构的宽跨比为:B/=6180/950=1.1370.5,故不可以用偏心压力法绘制影响线和计算横向分布系数。如前所述具有可靠的横向联系,故可采用比拟正交异性板法(或G-M法)绘制影响线和计算横向分布系数。主梁抗弯及抗扭惯性矩计算图式(单位:cm)2.1 计算几何特性(1)主梁的抗弯惯矩和比拟单宽抗弯惯矩求主梁界面的重心位置(见图2-1):翼缘板厚按平均厚度计算,其平均板厚为:则 抗弯惯性矩为:主梁的比拟单宽抗弯刚度:(2)横隔梁抗弯惯矩和比拟单宽抗弯惯矩翼缘板有效宽度的计算计算图示如图2-2所示隔梁的尺寸取两边主梁的轴线间距,即横隔梁截面特性计算示意图(单位:cm) ,根据的比值查表可得翼板的有效工作宽度时, 求横隔梁的截面重心位置:横隔梁的抗弯惯矩为:则横隔梁的比拟单宽抗弯惯矩为:(3)主梁和横梁的抗扭惯矩对于主梁梁肋:主梁翼板的平均厚度:由 则: 对于横隔梁梁肋;=0.14/(0.7-0.12)=0.24,查表得=0.28262.2 计算抗弯参数和抗扭参数 则2.3 计算各主梁横向影响线坐标(1)跨中荷载横向分布系数已知,查“GM”图表得影响系数和值如下表所示;表21 影响系数K1和K0的值影响系数梁位荷载位置校核B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-BK100.610.760.971.251.431.250.970.760.618B/40.981.161.371.481.240.940.670.480.368.01B/21.541.661.621.330.980.670.460.350.157.9153B/42.412.131.621.110.750.520.350.270.198.05B3.362.431.540.930.590.380.270.170.128.05K00-0.50.331.051.782.131.781.050.33-0.458B/40.1411.7221.761.150.53-0.1-0.557.905B/21.742.052.141.691.040.510.12-0.2-0.557.9553B/43.983.122.051.090.390-0.19-0.3-0.327.98B7.074.251.720.14-0.5-0.5-0.41-0.2-0.038.01用内插法求各梁位处横向影响线坐标值如图所示:图2-3 (单位:cm) 对于1号、6号梁: 对于2号、5号梁: 对于3号、4号梁: (表示梁位在0点的位置)列表计算各梁的横向分布系数1号、2号和3号梁的横向影响线坐标值梁号算式荷载位置B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-B1K1=0.33KB+0.67K3B/42.724 2.229 1.594 1.051 0.697 0.474 0.324 0.237 0.167 K0=0.33KB+0.67K3B/45.000 3.493 1.941 0.777 0.093 -0.165 -0.263 -0.274 -0.224 K1-K0-2.276 -1.264 -0.348 0.274 0.604 0.639 0.586 0.511 0.391 (K1-K0)-0.473 -0.263 -0.072 0.057 0.126 0.133 0.122 0.106 0.081 K=K0+(K1-K0)4.526 3.230 1.869 0.834 0.219 -0.032 -0.141 -0.167 -0.143 =K/60.754 0.538 0.311 0.139 0.036 -0.005 -0.023 -0.028 -0.024 2K1=KB/21.540 1.660 1.620 1.330 0.980 0.670 0.460 0.350 0.150 K0=KB/21.740 2.050 2.140 1.690 1.040 0.510 0.120 -0.190 -0.550 K1-K0-0.2-0.39-0.52-0.36-0.060.160.340.540.7(K1-K0)-0.042 -0.081 -0.108 -0.075 -0.012 0.033 0.071 0.112 0.146 K=K0+(K1-K0)1.698 1.969 2.032 1.615 1.028 0.543 0.191 -0.078 -0.404 =K/60.283 0.328 0.339 0.269 0.171 0.091 0.032 -0.013 -0.067 3K1=0.33Ko+0.67Kb/40.858 1.028 1.238 1.404 1.303 1.042 0.769 0.572 0.443 K0=0.33Ko+0.67Kb/4-0.102 0.779 1.499 1.927 1.882 1.358 0.702 0.075 -0.504 K1-K00.960 0.249 -0.261 -0.523 -0.579 -0.316 0.067 0.497 0.947 (K1-K0)0.200 0.052 -0.054 -0.109 -0.121 -0.066 0.014 0.103 0.197 K=K0+(K1-K0)0.098 0.831 1.445 1.819 1.762 1.292 0.716 0.179 -0.307 =K/60.016 0.138 0.241 0.303 0.294 0.215 0.119 0.030 -0.051 绘制横向分布影响图:1#,2#,3#梁荷载横向分布系数计算(单位:cm)汽车荷载距人行道边缘距离不小于50cm,人行荷载取,人行道板以单侧的线荷载作用在人行道上。各梁的横向分布系数: 公路I级: 人群荷载: (2) 梁端剪力横向分布系数(按杠杆原理法)梁端荷载横向分布系数计算图示(单位:cm)公路I级,人群荷载,荷载跨中支点1号2号3号1号2号3号0.4190.3380.3380.4900.3610.50.6930.6910.6910.2650.05310278-0.22203. 主梁内力计算3.1永久作用效应永久荷载 假定桥面板构造各部分重力平均分配给主梁承担,则计算结果见下表a,主梁 b,横隔梁 边梁:中梁: c,铺装层:d,栏杆、人行道:作用于边主梁的全部恒载: 作用于中主梁的全部横载:恒载内力计算边主恒载梁内力 截面内力 内力剪力弯矩支座X=070.5850跨中X=L/20167.64中主梁恒载内力截面内力 内力剪力弯矩支座X=073.435kN0跨中X=L/20174.41影响线面积计算表项目计算图示影响线面积M1/2V1/2()V0永久作用效应计算见下表粱号 q w0 Qw0 q w0 qw01(6)19.439111.28219.273019.43914.7592.33572(5)17.354711.28195.708017.35474.7582.43483(4)17.192711.28193.933717.19274.7581.66533.2可变作用效应1)汽车荷载冲击系数计算:结构的冲击系数与结构的基频有关,故应先计算结构的基频,简支梁的基频简化公式为 由于,故可由下式计算汽车荷载的冲击系数:2) 公路-I级均布荷载标准值、集中荷载及其影响线面积计算如下:公路-级规定:均布荷载;集中荷载桥梁计算跨径小于等于5m时;桥梁计算跨径大于或等于50m时,;其间按线性内插法取用。即,计算剪力时: 公路-I级及其影响线面积表 项 目 顶点位置 M1/2 L/2处10.519811.28 V0 支点处10.5237.64.75 V1/2 L/2处10.5237.61.19可变作用每延米人群荷载: 3)可变作用效应弯矩计算弯矩计算公式如下: 其中,由于只能布置两车道,故横向折减系数。计算跨中处弯矩时,可近似认为荷载横向分布系数沿跨长方向均匀变化,故各主梁值相同。公路I级车道荷载产生的弯矩计算表粱号内 力1M1/20.4191.4510.511.281982.375357.6592M1/20.38811.282.375331.1973M1/20.49011.282.375418.264人群荷载产生的弯矩(单位:)梁号内力1M1/20.69111.28323.3832M1/20.26511.2838.9683M1/20.05311.2831.794基本荷载组合:按桥规规定,永久作用设计值效应与可变作用设计值效应的分项系数为:永久荷载作用分项系数:;汽车荷载作用分项系数:;人群荷载作用分项系数:;弯矩基本组合公式为: 式桥梁结构重要性系数。在作用效应组合中除汽车荷载效应(含冲击力、离心力)的其他可变作用效应的组合系数,人群荷载的组合系数取0.8。弯矩基本组合计算表梁号内力永久荷载人群荷载汽车荷载弯矩基本组合1167.6423.383357.659734.6272174.418.968331.197685.5233174.411.794418.264797.3734) 可变作用的剪力效应计算:在可变作用剪力效应计算时,应计入横向分布系数沿桥跨方向变化的影响。通常按如下方法处理,先按跨中的由等代荷载计算跨中剪力效应;再用支点剪力荷载横向分布系数并考虑支点至L/4为直线变化来计算支点剪力效应。A、 跨中截面剪力的计算 跨中剪力的计算结果见表3-8和见表3-9。公路I级车道荷载产生的剪力V1/2计算表(单位:)梁号内力剪 力效 应1V1/20.4191.4510.51.19237.60.579.7682V1/20.38873.8673V1/20.49093.2851人群荷载产生的跨中剪力计算表(单位:)梁号内力剪力效应1V1/20.69131.192.4672V1/20.2650.9463V1/20.0530.189B、支点剪力计算计算支点剪力效应的横向分布系数的取值为;a、 支点处按杠杆原理计算b、 处按跨中弯矩的横向分布系数。c、 支点及到另一支点段在和之间按照直线规律变化(3) 梁端剪力效应计算:汽车荷载作用及横向分布系数取值如图所示:汽车荷载产生的支点剪力效应计算图式(单位:cm)计算公式 :计算结果及过程如下:1号梁:2号梁:3号梁:人群荷载作用及横向分布系数沿桥跨方向取值见下图:人群荷载支点剪力计算图式(单位:cm)计算结果及过程如下:1号梁:2号梁:3号梁:剪力效应基本组合计算结果见下表(表3-11);基本组合公式为各分项系数取值同弯矩基本组合计算。剪力效应基本组合(单位:KN)粱号内力永久荷载人群汽车荷载基本组合值1V070.58511.94105.95249.706V1/202.46779.76814.3292V073.4352.4139.55286.852V1/200.94673.867104.7383V073.4350.58178.12338.302V1/200.18993.285130.8644.由弯矩剪力作用效应组合,绘出弯矩和剪力包络图;弯矩和剪力包络图如下图所示:5. 进行主梁正截面、斜截面设计及全梁承载力验算;5.1配置主梁受力设计由弯矩基本组合表可知,3号梁值最大,考虑施工方便,偏于安全设计,一律按3号梁计算弯矩进行配筋。设钢筋保护层厚度3cm,钢筋重心至底边距离,则主梁的有效高度。已知1号梁的跨中弯矩,下面判断主梁为第一类T形截面或第二类T形截面:若满足,则受压区全部位于翼缘板内,为第一类T形截面,否则位于腹板内,为第二类T形截面。式中,为桥跨结构重要性系数,取1.0;为混凝土轴心抗压强度设计值,本次设计采用C50混凝土,故;为T形截面受压翼缘有效宽度,公路桥规规定,T形截面内梁(3号梁属于内梁)的受压翼板有效宽度用下列三者中最小值:(1) 计算跨径的1/3:(2) 相邻两梁的平均间距:d=180cm(3)此处,b为梁肋宽度,其值为16cm,为承托长度,其值为82cm,为受压翼缘悬出板的平均厚度,其值为12cm。 所以取 。判别式左端为 判别式右端为因此,受压区位于翼缘板内,属于第一类T形截面。应按宽度为的矩形截面进行正截面抗弯承载力计算。设混凝土截面受压区高度为x,则利用下式计算:即 整理得 解得 根据公式 选用6根直径为25mmHRB335级钢筋和4根直径为20mm的HRB335级钢筋。则 ,钢筋布置如图所示:图5-1 钢筋布置图(单位cm)混凝土保护层厚度取30mmd=25mm及规范规定30mm,钢筋间横向净距=180-230-228.4=63.2mm40mm及1.25d=1.2525=31.25mm。满足构造要求。钢筋的重心位置为:则 查表可知,则截面的受压区高度符合规范要求。配筋率: 满足规范要求。5.2持久状况承载能力极限状态下截面设计、配筋与验算按截面实际配筋值计算受压区高度为:截面抗弯极限状态承载力满足规范要求。5.3斜截面抗剪承载力计算由剪力效应组合可知,支点剪力以3号梁最大,跨中剪力效应以3号梁最大,偏于安全设计,均取最大值进行设计,即:。假定最下排两根钢筋没有弯起而直接通过支座,则须满足构造要求:公路桥规规定,在钢筋混凝土梁的支点处,应至少有两根并且不少于总数1/5的下层受拉钢筋通过,即:100 %982/4201=23.363%20%,满足规范要求。(1)上限值截面尺寸检查根据构造要求,梁最底层2根直径为25mmHRB335钢筋通过支座截面。则: ()即: 故梁端部抗剪截面尺寸满足要求。(2)下限值检查是否需要根据计算配置箍筋规范规定若()满足,可不需要进行斜截面抗剪强度计算,仅按构造要求设置钢筋。即: 故可在梁跨中的某长度范围内按构造配置箍筋,其余区段应进行持久状态斜截面抗剪承载力验算。(3)斜截面配筋计算图式对于计算剪力的取值方法,公路桥规规定:最大剪力取用距支座中心h/2(梁高的一半)处截面的数值,其中混凝土与箍筋共同承担不小于60%,弯起钢筋(按450弯起)承担不大于40%;计算第一排(从支座向跨中计算)弯起钢筋时,取用距支座中心h/2处由弯起钢筋承担的那部分剪力值;计算以后每一排弯起钢筋时,取用前一排弯起钢筋点出由弯起钢筋承担的那部分剪力值。弯起钢筋配置计算图式如图(图5-2):说明:架立钢筋选用2根22mmHRB335级钢筋,弯起钢筋末端与架立钢筋焊接。为了满足弯起钢筋的抗剪承载力的需要另加和的4根14mmHRB335级钢筋,与纵向受拉钢筋和架立钢筋均焊接。为了得到每对弯起钢筋分配的剪力,首先要计算弯起钢筋上、下弯点之间的垂直距离Hi。现拟弯起5排钢筋,将计算的各排弯起钢筋弯起点截面的Hi以及距支座中心距离、分配的剪力计算值、所需的弯起钢筋面积值列入表5-1。弯起钢筋配置及计算图示(尺寸单位:cm)由内插可得:距梁高h/2处的剪力值为则,弯起钢筋计算表斜筋排次上下弯点间的垂直距离(m)弯起点至支座中心的距离分配的计算剪力值需要弯筋的面积可提供的弯筋面积10.71650.7165127.46858.36(982)20.64651.363115.83780.02(982)30.57941.942487.62590.05(628)450.51442.456862.32419.67(628)50.44482.901639.86268.42(308)60.44483.346420.45137.71(308)H1=90-4042+7.0+3+2.51+2.84/2=71.65cmH2=90-4042+7.0+7.0+3+2.51+2.84/2=64.65cmH3=90-4.42+21+3+2.51+2.27/2=57.94cmH4=90-4042+21+6.5+3+2.51+2.27/2=51.435cmH5=90-4.42+21+6.5+3+2.51+16.2/2=44.48cmH6=90-4.42+21+6.5+3+2.51+16.2/2=44.8cm分配的计算剪力值:需要的弯筋面积:按公预规规定,与斜截面相交的弯起钢筋的抗剪承载能力(KN)按下式计算:式中:弯起钢筋的抗拉设计强度值(MPa)在一个弯起钢筋平面内弯起钢筋的总面积(mm2)。弯起钢筋与构件纵向轴线的夹角。本次设计中:,故相应于各排弯起钢筋的面积按下式计算:计算面积见表中:(4)主筋弯起后持久状况承载力极限状态正截面承载力验算:计算每一根弯起截面的抵抗弯矩时,由于钢筋根数不同,则钢筋的重心位置也不同,有效高度h0的值也不同,为简化计算,可用同一参数值,影响不会很大。各排钢弯起后,相应正截面抗弯承载力计算如下:钢筋的抵抗弯矩钢筋的抵抗弯矩跨中截面的钢筋的抵抗弯矩全梁的抗弯承载力校核见图全梁抗弯承载力验算图式第一排弯起钢筋弯起处正截面承载力为:第二排弯起钢筋弯起处正截面承载力为:第三排弯起钢筋弯起处正截面承载力为:第四排弯起钢筋弯起处正截面承载力为:5.4箍筋设计箍筋间距计算式为: 式中:异号弯矩影响系数,本次设计取;受压翼缘的影响系数,取;公路桥规规定:最大剪力计算值取用距支座中心h/2(梁高一半)处截面的剪力值。 截面内纵向受拉钢筋的配筋率,;同一截面上箍筋的总截面积();箍筋的抗拉设计强度,选用级箍筋,则;选用双肢箍,则面积;最大剪力设计值。支点截面:距支座中心处得主筋为,;有效高度。 把以上数据代入得:箍筋的配筋率:选用。在支座中心向跨中方向长度不小于1倍梁高(90cm)范围内,箍筋间距取100mm。其它梁端箍筋间距取250mm。5.5斜截面抗剪承载力验算斜截面抗剪强度验算位置为:A、距支座中心h/2(梁高一半)处截面;B、受拉区弯起钢筋弯起点处截面;C、锚于受拉区的纵向主筋开始不受力处的截面;D、箍筋数量或间距有明显改变出的截面;E、构件腹板宽度改变处的截面。因此,本算例要进行斜截面抗剪强度验算的截面包括以下6个截面。受弯构件配有箍筋和弯起钢筋时,其斜截面抗剪强度验算公式为:,斜截面抗剪承载力验算图式1) 距支座h/2处截面11,由图5-4可以得到距支座中心为h/2处截面的横坐标为x=4750-450=4300mm,正截面 有效高度=855.8mm。现取斜截面投影长度,则得到选择的斜截面顶端位置A(图5-4),其横坐标为x=4300-855.8=3442.2mm。相应的顶端剪力和弯矩设计值分别为:顶端正截面的有效高度=90-4.42-3.5mm=0.8208m(主筋为),则实际广义剪比m及斜截面投影长度C分别为: 斜角度。斜截面内有纵向钢筋,则纵向钢筋的配筋百分率及箍筋的配箍率分别为:即:斜截面内有2组弯起钢筋,故: 2)距支座中心0.7165m处的截面22(第一排钢筋弯起处),x=4075-0.7165=4.0335m, =90-4.42-3.5=82.08cm, 现取斜截面投影长度,则得到选择的斜截面顶端位置B(图5-4),其横坐标为x=4.0335-0.8208=3.2127m。相应顶端剪力和弯矩设计值分别为:顶端B正截面的有效高度=90-4.42-7=78.58cm,即: 斜截面内有纵向钢筋,则纵向钢筋的配筋百分率及箍筋的配箍率分别为:斜截面内有2组弯起钢筋,故3)距支座中心0.9m处截面33(箍筋间距改变处),x=4.75-0.7165=4.0335m, =90-4.42-3.5=82.08cm, 现取斜截面投影长度,则得到选择的斜截面顶端位置B(图5-4),其横坐标为x=4.0335-0.8208=3.2127m,相应顶端的剪力和弯矩设计值:顶端C正截面的有效高度=90-4.42-7=78.58cm,即: 斜截面内有纵向钢筋,则纵向钢筋的配筋百分率及箍筋的配箍率分别为: 斜截面内有2组弯起钢筋,故4)距支座中心1.363m处截面44(第二排弯起钢筋弯起点处)x=4.75-1.363=3.387m, =78.58cm, 现取斜截面投影长度,则得到选择的斜截面顶端位置D(图5-4),其横坐标为x=3.387-0.7858=2.6012m,相应顶端的剪力和弯矩设计值为:顶点D正截面的有效高度=0.9-0.13881=0.76m,()即: 斜截面内有纵向钢筋,则纵向钢筋的配筋百分率及箍筋的配箍率分别为: 斜截面内有弯起钢筋,故5)距支座中心1.9424m,55截面(第三排钢筋弯起点),x=4.75-1.9424=2.807m, =76cm, 现取斜截面投影长度,则得到选择的斜截面顶端位置E(图5-4),其横坐标为x=2.807-0.76=2.047m,相应顶端的剪力和弯矩设计值为:顶点E正截面的有效高度=73.42m,即: 斜截面内有纵向钢筋,则纵向钢筋的配筋百分率及箍筋的配箍率分别为: 斜截面内有2组弯起钢筋,故6)距支座中心2.457m,6-6截面(第四排钢筋弯起点),x=4.75-1.9424=2.293m, =73.42cm, 现取斜截面投影长度,则得到选择的斜截面顶端位置F,其横坐标为x=2.293-0.7342=1.559m,相应顶端的剪力和弯矩设计值为:顶点F正截面的有效高度=90-8.509=81.49cm,()即: 斜截面内有纵向钢筋,则纵向钢筋的配筋百分率及箍筋的配箍率分别为: 斜截面内有2组弯起钢筋,故所以斜截面承载力符合要求。5.6 持久状况斜截面抗弯极限承载力验算钢筋混凝土受弯构件承载能力不足而破坏的原因,主要是由于 受拉纵向钢筋锚固不好或弯起钢筋位置不当而造成,故当受弯构件的纵向钢筋和箍筋满足构造要求时,可不进行斜截面抗弯承载力计算。5.7 持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算最大裂缝宽度按下式计算: 式中 钢筋表面形状系数,取;作用长期效应影响系数,长期荷载作用时,分别为按长期效应组合和短期效应组合计算内力值;与构件受力性质有关的系数,取;纵向受拉钢筋的直径,当用不同钢筋时,改用换算直径,本设计中 的值为:纵向受拉钢筋的配筋率,对钢筋混凝土构件,当 当0.06时,取;钢筋的弹性模量,对HRB335钢筋,;构件受拉翼缘宽度;构件受拉翼缘厚度;受拉钢筋在使用荷载作用下的应力,按下式计算,即按作用短期效应组合计算的弯矩值;受拉区纵向受拉钢筋的截面面积。由前面的计算可知,取3号梁的跨中弯矩效应进行组合:短期效应组合:式中,汽车荷载效应(不含冲击)的标准值;人群荷载效应的标准值。长期效应组合:受拉钢筋在短期效应组合下的应力为: 把以上数据代入的计算公式得:裂缝宽度满足要求,同时在梁腹高的两侧应设置的防裂钢筋,以防止产生裂缝。若用,则,可得,介于0.0010.002之间,满足要求。5.8 持久状态正常使用极限状态下挠度验算钢筋混凝土受弯构件,在正常使用极限状态下的挠度,可按给定的刚度用结构力学的方法计算。其抗弯刚度B可按下式计算:式中 全截面抗弯刚度,;开裂截面的抗弯刚度,;开裂弯矩;构件受拉区混凝土塑性影响系数;全截面换算截面惯性矩;开裂截面换算截面惯性矩;混凝土轴心抗拉强度标准值,对C50混凝土,;全截面换算截面重心以上(或以下)部分对中心轴的面积矩;换算截面开裂边缘的弹性抵抗拒;全截面换算截面对重心轴的惯性矩可近似用毛截面的惯性矩代替,由前文计算可知:全截面换算截面面积 式中 钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比,为:计算全截面换算截面受压区高度:计算全截面换算截面重心轴以上部分面积设开裂截面换算截面中心轴距梁顶面的距离为(cm),由中心轴以上或以下换算截面面积矩相等的原则,可按下式求解:(假设中性轴位于腹板内)带入相关参数得:整理得: 解 得:,故假设正确。计算开裂截面换算截面惯性矩为: 则:据以上计算结果,结构跨中由自重产生的弯矩为,公路级可变车道荷载,跨中横向分布系数;人群荷载,跨中横向分布系数。永久作用:可变作用(汽车):可变作用(人群):式中 作用短期效应组合的频遇值系数,对汽车,对人群。 当采用C40C80混凝土时,挠度长期增长系数,本例为C50混凝土,则取,施工中可通过设置预拱度来消除永久作用挠度,则在消除结构自重产生的长期挠度后主梁的最大挠度处不应超过计算跨径的1/600.则挠度值满足要求。判断是否需要设置预拱度:则,故无需设置预拱度.6. 行车道板、横隔梁内力计算1永久荷载效应计算由于主梁翼缘板在接缝处沿纵向全长设置连接钢筋,故行车道板可按两端固定和中间铰接的板进行计算,计算图式见图。(1)每延米板上的恒载沥青混凝土面层:混凝土垫层: 行车道板计算图式T形梁翼缘板自重: 每延米板恒载合计:(2)永久荷载产生的效应弯矩: 剪力: (3)可变荷载产生的效应公路I级:以重车后轮作用于铰接缝轴线上为最不利布置,此时两边的悬臂板各承受一半的车轮荷载。有效分布宽度计算图式(单位:cm)车辆荷载后轮着地宽度和长度为:。顺车方向轮压分布宽度: 垂直于行车方向轮压分布宽度为:荷载作用于悬臂根部的有效分布宽度:单轮时:局部加载冲击系数取1.3,则作用于每米宽板条上的弯矩为:单个车轮时:取两者中的最不利情况,则:作用于每米宽板条上的剪力为:(4)基本组合恒载+汽车荷载: 弯矩:剪力:故行车道板的设计作用效应为:(5)截面设计与配筋计算悬臂板根部14cm,设净保护层a=3cm,若选用,则有效高度由式 有,整理得,解得最小x=0.01m验算,满足要求。钢筋面积:选用直径为14mm的钢筋时,钢筋间距10cm,此时所提供的钢筋面积验算截面承载力:故承载能力满足要求。矩形截面受弯构件抗剪截面尺寸应符合,满足要求。又有,所以,可不进行斜截面抗剪计算,

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