【钢筋混凝土结构设计原理】装配式钢筋混凝土简支T形梁主梁配筋课程设计优秀作品(1)

华北理工大学轻工学院 QINGGONG COLLEGE HEBEI UNITED UNIVERSITY 结构设计原理结构设计原理 课程设计课程设计 姓姓 名 名 柳永超柳永超 班班 级 级 12q 交通工程交通工程 学学 号 号 201224240118 指导教师 指导教师 丁幼松丁幼松 日日 期 期 2015 12 01 课程设计任务书 一 设计资料 已知标准跨径为 20m 的公路装配式钢筋混凝土简支 T 形梁 计算跨径为 19 5m 混凝 土强度等级为 C30 主梁主筋采用 HRB335 级焊接钢筋骨架 箍筋采用 R235 钢筋 跨中 弯矩 其中 mKNMdm 3500mKNMGK 900 mKNM KQ 17 1660 1 支点弯矩 其余截面的弯矩按照二次抛mKNM KQ 5 85 2 19 1 1 0 0 d M 物线变化 支点剪力 跨中剪力 本桥处于一类环境条件下 KNVd750 0 KNVdm115 结构安全等级二级 单位 mm 二 设计依据 1 交通部部标准 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 2 交通部部标准 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 3 工程结构 白淑毅编 人民交通出版社 2005 三 设计内容 1 计算跨中截面受拉钢筋面积 并进行承载力复核 2 设计主梁的腹筋 3 验算主梁跨中挠度和裂缝宽度 4 绘制主梁的钢筋构造图 三 设计指导 1 计算跨中截面受拉钢筋的面积 并进行承载力复核 化标准 T 形梁 判断真假 T 形 计算并选择 配置受拉主钢筋 复核承载力 2 设计主梁的腹筋 截面尺寸验算 检查是否需要根据计算配置箍筋 分配剪力 箍筋设计 弯起筋及斜筋设计 检验各排弯起钢筋的弯起点是否符合构造要求 全梁承载力复核 配纵向防裂筋 绘制主梁剪力分配及全梁弯矩包络图 3 验算主梁跨中挠度和裂缝宽度 计算跨中挠度 确定是否需要预拱度及大小 计算裂缝宽度 确定梁是否能正常使用 4 绘制主梁的钢筋构造图 根据所配主梁的五种钢筋给出一个工程数量表 四 设计示例 一 设计资料 某预制装配式钢筋混凝土简支 T 形梁 标准跨径 20m 计算跨径为 19 5m 混凝土强 度等级为 C30 主梁主筋采用 HRB335 级焊接钢筋骨架 箍筋采用 R235 钢筋 跨中弯矩 其中 mKNMdm 2100mKNMGK 500mKNM KQ 5 1011 1 支点弯矩 其余截面的弯矩按照二次抛物mKNM KQ 75 2 19 1 1 0 0 d M 线变化 支点剪力 跨中剪力 本桥处于一类环境条件下 结KNVd440 0 KNVdm84 构安全等级二级 单位 mm 二 设计步骤 一 基本数据 C30 混凝土轴心抗压强度设计值 边长为 150mm 的混凝土试件抗 2 8 13mmNfcd 压强度标准值 混凝土轴心抗拉强度标准值 弹性 2 30mmNf kcu 2 01 2 mmNftk 模量 HRB335 钢筋抗拉强度设计值 抗压强 24 1000 3 mmNEc 2 280mmNfsd 度设计值 弹性模量 R235 钢筋抗拉强度设 2 280mmNfsd 25 100 2mmNES 计值 弹性模量 2 195mmNfsd 25 101 2mmNES 0 1 56 0 0 b 二 跨中正截面钢筋设计 1 化标准 T 形梁 mmhf120 2 140100 mml6500 3 19500 3 1 主梁间距为 1600mm mmhbb fn 162012012180122 取mmbf1600 单位 mm 2 跨中主筋设计 设 mmh mmas 11901101300 110 0 判断真假 T 形 2 120 1190 1201600 8 13 2 0 f ffcd h hhbf mKN 04 2994mKN 2100 为假 T 形截面设计 由 求 x 2 0 0 x hxbfM fcdd 2 1190 1600 8 13102100 6 x x 03913 1902172380 2 xx x 83mmKNhbf ffcd 6 26491201600 8 13 KNAf Ssd 02 1914 8 6835280 为假 T 形截面 由 求 x ssdfcd Afxbf mm bf Af x fcd ssd 69 86 1600 8 13 8 6835280 mmhf120 x mKN 5 2197mKNMd 2100 0 跨中正截面主梁配筋为适筋梁 四 腹筋设计 1 截面尺寸验算 梁底通过支座中心直线主筋 2 32 1608 4mm2 符合构造要求 S A 2 0 0 16 1367 20 8 6835mm 支座中心截面 h0 1300 35 34 5 2 1247 75mm Vd0 440KNKNbhfacu38 62775 1247180301051 0 1051 0 3 0 3 截面尺寸符合要求 2 检查是否需要根据计算配置箍筋 跨中截面 KNbhftd97 147 4 119118038 1 1051 0 1051 0 3 0 3 支点截面 KNbhftd97 15475 124718038 1 1051 0 1051 0 3 0 3 Vdm84KN 0 d KN m M 尺寸单位 mm 弯矩单位 KN m 截面处 由 求作用效应 1 2 0max 2 4 1 xd a MM L 2 1 2 4 9 2 2100 1 230 24 19 5 d MKN m 0 557 43 du MKN m 截面满足构造要求 1 1 截面处 判断真假 T 形 13 8 1600 1202649 6280 1608 4 2900 7 cdffsds f b hKNfAKN 假 T 形截面 由 求 x cdsds f bxfA f bb 280 1608 4 2 40 8120 13 8 1600 sds f cdf fA xmmhmm f b x 0 0 56 1230 5689 08 bh mm 由 求 0 2 ducd x Mf bx h 1du M f bb 1 40 8 13 8 1600 40 8 1230 5 1901 1 2 du MKN m 2 1 2 4 8 6 2100 1 466 2 19 5 d MKN m 1 截面满足构造要求 截面处 2 2 2 2 4 8 2100 1 686 2 19 5 d MKN m 2 1 1090 1 du du MMKN m 截面满足构造要求 2 2 截面处 判断真假 T 形 假 T 形截面 280 1608 4 3 61 2120 13 8 1600 sds f cdf fA xmmhmm f b x 0 0 56 1213 25679 42 bh mm 2 61 2 13 8 1600 61 2 1213 25 1598 1 2 du MKN m 2 2 2 4 7 5 2100 1 857 4 19 5 d MKN m 2 截面满足构造要求 截面处 3 2 3 2 4 6 9 2100 1 1048 3 19 5 d MKN m 3 2 1598 1 dudu MMKN m 截面满足构造要求 3 3 截面处 判断真假 T 形 13 8 1600 1202649 6280 1608 4 41801 4 cdffsds f b hKNfAKN 假 T 形截面 280 1608 4 4 81 6120 13 8 1600 sds f cdf fA xmmhmm f b x 0 0 56 1960669 76 bh mm 3 81 6 13 8 1600 81 6 1196 2081 4 2 du MKN m 2 3 2 4 6 4 2100 1 1195 2 19 5 d MKN m 3 截面满足构造要求 截面处 5 2 5 2 4 4 8 2100 1 1591 19 5 d MKN m 5 3 2081 4 dudu MMKN m 截面处满足构造要求 5 五 全梁承载力复核 全梁承载力满足要求 不需要复核 六 水平纵向防裂筋设计 选 108 作为防裂钢筋 七 主梁跨中挠度验算 1 计算截面几何特性 开裂截面换算截面惯性矩 单位 mm 2 3 2 0 122 f crfEsS b x x Ib xA hx 3 2 0 3 f EsS b x A hx 3 2 1600 86 69 6 67 6835 8 1191 486 69 3 84 559 9 10 mm 全截面换算截面面积 0 1 ffEsS Abhbb hA 180 1300 1600 180 120 6 67 1 6835 8 2 443159mm 全截面对上边缘的静距 0 1 22 f oaffEsS h h Sbhbb hA h 22 1300120 180 1600 180 6 67 1 6835 8 1191 4 22 63 208 5 10 mm 全截面换算截面重心至受压边缘的距离 6 208 5 10 470 5 443159 oa o o S ymm A 全截面换算截面重心至受拉边缘的距离 0 1300470 5829 5 o yhymm 单位 mm 全截面换算截面惯性矩 3 3 2 2 0 122122 fofofof o fofof b ybb yhyh y Ib ybb yh 3 3 3 22 00 00 1 12233 fofof EsSo b ybb yh byy A hyby 3 2 0 0 1 3 EsSo by A hy 333 1600 470 5 1600 180 470 5 120 180 829 5 6 67 1 6835 8 333 3 1191 4470 5 84 895 56 10 mm 全截面换算截面重心轴以上部分面积对重心轴的面积矩 2 22 f o offo h y Sbbb hy 2 180 470 5120 1600 180 120 470 5 22 63 89 87 10 mm 全截面换算截面对受拉边缘弹性抵抗矩 8 83 0 0 0 895 56 10 1 08 10 829 5 I Wmm y 2 计算构件刚度 全截面抗弯刚度 开裂截面抗弯刚度 荷载短期效应组合 0 7 1 QIK sGKQK M MMM 1011 5 5000 775 1 19 1170KN m 开裂弯矩 8 0 1 66 2 01 1 08 10360 4 crtk Mf WKN m 其中 6 0 8 0 22 89 97 10 1 66 1 08 10 S W 0 22 0 1 crcr sscr B B MMB MMB 12 22 12 12 2552 3 10 360 4360 42552 3 10 1 117011701697 7 10 122 1736 10 N mm 3 荷载短期效应作用下跨中挠度 262 12 55 1170 1019500 26 7 4848 1736 10 s s M L fmm B 长期挠度 1 6 26 742 72 ts ffmm 19500 12 2 16001600 L mm 设预拱度 2 0 50 7 15 48 QIK GKQK M MM fL B 6 2 12 1011 5 5000 50 775 10 51 19 1 619500 481736 10 30 48mm 消除自重影响后的长期挠度 2 5 48 sGK LQ MM fL B 6 2 12 1170500105 1 619500 481736 10 19500 24 532 5 600600 L mmmm 计算挠度满足要求 八 主梁裂缝宽度验算 荷载短期效应组合 1170 s MKN m 荷载长期效应组合 1 0 4 1 QIK GKQK M MMM 1011 5 5000 4 75 1 19 870KN m 1 1 0C 1 2 870 1 0 51 0 51 37 1170 s M C M 3 1 0C 0 6835 8 3 19 2 180 1191 4 s A bh 取0 02 0 1170