《結構設計原理》課程設計

1、鄭州大學專本套讀道路與橋梁技術專業(yè)結構設計原理課程設計姓 名： 學 號： 助考學校： 時間：2012 年 月 日結構設計原理課程設計任務書一、課程設計的目的課程設計是學生學完課程學習內容后進行的一次基本技能訓練，是一項綜合性的教學環(huán)節(jié)，它是培養(yǎng)高級技術人才的一個重要環(huán)節(jié)。通過課程設計達到下述目的：1、鞏固、提高、充實和運用所學過的專業(yè)理論與專業(yè)知識，尤其是無法在考試中實現的大量設計計算問題；2、培養(yǎng)和鍛煉學生獨立工作能力及分析和解決實際工程技術問題的能力；3、提高學生理解和貫徹執(zhí)行國家基本建設有關方針政策的水平；4、培養(yǎng)學生樹立正確的設計思想、觀點和方法；5、在設計過程中，進一步提高學生計算、

2、繪圖、運用科技資料與編寫技術文件等方面的能力。二、課程設計要求學生對課程設計工作要嚴肅認真，獨立思考，刻苦專研，自覺培養(yǎng)良好的學風與工作態(tài)度，按時完成一份完整的課程設計。1、要以獨立思考為主，同時要尊重指導教師的意見；2、設計必須符合2004年新頒布的公路橋梁規(guī)范有關要求；3、設計應體現技術上先進、經濟上合理、安全上可靠；4、設計說明書由本人親自編寫，嚴禁從現有書刊文獻中成段抄錄。書寫文字力求工整，語言簡明、扼要、通順，計算部分必須寫出公式與完整的計算過程，并要說明式中符號意義；5、說明書一律手寫（A4紙），不得復印。插圖隨文章繪制，插圖要完整且大致符合比例；6、繪制的圖紙要求大小統(tǒng)一，圖面清

3、晰整潔，要求正確標注尺寸、符號及圖例。三、課程設計內容根據給定的橋梁基本設計資料（主要結構尺寸、計算內力等）設計預應力混凝土簡支T型主梁。主要包括：1、預應力鋼筋及非預應力鋼筋數量的確定及布置；2、截面幾何性質計算；3、承載能力極限狀態(tài)計算（正截面和斜截面承載力計算）；4、預應力損失估算；5、應力驗算（短暫狀況和持久狀況的應力驗算）；6、抗裂驗算（正截面與斜截面抗裂驗算）或裂縫寬度計算；7、主梁變形（撓度）計算；8、錨固局部承壓計算和錨固區(qū)設計；9、繪制主梁施工圖。四、課程設計的數據通過預應力混凝土簡支T型梁橋的一片主梁設計，要求掌握設計過程的數值計算方法及有關構造要求規(guī)定，并繪制施工圖。（一

4、）基本設計資料1、設計荷載：公路I級荷載，人群荷載3.5kN/m2，結構重要性系數g0=1.0。2、環(huán)境標準：類環(huán)境3、材料性能參數（1）混凝土強度等級為C50，主要強度指標為：強度標準值 強度設計值 彈性模量 （2）預應力鋼筋采用ASTM A416-97a標準的低松弛鋼絞線（1´7標準型），其強度指標為：抗拉強度標準值 抗拉強度設計值 彈性模量 相對界限受壓區(qū)高度 公稱直徑為15.24mm，公稱面積為140mm2。（3）非預應力鋼筋1）縱向抗拉非預應力鋼筋采用HRB400鋼筋，其強度指標為抗拉強度標準值 抗拉強度設計值 彈性模量 相對界限受壓區(qū)高度 2）箍筋及構造鋼筋采用HRB33

5、5鋼筋，其強度指標為：抗拉強度標準值 抗拉強度設計值 彈性模量 4、主要結構尺寸主梁標準跨徑，梁全長24.96m，計算跨徑。主梁高度h=1400mm，主梁間距S=1600mm，其中主梁上翼緣預制部分寬為1580mm，現澆段寬為20mm，全橋由9片梁組成。主梁跨中截面尺寸如圖1所示。主梁支點截面或錨固截面的梁肋寬度為360mm。100 160 10015801400360190 100100 80圖1 主梁跨中截面（二）內力計算結果摘錄1、恒載內力（1）預制主梁自重（2）二期恒載（包括橋面鋪裝、人行道及欄桿）恒載內力計算結果見表1（數據做參考，若有問題，可以修改）。2、活載內力汽車荷載按公路-級

6、荷載計算，沖擊系數1+µ=1.193，人群荷載按3.5kN/m2計算?；钶d內力以2號梁為準?；钶d內力計算結果見表2（數據做參考，若有問題，可以修改）。3、內力組合（1）基本組合（用于承載能力極限狀態(tài)計算）（2）短期組合（用于正常使用極限狀態(tài)計算）（3）長期組合（用于正常使用極限狀態(tài)計算）各種情況下的組合結果見表3。表1 恒載內力計算結果截面位置距支點截面距離x（m）預制梁自重二期恒載彎矩剪力彎矩剪力MG1k（kN.m）VG1k（kN）MG2k（kN.m）VG2k（kN）支點0.00.0138.690.079.1變截面1.3170.65123.8597.3370.64L/46.0756

7、31.969.34360.439.55跨中12.15842.560.0480.510.0表2 活載內力計算結果截面位置距支點截面距離x（m）公路-I級人群荷載彎矩剪力彎矩剪力MQ1kkN.m對應VkNVQ1kkN對應MkN.mMQ1kkN.m對應VkNVQ2kkN對應MkN.m支點0.00.0351.14398.030.00.036.4736.470.0變截面1.3377.91285.5324.64421.6739.2528.5128.637.15L/46.0751003.64111.83173.551054.31104.249.412.8778.18跨中12.151342.9273.8110

8、6.931299.17139.480.05.7469.74注：車輛荷載內力MQ1k 、VQ1k中已計入沖擊系數1+µ=1.193。表3 荷載內力計算結果截面位置項目基本組合Sd短期組合Ss長期組合SlMdVdMsVsMlVl（kN.m）（kN）（kN.m）（kN）（kN.m）（kN）支點最大彎矩0.0793.790.0460.290.0350.11最大剪力0.0859.440.0487.810.0365.83變截面最大彎矩894.61665.02528.97390.52410.39301.62最大剪力953.52719.92552.55413.57451.51335.79L/4最大彎

9、矩2712.61297.761685.43183.911370.51150.15最大剪力2754.36388.051689.10223.591377.07172.23跨中最大彎矩3623.99103.332250.5243.311829.1324.75最大剪力3484.63156.132155.1168.481786.5638.15（三）施工方法要點后張法施工，采用金屬波紋管和夾片錨具，鋼絞線采用TD雙作用千斤頂兩端同時張拉，當混凝土達到設計強度時進行張拉，張拉順序與鋼束序號相同。（四）設計要求1、方案一：按全預應力混凝土設計預應力混凝土T形主梁。2、方案二：按部分預應力混凝土A類構件設計預應

10、力混凝土T形主梁。3、方案三：按部分預應力混凝土B類構件（允許裂縫寬度為0.1mm）設計預應力混凝土T形主梁。學生應按指導教師要求選擇其中一個方案進行設計。五、課程設計應完成的工作1編制計算說明書；2繪制施工圖（主要包括：主梁支點橫斷面圖、主梁跨中橫斷面圖、主梁鋼束布置圖、主梁鋼束數列表等，根據設計內容自己決定）。六、課程設計進度按排（可根據實際情況自己靈活按排）序號設計階段內容時間（天）1布置任務，收集資料，預應力鋼筋及非預應力鋼筋數量的確定及布置22截面幾何性質計算，承載能力極限狀態(tài)計算13預應力損失計算，應力驗算34抗裂驗算或裂縫寬度計算，變形（撓度）計算15繪制主要構造圖，整理計算書，上交設計成果4七、應收集的資料及主要參考文獻1、公路橋涵設計通用規(guī)范（JTG D60-2004）,北京：人民交通出版社；2、公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（JTG D62-2004）,北京：人民交通出版社；3、混凝土簡支梁（板）橋易建國編，北京：