混凝土梁課程設(shè)計7

1、混凝土梁課程設(shè)計計算書姓名： 學號：09232059班級：土木0911目錄1 計算依據(jù)與基礎(chǔ)資料41.1 標準及規(guī)范41.1.1 標準41.1.2 規(guī)范41.1.3 參考資料41.2 主要材料42 橫斷面布置52.1 橫斷面布置圖52.2 預制板截面尺寸53 荷載橫向分布系數(shù)、汽車沖擊系數(shù)63.1 荷載橫向分布系數(shù)63.2車道折減系數(shù)63.3汽車荷載沖擊系數(shù)64 作用效應(yīng)組合64.1 作用的標準值64.1.1 永久作用標準值64.1.2 汽車荷載效應(yīng)標準值84.2 作用效應(yīng)組合10 4.2.1 基本組合（結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計）104.2.2 作用短期效應(yīng)組合(正常使用極限狀態(tài)設(shè)計). 11

2、4.3 截面幾何特性計算135 持久狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)計算145.1 正截面抗彎承載能力145.2 斜截面抗剪承載力驗算166 持久狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)計算196.1彎曲裂縫計算196.2 撓度計算20鋼筋混凝土空心板梁設(shè)計1 計算依據(jù)與基礎(chǔ)資料1.1 標準及規(guī)范1.1.1 標準跨徑：橋梁計算跨徑7.4m設(shè)計荷載：公路級橋面寬度：1m(人行道)+8m(雙車道)+1m(人行道)10m結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)： 1.1環(huán)境條件：類1.1.2 規(guī)范公路工程技術(shù)標準jtg b01-2003公路橋梁設(shè)計通用規(guī)范jtg d60-2004（簡稱通規(guī)）公路鋼筋混凝土及預應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范jtg d62-2004（

3、簡稱預規(guī)）1.1.3 參考資料 公路橋涵設(shè)計手冊橋梁上冊（人民交通出版社2004.3）1.2 主要材料1）混凝土：c402）普通鋼筋：主筋采用hrb335鋼筋，其他用r235鋼筋2 橫斷面布置2.1 橫斷面布置圖（單位：mm）2.2 預制板截面尺寸（單位：cm）3 荷載橫向分布系數(shù)、汽車荷載沖擊系數(shù)（以空心板中間板為設(shè)計對象）3.1荷載橫向分布系數(shù)汽車荷載：梁端剪力0.5，1/4跨、跨中彎矩0.28人群荷載引起的梁端剪力0，1/4跨、跨中彎矩0.21人行道板及欄桿引起梁端剪力0，1/4跨、跨中彎矩0.21。3.2 車道折減系數(shù)雙車道折減系數(shù)為13.3 汽車荷載沖擊系數(shù)跨度6m取0.45, 跨度

4、18.5m取0.3,中間跨度按線性內(nèi)插計算。當跨度為7.4m時， = 0.434 作用效應(yīng)組合4.1 作用的標準值4.1.1 永久作用標準值 1、自重中板自重：截面板號彎矩剪力計算式(knm)計算式(knm)跨中中板92.27中板69.2024.94支點中板49.882、橋面二期恒載空心板梁橋面鋪裝及鉸接縫自重（一片梁）：4kn/m；截面板號彎矩剪力計算式(knm)計算式(knm)跨中中板27.38中板20.547.40支點中板14.803、人行道板及欄桿：單側(cè)7kn/m（計算含橫向分布系數(shù)）截面板號彎矩剪力計算式(knm)計算式(knm)跨中中板10.06中板7.552.72支點中板04、上

5、部恒載內(nèi)力計算表截面板號彎矩剪力計算式(knm)計算式(knm)跨中中板129.74中板97.2935.06支點中板64.684.1.2 汽車荷載作用標準值公路-級車道荷載計算圖式 根據(jù)通規(guī)第4.3條，公路級車道荷載均布荷載標準值為；集中荷載標準值：當計算跨徑小于5m時，；當計算跨徑等于或大于50m，。本例計算跨徑為7.4m 計算剪力時，計算跨中、截面、支點荷載效應(yīng)標準值 a ：內(nèi)力影響線面積，y：內(nèi)力影響線豎標值?？缰薪孛妫?1/4截面： 支點截面：支 跨中、支點截面公路級荷載產(chǎn)生的內(nèi)力 截面板號荷載橫向分布系數(shù)彎矩影響線不計沖擊力=(knm)計沖擊力=1.43(knm)剪力影響線不計沖擊力

6、=(kn)計沖擊力=1.43(kn)(m2)(m)(m2)(m)跨中中板0.286.8451.85118.34169.220.9250.534.5749.43中板0.285.1361.38888.79126.962.0810.7553.8977.07支點中板0.28-2.0810126.5180.890.39-1.61900.501注：支點剪力橫向分布系數(shù)在本端支點處為0.5，l/4處與跨中橫向分布系數(shù)一致，支點與l/4之間線性變化，為計算方便，采用與影響線面積相應(yīng)的橫向分布系數(shù)平均值。4.2 作用效應(yīng)組合4.2.1 基本組合（用于結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計）通規(guī)4.1.61式1）其中各分項系數(shù)

7、的取值如下結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，=1.1結(jié)構(gòu)自重分項系數(shù)(恒載作用效應(yīng)的分項系數(shù))， 1.2汽車荷載（含沖擊力）的分項系數(shù)，取1.4永久作用的設(shè)計值與可變作用設(shè)計值組合表 板號作用分類組合計算表達式跨中支點彎矩(knm)剪力(kn)彎矩(knm)剪力(kn)剪力(kn)中板永久作用二期恒載129.74097.2935.0664.68155.690116.7542.0777.62可變作用（計沖擊力）169.2249.43126.9677.07180.89236.9169.20177.74107.90253.25使用階段298.9649.43224.25112.13245.57431.8676.1232

8、3.57164.97363.96 4.4.2 作用短期與長期效應(yīng)組合（用于正常使用極限狀態(tài)設(shè)計）永久作用標準值效應(yīng)與可變作用準永久值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達式為： 通規(guī)4.1.7-2式汽車荷載（不計沖擊力）=0.7作用長期效應(yīng)組合設(shè)計值,結(jié)構(gòu)抗裂驗算時,其中可變作用僅考慮汽車等直接作用于構(gòu)件的荷載效應(yīng)。作用分類組合計算表達式跨中支點彎矩(knm)剪力(kn)彎矩(knm)剪力(kn)剪力(kn)中板永久作用112.8 084.6130.49 55.27可變作用（不計沖擊力）118.34 34.5788.7953.89126.547.3413.8335.5221.5650.682.84 24.

9、2062.1537.7288.55195.64 24.20146.7668.21143.82160.1413.83120.1352.05105.87作用短期和長期效應(yīng)組合計算 計算跨中、截面支點處人群荷載（3x1=3kn/m）效應(yīng)標準值截面板號彎矩剪力計算式(knm)計算式(knm)跨中中板4.31中板3.231.17支點中板04.3 截面幾何特性計算1、毛截面面積計算2、毛截面重心位置 全截面對板高處的靜矩為： 鉸縫的面積為：毛截面重心離板高的距離為： 鉸縫重心到板高的距離為：5 持久狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)計算5.1正截面抗彎承載能力5.11配置主筋由持久狀況承載能力極限狀態(tài)要求的條件來確定受

10、力主筋數(shù)量，空心板截面可換算成等效工字形截面來考慮。換算原則是面積相等、慣性矩相同，在預制板中令空心板中圓面積及慣性矩與工字形截面開口部分面積和慣性矩相同。即：，解得：，這樣，在空心板截面寬度、高度以及圓孔的形心位置不變的的條件下，等效工字型截面的尺寸為：等效工字形截面的上下翼緣板厚度為：， 腹板厚度為：5.1.2板的正截面設(shè)計51.2.1判斷t型截面的類型取，則截面有效高度跨中截面的最大計算彎矩混凝土采用c40，混凝土強度設(shè)計值 故屬于第一類t型梁。5.1.2.2求受壓區(qū)高度令 帶入數(shù)據(jù) 得到 計算結(jié)果說明受壓區(qū)全部位于翼緣板內(nèi)，因此可按高為，寬為的矩形截面計算配筋。5.1.2.3求受拉區(qū)鋼

11、筋面積由 hrb335鋼筋 得到選用6根24mm的hrb335鋼筋，實配面積為： 配筋率：5.1.3持久狀態(tài)截面承載能力極限狀態(tài)驗算按實際配筋計算截面有效高度為：則該板實際抗彎極限承載能力為：滿足截面承載能力要求。5.2 斜截面抗剪承載力計算5.2.1腹筋設(shè)計：5.2.1.1截面尺寸檢查：根據(jù)構(gòu)造要求，梁最底層鋼筋通過支座截面。支點截面的有效高度：5.2.1.2受彎構(gòu)件抗剪截面應(yīng)符合預規(guī)第5.2.9條要求： 預規(guī)5.2.9式式中混凝土c40的，b偏安全的取近支點h處肋寬，計算結(jié)果如表5-3所示：滿足截面尺寸設(shè)計截面最小尺寸要求。5.2.1.3根據(jù)預規(guī)第5.2.10條，當時可不進行抗剪承載力計算

12、，箍筋按構(gòu)造配筋。c40 由結(jié)果知不滿足預規(guī)第5.2.10條要求，須進行斜截面抗剪計算。5.2.1.4 根據(jù)預規(guī)，斜截面抗剪須滿足： 預規(guī)5.2.7-1式其中 預規(guī)5.2.7-2式 預規(guī)5.2.7-3式 預規(guī)5.2.7-4式 5.2.1.5計算剪力圖分配的截面距跨中截面的距離可由剪力包絡(luò)圖按比例求得：即在此區(qū)段不需要進行斜截面承載力計算。5.2.1.6構(gòu)造配置箍筋長度1距支座中心線為h/2 處的計算剪力由剪力包絡(luò)圖按比例求得需要配置斜筋段的長度為：考慮到斜筋的最大長度只有34mm，且設(shè)置斜筋對施工極為不方便，故此長度內(nèi)不設(shè)置斜筋，而采用加密箍筋。5.2.1.7箍筋設(shè)計箍筋選用直徑為10mm的雙

13、肢箍筋，截面面積為箍筋布置采用等距離布置。其中縱筋配筋率為 現(xiàn)取以及綜上所述，在支座附近h/2范圍內(nèi)，設(shè)計箍筋間距為100mm。其余區(qū)段箍筋間距為200mm，采用直徑為10mm的雙肢箍筋。5.2.2抗剪強度復核1距支座中心h/2 處的截面抗剪強度：配筋率：抗剪強度：2跨中截面抗剪強度配筋率：故梁斜截面的抗剪強度均滿足設(shè)計要求6 持久狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)驗算6.1 彎曲裂縫寬度計算 式中 鋼筋表面形狀系數(shù)，對于帶肋鋼筋，=1.0；作用（或荷載）長期效應(yīng)影響系數(shù)，其中分別為按照作用（或荷載）長期效應(yīng)組合和短期效應(yīng)組合計算的內(nèi)力值（彎矩或軸向力）；與構(gòu)件受力性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，當為鋼筋混凝土板式受彎構(gòu)件

14、時，=1.15，其他受彎構(gòu)件=1.0；鋼筋應(yīng)力，按計算；d縱向受拉鋼筋直徑（mm）；縱向受拉鋼筋配筋率；對鋼筋混凝土構(gòu)件，當，取構(gòu)件受拉翼緣寬度；構(gòu)件受拉翼緣厚度作用（或荷載）短期效應(yīng)組合計算的軸向彎矩值。6.11鋼筋應(yīng)力的計算預規(guī)小于0.6%取0.6% 式6.4.36.1.2短期靜活載作用下的彎曲裂縫寬度6.1.3長期荷載作用下的彎曲裂縫寬度 由此可見，彎曲裂縫寬度在短期、長期荷載作用下均滿足要求。6.2撓度計算荷載短期效應(yīng)作用下的跨中截面撓度按下式近似計算： 6.3.1的計算為全截面抗彎剛度，按全截面參加工作計算，取得到換算截面面積：6.3.2 t形梁換算截面的慣性矩計算1截面類型的判斷由 代入數(shù)據(jù)，屬于第一類t型梁。6.3