钢筋混凝土梁设计计算书

桥梁设计一、设计资料1、设计荷载：公路-Ⅱ级人群荷载3kN/㎡2、桥面宽度：2×1.5＋2×0.5＋2×3.75＝11.5m；3、主梁跨径和全长：标准跨径LB=20m计算跨径LP=19.5m主梁全长L全=19.9m4、材料混凝土：C30钢筋：主钢筋，弯起钢筋和架立钢筋用Ⅱ级，其它用I级。桥面铺装：沥青混凝土6cm，C40防水混凝土12cm；二、桥梁纵横断面及主梁构造横断面共5片主梁，间距1.6m。纵断面共5道横梁，间距3.875m。尺寸拟定见图，T梁的尺寸如下：主梁长度：19.8m横隔梁宽度：0.15-0.16m横隔梁高度：1.20m主梁高度：1.60m横隔梁间距：4.95m翼板厚度：0.15-0.16m主梁高度：1.60m梁肋宽度：0.30m翼板宽度：2.20m计算跨径：19.5m桥梁横断面图桥梁纵断面图主梁断面图三、桥面板的计算结构自重及其内力（按纵向1m宽板条计算）①每延米的结构自重g沥青表面处置厚g0.02×1.0×23=0.46KN／mC30混凝土垫层g0.09×1.0×24=2.16KN／mT梁翼板自重g(0.15+0.25)÷2×1×25=5.0KN／mg=g1+g2+g3=7.62KN／m②每米宽板条的恒载内力Mmin,g=-1／2×7.62×0.95²=3.44KN·mQag=g·l。=7.62×0.95=7.239KN⒉汽车车辆荷载产生的内力汽车后轴作用力P=140KN,车辆后轮着地的长度=0.20m宽度=0.60ma=+2H=0.20+2×0.11=0.42m=+2H=0.60+2×0.11=0.82ma=a+=0.42+2.2÷3=1.15＜=1.47m∴a=1.47m又∵有重叠部分a=1.47＋1.4=2.87ma′=a+t=0.42＋0.15=0.57m0.57＋2x=1.47x=0.45作用于每米宽板上的弯矩M=-（1＋n）﹙l－﹚=-（1＋0.3）﹙0.95－﹚=-23.6KN·m作用于每米宽板上的剪力Q=（1＋n）=（1＋0.3）=31.7KN·m⒊内力组合①承载力极限状态内力组合计算基本组合：M=1.2M＋1.4M=1.2×(­3.447)＋1.4×(­23.6)=­37.17KN·mQ=1.2Q＋1.4Q=1.2×6.47＋1.4×31.7=52.14KN·m∴行车道板的设计内力为∶M=­37.17KN·mQ=52.14KN·m②正常使用极限状态内力组合计算短期效应组合﹕M=M＋0.7M=(­3.447)＋0.7×(­23.6)÷1.3=­8.18KN·mQ=Q＋0.7Q=6.47＋0.7×31.7÷1.3=16.15KN·m四、主梁内力计算⒈计算结构自重集度主梁﹕g=[0.30×1.6＋(0.15＋0.25)÷2×(2.2－0.3)]×25=21.54KN／m横隔梁∶边主梁g=﹛[1.2－0.5×﹙0.15＋0.25﹚]×﹙2.2－0.30﹚﹜×0.5×﹙0.15＋0.16﹚×5×25÷19.9=1.85KN／m中主梁g＇=2×1.85=3.70KN／m桥面铺装层∶g=[0.02×8.5×23＋0.5×﹙0.06﹢0.12﹚0.85×24]÷5=4.45KN／m栏杆和人行道∶g=5×2÷5=2.0KN／m合计∶对于边主梁g==21.5+1.85+4.45+2=29.8KN／m对于中主梁g′=21.5+3.7+4.45+2=31.6KN／m⒉结构自重内力计算剪力Q（KN）弯矩Ｍ（ＫＮ．．ｍ）ｘ＝０五、汽车人群荷载计算⒈求横隔梁系数(杠杆原理法)有图计算得１号梁何在横向分布系数为﹕公路二级﹕ｍ＝＝人群荷载﹕同理２号梁ｍ＝０.５ｍ＝０３号梁与２号梁“﹢”区段完全相同ｍ＝０.５ｍ＝０．１８⒉荷载横向分布系数（偏心压力法）由该桥结构图可知此桥设有刚度强大的横隔梁且承重结构的跨宽比为：接近２，故可按潜心压力法计算横分布系数。⑴求荷载横向分布影响线竖标本桥各主梁的横截面均相等，梁数ｎ＝５，梁间距为２.２０ｍ。则１号主梁在两边主梁处的横向影响先得竖标值为∶⑵绘出荷载横向分布影响线并按最不利位置布载，如图所示。人行道缘石至１号主梁的轴线的距离荷载横向分布影响线的零点至１号主梁的位置距离为ｘ，可按比例关系求得：并据此计算出各对应荷载点的影响线竖标。⑶计算荷载横向分布系数１号主梁的活荷荷载横向分分布系数分分别计算如如下：汽车荷载人群荷载⒊汽车人群作用效效应计算⑴荷载横向分布系系数汇总梁号荷载位置公路二级人群荷载备注边主梁跨中支点０．６７８０．３３００．７１４１．５６８按偏心压力法计计算按杠杆法计算⑵均布荷载和内力力影响线面面积计算均布荷载和内力力影响线面面积计算表表类型截面公路二级均布荷荷载（ＫＮＮ／ｍ）人群（ＫＮ／ｍ）影响线面积（ｍ²或ｍ）影响线图示⑶公路二级中集中中荷载计算算计算弯矩效应应时：计算剪力效应应时⑷计算冲击系数ｎｎ取ｎ＝＝１．３⑸跨中弯矩跨中计计算因双车道不折减减故ζ＝１。和的计算见下表截面荷载类型ｙｓｓ公路二级人群／／公路二级人群／／⑹计算支点截面汽汽车荷载最最大剪力绘制荷载横向分分布系数沿沿桥纵向的的变化图形形和支点剪剪力影响线线如下图横向分布系数变变化区段的的长度：m的变化荷载重心心处的内力力影响线坐坐标为：则公路二级作用用下1号梁支点点的最大剪剪力为⑺计算支点截面人人群荷载最最大剪力人群荷载剪力引引起的支点点剪力⒋主梁内力组合主梁内力组合计计算结果如如下表所示示序号荷载类别弯矩M（kN·m)剪力Q（kN）梁端四分点跨中梁端跨中⑴结构自重01062.31416.4290.60⑵汽车荷载0822.71096.9218.4111.3⑶人群荷载057.3476.3619.093.92⑷1.2×⑴01274.7661699.7348.720⑸1.4×⑵01151.81535.7305.8155.8⑹0.8×1.44×⑶064.785.521.384.39⑺02491.13320.9675.9160.1六﹑横隔梁内力计算算⒈确定作用在横隔隔梁上的计计算荷载：：对于跨中横隔梁梁的最不利利位置荷载载位置如图图所示纵向一列车轮对对于中横隔隔梁的计算算荷载为：：计算弯矩时：计算剪力时：⒉绘制中横隔梁的的内力影响响线按偏心压力法可可算得1，2号梁的荷荷载横向分分布影响线线竖坐标值值如下图的影响线竖标计计算如下：：P=1作用在11号梁轴上上时（P=1作用在55号梁轴上上时P=1作用在22号梁轴上上时（由比例关系计算算得⒊绘制剪力影响线线对于1号主梁处的截面面影响线可可计算如下下P=1作用用在计算截截面以右时时P=1作用在计计算截面以以左时⒋截面内力的计算算将求得的计算荷荷载在相应应的影响线线上按最不不利位置，然然后加载对对于汽车荷荷载，并计计入冲击影影响力则得得到公路二级弯矩矩剪力⒌内力组合（鉴于于横隔梁的的结构自重重内力甚小小计算中可可略去不计计）①承载能力极限状状态内力组合基本组组合②正常使用极限状状态内力组组合短期效应组合七﹑主梁配筋已知跨中最大弯弯矩设计值值，混凝土土强度等级级为C30，钢筋为HRB3335级。根据据跨中截面面正截面承承载力极限限状态计算算要求，确确定纵向受受拉钢筋的的数量。拟采用焊接骨架架钢筋，设设s=1000mm，则ho=16000-1000=15500mmm=（150+2500）/2=2000mm翼缘计算宽度ff按下式计计算，并取取其中较小小者：按跨度考虑f==195000/3==65000mm按梁净距Sn考考虑f=3000+Sn=3000+19000=22200mmm按翼缘高度考虑虑f=b+112=300+112*2000=27700mmm故取f=22000mm判断截面类型：：故应该按第一类TT形计算。确定混凝土受压压区高度：：将所得的值代入求求得所需钢钢筋截面面面积为：采用5排15根直径为28mmm二级钢钢筋，面积积为86220mm22，钢筋截截面中心至至截面下边边缘距离。梁的实际高度为为=16000-1770=14430mmm，截面的的最小宽度度为箍筋设计：支点剪力组合值值：跨中剪力组合值值：其