鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)一、根本設(shè)計(jì)資料1 .跨度和橋面寬度(1) 標(biāo)準(zhǔn)跨徑：20m(橋墩中央距離)(2) 計(jì)算跨徑：19.5m(3) 主梁全長(zhǎng)：19.96m(4) 橋面寬度(橋面凈空)：凈7.5m(行車(chē)道)+2X1.0m(人行道)2 .技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)荷載：公路一一I級(jí),人行道和欄桿自重線密度根據(jù)單側(cè)6KN/m計(jì)算,人群荷載為3KN/m2環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)：I類(lèi)環(huán)境設(shè)計(jì)平安等級(jí)：二級(jí)3 .主要材料(1) 混凝土：混凝土簡(jiǎn)支T形梁及橫梁采用C40混凝土；橋面鋪裝上層采用0.03m瀝青混凝土,下層為后0.06-0.135m的C30混凝土,瀝青混凝土重度按23KN/m3計(jì),混凝土重度按25KN/m3計(jì).

2、(2) 鋼材：采用R235鋼筋,HRB335鋼筋.4 .構(gòu)造形式及截面尺寸(如以下圖)如下圖,全橋10c18750i=1.5%瀝青碎厚CmC30昆凝土厚6-cm工1100i=1.5%共由五片T形梁組成,單片T形梁高為1.4m,寬1.8m,橋上橫坡為雙1800180P180"180041橋梁橫斷面圖向2%,坡度由C30混凝土橋面鋪裝限制；設(shè)有5根橫梁.二、主梁的計(jì)算2.1主梁荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算1.跨中荷載橫向分布系數(shù)如前所述,橋跨內(nèi)設(shè)有五道橫隔梁,具有可靠的橫向聯(lián)系,且承重結(jié)構(gòu)的寬跨比為:故可以按修正的剛性橫梁法來(lái)繪制橫向影響線和計(jì)算橫向分布系數(shù)moCB/L=9519.5=0.487

3、<0.5,(1)計(jì)算主梁的抗彎及抗扭慣性矩I和1T1)求主梁截面的重興位置x翼緣板厚度按平均厚度計(jì)算,其平均板厚為那么,x=180-1813等+14018粵180-1813+14018cm=41.09cm2)抗彎慣性矩為對(duì)于T形梁截面,抗扭慣性矩可近似按下式計(jì)算180-18主梁抗彎及抗扭慣性矩計(jì)算圖示式中,bi、ti-單個(gè)矩形截面的寬度和高度G-矩形截面抗扭剛度系數(shù)m-梁截面劃分為單個(gè)矩形截面的個(gè)數(shù)It計(jì)算過(guò)程及結(jié)果見(jiàn)下表.分塊名稱bi/cmti/cmti/bii/一4lTi/m翼緣板180130.070.33330.0013182腹板127180.140.30360.00224840.

4、0035666即得It=3.56710-3m4(2)計(jì)算抗扭修正系數(shù)P,主梁的間距相同,將主梁近似看成等截面,那么得式中,代入上式,計(jì)算得:=0.9263O(3)按修正的剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值5式中,n=5,Za2=2m(3.62+1.82)m2=32.4m2；i4%表示單位荷載P=1作用于j號(hào)梁軸上時(shí),i號(hào)梁軸上所受的作用.計(jì)算所得的、列于下表內(nèi).梁號(hào)10.57050.38530.20.01473-0.170520.38530.29260.20.10740.0147330.20.20.20.20.2(4)計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)；繪制橫向分布影響線圖,然后求橫向分布系數(shù).根據(jù)最不利荷載

5、位置分別進(jìn)行布載.布載時(shí),汽車(chē)荷載距離人行道邊緣距離不小于0.5m,人群荷載取為3KN/m2,欄桿及人行道板每延米重取為6.0KN/m,人行道板重以橫向分布系數(shù)的方式分配到各主梁上.各梁的橫向分布系數(shù)：汽車(chē)荷載：人群荷載：)板=0.6415-0.2415=0.4;人行道板：2板=0.4208-0.0208=0.4;3板=0.2000+0.2000=0.42.梁端剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算(杠桿原理法)端部剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算圖示如下：汽車(chē)荷載：人群荷載：2.2作用效應(yīng)計(jì)算1.永久作用效應(yīng)：假定橋面構(gòu)造各局部重力平均分配給各主梁承當(dāng),那么永久荷載計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表.人行道重力按人行道板橫向分布系數(shù)分配至各

6、梁的版重為：由于橫向分布系數(shù)均相同,=0.4,貝U"板q=0.4X6KN/m=2.4KN/m.各梁的永久荷載匯總結(jié)果見(jiàn)下表：各梁的永久荷載值(單位：KN/m)梁號(hào)主梁橫隔梁欄桿及人行橋向鋪裝層總計(jì)道1(5)11.5650.90662.45.51720.38862(4)11.5651.81322.45.51721.2952311.5651.81322.45.51721.2952(2)永久作用效應(yīng)計(jì)算1)影響線面積計(jì)算見(jiàn)下表影響線面積計(jì)算表工程計(jì)算面積影響線面積2)永久作用效應(yīng)計(jì)算見(jiàn)下表永久作用效應(yīng)計(jì)算表梁號(hào)1(5)20.388647.53969.069120.388635.65726.

7、852820.38869.75198.78862(4)21.295247.531012.158721.295235.65759.172221.29529.75207.6278321.295247.531012.158721.295235.65759.172221.29529.75207.62782.可變作用效應(yīng)(1)汽車(chē)荷載沖擊系數(shù)計(jì)算：結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)U與結(jié)構(gòu)的基頻f有關(guān),故應(yīng)先計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻,簡(jiǎn)支梁橋的基頻簡(jiǎn)化計(jì)算公式為3其中：mcJ=器5kg/m=1178.899kg/m由于1.5HzWfE14Hz,故可由下式計(jì)算汽車(chē)荷載的沖擊系數(shù)：(2)公路-I級(jí)均布荷載qk、集中荷載Pk及其影響線面積

8、計(jì)算見(jiàn)下表,計(jì)算彎矩時(shí),Pk|_喘等19.5-5180kN=238kN計(jì)算剪切力時(shí),Pk=2381.2kN=285.6kN按最不利方式布載可計(jì)算車(chē)道荷載影響線面積,其中V1/2的影響線面積取半跨布載方式為最不禾1J,%=1桔父1=1父19.5=2.438.公路-II級(jí)車(chē)道荷載及其影響線面積計(jì)算表工程頂點(diǎn)位置l1/2處10.523847.53l1/4處10.523835.62支點(diǎn)處10.5285.69.75l1/2處10.5285.62.438可變作用人群每延米q人3可變作用彎矩效應(yīng)計(jì)算彎矩計(jì)算公式為M=：1+uqc.0-PkYk其中,由于只能布置兩車(chē)道,故橫向折減系數(shù)0=1.0.計(jì)算跨中和li

9、/4處彎矩時(shí),可近似認(rèn)為橫向分布系數(shù)沿跨長(zhǎng)方向均勻變化,故各主梁“值沿跨長(zhǎng)方向相同.公路-II級(jí)車(chē)道荷載產(chǎn)生的彎矩計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力10.56471.31310.547.532384.8751230.30090.564735.653.65625926.503520.482347.534.8751050.77770.482335.63.65625788.099930.447.534.875871.47220.435.63.65625653.6180人群荷載產(chǎn)生的彎矩梁號(hào)內(nèi)力10.6374347.5390.50190.637435.6567.881220.418747.5359.70240.41873

10、5.6544.780030.447.5357.03600.435.6542.7800永久作用設(shè)計(jì)值與可變作用設(shè)計(jì)值的分項(xiàng)系數(shù)為:永久荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：Gi=1.2汽車(chē)荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：Q1=1.4人群荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：Qj=1.4根本組合公式為式中為-橋梁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),取1.0;Q-在作用效應(yīng)組合中除汽車(chē)荷載應(yīng)含沖擊力、離心力的其他可變作用效應(yīng)的組合系數(shù),人群荷載的組合系數(shù)取為0.8.彎矩根本組合計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力永久何載人群荷載汽車(chē)柿載彎矩根本組合值1969.069190.50191230.30092986.6663726.852867.8012926.50352245.265621012.1

11、58759.70241050.77772752.5459759.172244.7800788.09992064.500131012.158757.0360871.47222498.5318759.172242.7800653.61801873.9854(4)可變作用的剪力效應(yīng)計(jì)算：在可變作用剪力效應(yīng)計(jì)算時(shí),應(yīng)計(jì)入橫向分布系數(shù)州沿橋跨方向變化的影響.一.-一.一.、一,一一.一一.'通常按如下方法處理,先按跨中的3由等代荷載計(jì)算跨中剪力效應(yīng)；再用支點(diǎn)剪力荷載橫向分布系數(shù)n并考慮支點(diǎn)至l/4為直線變化來(lái)計(jì)算支點(diǎn)剪力效應(yīng).1)跨中截面剪力V1/2的計(jì)算跨中剪力的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表.公路-II級(jí)車(chē)

12、道荷載產(chǎn)生的跨中剪力V1/2計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力剪力效應(yīng)/KN10.56471.31310.52.438285.60.5124.859620.48231.31310.52.438285.60.5106.640330.41.31310.52.438285.60.588.4431人群荷載產(chǎn)生的跨中剪力計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力剪力效應(yīng)/KN10.637432.4384.661920.418732.4383.062430.432.4382.92562)支點(diǎn)處截面剪力Vo的計(jì)算支點(diǎn)剪力效應(yīng)橫向分布系數(shù)的取值為：支點(diǎn)處為按杠桿原理法求得的l/41_31/4段為跨中荷載的橫向分布系數(shù)"支點(diǎn)到及到另一支點(diǎn)段在“和之

13、間根據(jù)直線規(guī)律變化.梁端剪力效應(yīng)計(jì)算：汽車(chē)荷載作用及橫向分布系數(shù)取值如圖.計(jì)算結(jié)果及過(guò)程如下,1號(hào)梁:2號(hào)梁：3號(hào)梁：人群荷載作用及橫向分布系數(shù)沿橋跨方向取值如圖6,計(jì)算結(jié)果及過(guò)程如下,1號(hào)梁：2號(hào)梁：3號(hào)梁：剪力效應(yīng)根本組合,根本組合公式為,各分項(xiàng)系數(shù)取值同彎矩根本組合.剪力效應(yīng)根本組合表梁號(hào)內(nèi)力永久何載人群汽車(chē)根本組合值1198.788623.9400196.3329540.225204.6619124.8596155.31972207.62786.6720221.6738566.969303.0624106.6403131.62613207.62788.7750260.7749624.0

14、67302.925688.4431109.5974由上表可以看出,剪力效應(yīng)以3號(hào)梁限制設(shè)計(jì).2.3持久狀況承載水平極限狀態(tài)下截面設(shè)計(jì)、配筋與驗(yàn)算1,配置主梁受力鋼筋由彎矩根本組合計(jì)算表可以看出,1號(hào)梁Md值最大,考慮到設(shè)計(jì)施工方便,并留有一定的平安儲(chǔ)藏,按1號(hào)梁計(jì)算彎矩進(jìn)行配筋.設(shè)鋼筋凈保護(hù)層為3cm,鋼筋重心至底邊距離為a=18cm,那么主梁有效高度為h0=h-a=(140-18)cm=122cm1號(hào)梁跨中彎矩Md=2986.67kNm,下面判別主梁為第一類(lèi)T形截面或第二類(lèi)T形截面：假設(shè)滿足'.'hfZoMd工fcdbfhf三,那么受壓區(qū)全部位于翼緣內(nèi),為第一內(nèi)T形截面,否那

15、么位于腹板內(nèi),為第二內(nèi)T形截面.式中,為橋跨結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),取1.0；fcd為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；取18.4MPa；bf為T(mén)形截面受壓區(qū)翼緣有效寬度；取以下三者中的最小值：(1)計(jì)算跨徑的1/3:l/3=1950cm/3=650cm;(2)相鄰兩梁的平均間距：d=180cm;此處,b為梁腹板寬度,其值為18cm,bh為承托長(zhǎng)度,其值是81cm,h'f為受壓區(qū)翼緣懸出板得平均厚度,其值為13cm.所以取bf=180cm.判別式左端為0Md=1.0X2986.67kNm=2986.67kNm判別式右端為因此,受壓區(qū)位于翼緣內(nèi),屬于第一類(lèi)T形截面.應(yīng)按寬的為bf的矩形截面進(jìn)行正截面抗彎

16、承載力計(jì)算.設(shè)混利用下凝土的受壓區(qū)高度為x,那么式計(jì)算,即鋼筋布置圖1.02986.67=18.41031.8x1.22-9整理得x2-2.44x0.1804=0解得x=0.076m二0.13m又選用6根直徑為40mm和4根直徑為25mm的HRB335鋼筋,那么鋼筋的布置如下圖,鋼筋的重心as位置為：查表知,£=0.56,故x=0.076m<£h0=0.56父1.2243m=0.686m,那么受壓區(qū)高度符合標(biāo)準(zhǔn)要求.配筋率_._'_P=A/(bfh0)=95.04父100%/(180122.43)=0.431%>0.2%,故配筋率滿足標(biāo)準(zhǔn)要求.2 .持久

17、狀況截面承載水平極限狀態(tài)計(jì)算按截面實(shí)際配筋面積計(jì)算截面受壓區(qū)高度為截面抗彎極限狀態(tài)承載力為抗彎承載力滿足要求.3 .斜截面抗剪承載力計(jì)算支點(diǎn)剪力3號(hào)梁為最大,考慮平安因素,一律采用3號(hào)梁剪力值經(jīng)行抗剪計(jì)算,跨中剪力效應(yīng)以1號(hào)梁為最大,一律采用1號(hào)梁剪力值經(jīng)行計(jì)算.假定最下排2根鋼筋沒(méi)有彎起而通過(guò)支點(diǎn),那么有：故端部抗剪截面尺寸滿足要求.假設(shè)滿足條件Vd<0.510J3«2ftdbh0,那么不需要進(jìn)行斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算,僅按構(gòu)造要求配置鋼筋.而那么應(yīng)進(jìn)行持久狀況斜截面抗剪承載力驗(yàn)算.(1)斜截面配筋計(jì)算圖式1最大剪力Vd取用距離支座中央h/2梁高一半處截面的數(shù)值,其中混凝土與箍筋

18、共同承當(dāng)?shù)募袅cs不小于''0.6Vd,彎起鋼筋按45度彎起承當(dāng)?shù)哪辛Σ淮笥?.4Vd.2計(jì)算第一排從支座向跨中計(jì)算彎起鋼筋時(shí),取用距離支座中央h/2處由彎起鋼筋承當(dāng)?shù)哪蔷植考袅χ?3計(jì)算第一排彎起鋼筋以后的每一排彎起鋼筋時(shí),取用前一排彎起鋼筋下面彎起點(diǎn)處由彎起鋼筋承當(dāng)?shù)哪蔷植考袅χ?彎起鋼筋及計(jì)算圖式如下由內(nèi)插可得,距離支座中央h/2處得剪力效應(yīng)為那么相應(yīng)各排彎起鋼筋的位置及承當(dāng)?shù)募袅χ等缦卤韽澠痄摻畹奈恢眉俺挟?dāng)?shù)募袅χ涤?jì)算表斜筋排次彎起點(diǎn)距支座中央距離/m承當(dāng)?shù)募袅χ礦sbi/kN斜筋排次彎起點(diǎn)距支座中央距離/m承當(dāng)?shù)募袅χ礦sbi/kN11.213236.165544.

19、40258.222.345157.155.33913.133.409105.92各排彎起鋼筋的計(jì)算,與斜截面相交的彎起鋼筋抗剪承載水平按下式計(jì)算fsd-彎起鋼筋的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度MPaAsb-在一個(gè)彎起鋼筋平面內(nèi)彎起鋼筋的總面積mm2區(qū)-彎起鋼筋與縱向軸線的夾角.=0Vsb=1.0%=Vsb貝1|sb075103fin:.3二0.148570.75I0TsdSins0.7510280sin4計(jì)算得每排彎起鋼筋的面積見(jiàn)下表每排彎起鋼筋的面積計(jì)算表彎起排次每排彎起鋼筋計(jì)算面積Asb/mm2彎起鋼筋數(shù)目每排彎起鋼筋實(shí)際面積Asb/mm211589.59072*40251321057.41402*4025

20、133712.79532*25981.84391.73452*25981.8588.17392*16402.1在靠近跨中處,增設(shè)2216的輔助斜鋼筋,Asb5=402.1mm2.3主筋彎起后持久狀況承載水平極限狀態(tài)正截面承載力驗(yàn)算：計(jì)算每一彎起截面的反抗彎矩時(shí),由于鋼筋根數(shù)不同,那么鋼筋的重心位置也不同,有效高度的值也因此不同.為了簡(jiǎn)化計(jì)算,可用同一數(shù)值影響不會(huì)很大.2*40鋼筋的反抗彎矩為2*25鋼筋的反抗彎矩為跨中截面的反抗彎矩為全梁抗彎承載力校核見(jiàn)以下圖.第一排彎起鋼筋彎起處正截面承載力為第二排彎起鋼筋彎起處正截面承載力為第三排彎起鋼筋彎起處正截面承載力為第四排彎起鋼筋彎起處正截面承載力

21、為第五排彎起鋼筋彎起處正截面承載力為5.箍筋設(shè)計(jì)箍筋間距的計(jì)算式為式中巴異號(hào)彎矩影響系數(shù),%=1.0«3-受壓翼緣的影響系數(shù),支3=1.1P斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋的配筋百分率,P=100P,P=As/bh0,當(dāng)P>2.5時(shí),取P=2.5Asv同一截面上箍筋的總截面面積fsv箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,選用R235箍筋,fsv=195MPab用于抗剪配筋設(shè)計(jì)的最大剪力截面的梁腹寬度mmho用于抗剪配筋設(shè)計(jì)的最大剪力截面的有效高度mm七一一用于抗剪配筋設(shè)計(jì)的最大剪力設(shè)計(jì)值分配于混凝土和箍筋共同承當(dāng)?shù)姆峙湎禂?shù),=0.6Vd用于抗剪配筋設(shè)計(jì)的最大剪力設(shè)計(jì)值KN選用2410雙肢箍,那么面積Asv

22、=1.57cm2；距離支座中央h0/2處得主筋為2940,AS=25.13cm2有效高度H0=140-3-d/2=135.2cm;P=As/bhb=25.13父100%/18M135.2=1.033%貝UP=100P=1.033,最大剪力設(shè)計(jì)值Vd=624.0673kN.相應(yīng)的參數(shù)代入上式得按有關(guān)要求選用Sv=250mm在支座中央向跨中方向長(zhǎng)度不小于1倍梁高140cm范圍內(nèi),箍筋間距取為100mm.由上述計(jì)算,箍筋配置如下：全梁箍筋的配置為2410雙肢箍,在由支座中央至支點(diǎn)2.508m段,箍筋間距取為100mm,其他梁段箍筋間距為250,mm.箍筋配筋率為：當(dāng)間距Sz=100mm寸,7sv=A

23、sv/S/b=157100%/100180=0.872%當(dāng)間距Sv=250mm寸,Psv=Av/(SVb)=157m100%/(250m180)=0.349%均滿足最小配箍率R235鋼筋不小于0.18%的要求.6.斜截面抗剪承載力驗(yàn)算斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算位置為1距離支座中央h/2處截面2受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)出截面3錨于受拉區(qū)得縱向主筋開(kāi)始不受力處得截面4箍筋數(shù)量或間距有改變的截面5構(gòu)建腹板寬度有改變的截面因此,要進(jìn)行斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算的截面有：,相應(yīng)的剪力和彎設(shè)計(jì)值為:,相應(yīng)的剪力和彎設(shè)計(jì)值為:,相應(yīng)的剪力和彎設(shè)計(jì)值為:,相應(yīng)的剪力和彎設(shè)計(jì)值為:1離支點(diǎn)中央h/2處截:1-1,相應(yīng)的剪力和彎矩設(shè)

24、計(jì)值為:2矩距支座中央1.213m處截面2-2第一排彎起鋼筋彎起點(diǎn)3矩距支座中央2.345m處截面3-3第二排彎起鋼筋彎起點(diǎn)4矩距支座中央3.409m處截面4-4第三排彎起鋼筋彎起點(diǎn)5矩距支座中央4.402m處截面5-5第四排彎起鋼筋彎起點(diǎn)驗(yàn)算斜截面抗剪承載力時(shí),應(yīng)該計(jì)算通過(guò)斜截面頂端正截面內(nèi)的最大剪力和相應(yīng)于上述最大剪力時(shí)的彎矩.最大建立在計(jì)算出斜截面水平投影長(zhǎng)度C值后,可內(nèi)插求得；相應(yīng)的彎矩值可從按比例繪制的彎矩圖上量取.受彎構(gòu)件配有箍筋和彎起鋼筋時(shí),其斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算公式為Vcs斜截面內(nèi)混凝土與箍筋共同的抗剪水平設(shè)計(jì)值Vsb與斜截面相交的普通彎起鋼筋的截面面積叫一一異號(hào)彎矩影響系數(shù),簡(jiǎn)

25、支梁取1.0«3受壓翼緣的影響系數(shù),Psv箍筋的配筋率,Psv=Asv"Svb計(jì)算斜截面水平投影長(zhǎng)度為C=0.6mh0為了簡(jiǎn)化計(jì)算可近似取C值為C七h(yuǎn)0,C=135.2十122.43cm/2=128.82cm由C值可內(nèi)插求得各個(gè)斜截面頂端處得最大剪力和相應(yīng)的彎矩.斜截面1-1：斜截面內(nèi)有2940縱向鋼筋,那么縱向受拉鋼筋的配筋百分率為那么斜截面截割2組彎起鋼筋2§36+2936,故斜截面2-2:斜截面內(nèi)有2§36縱向鋼筋,那么縱向受拉鋼筋的配筋百分率為那么斜截面截割2組彎起鋼筋2240+2?40,故由圖知,斜截面2-2實(shí)際共截割3組彎起鋼筋,但由于第三排

26、彎起鋼筋與斜截面交點(diǎn)靠近受壓區(qū),實(shí)際的斜截面可能不與第三排鋼筋相交,故近似忽略其抗剪承載力.以下其他相似情況按此法處理.斜截面3-3:斜截面內(nèi)有4436縱向鋼筋,那么縱向受拉鋼筋的配筋百分率為那么斜截面截割2組彎起鋼筋2*40+2*25,故斜截面4-4:斜截面內(nèi)有6240縱向鋼筋,那么縱向受拉鋼筋的配筋百分率為那么斜截面截割2組彎起鋼筋2*25+2*25,故斜截面5-5:斜截面內(nèi)有6436縱向鋼筋,那么縱向受拉鋼筋的配筋百分率為那么斜截面截割2組彎起鋼筋2425+2416,故所以斜截面承載力符合要求.1.1 久狀況斜截面抗彎極限承載水平驗(yàn)算鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面抗彎承載水平缺乏而破壞的原因,

27、主要是由于受拉區(qū)縱向鋼筋錨固不好或彎起鋼筋位置不當(dāng)而造成,故當(dāng)受彎構(gòu)件的縱向鋼筋和箍筋滿足構(gòu)造要求時(shí),可不進(jìn)行斜截面抗彎承載力驗(yàn)算.2.4 持久狀況正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度驗(yàn)算最大裂縫寬度按下式計(jì)算Ci鋼筋外表的形狀系數(shù),取0=1.0;C2作用長(zhǎng)期效應(yīng)影響系數(shù),長(zhǎng)期荷載作用時(shí),C2=1+0.5Nl/Ns,N|和Ns分別為按作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合和短期效應(yīng)組合計(jì)算得內(nèi)力值；C3與構(gòu)件受力性質(zhì)有關(guān)的系數(shù),C3=1.0；d縱向受拉鋼筋直徑,當(dāng)用不同直徑的鋼筋時(shí),改用換算直徑de,P縱向受拉鋼筋配筋率,對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件,當(dāng)二0.02寸,??；=0.02;當(dāng)二：二0.006寸,取=0.0065Es鋼筋的彈性模

28、量,對(duì)HRB335鋼筋,Es=2.0X10MPa；bf構(gòu)件受拉翼緣寬度；hf構(gòu)件受拉翼緣厚度；ss受拉鋼筋在使用荷載作用下的應(yīng)力,即仃SS=-M*；Ms按作用短期效應(yīng)組合計(jì)算得彎矩值;As受拉區(qū)縱向受力鋼筋截面面積.由前面計(jì)算,取1號(hào)梁的跨中彎矩效應(yīng)進(jìn)行組合：短期效應(yīng)組合式中MQik汽車(chē)荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值；MQ2k人群荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值；長(zhǎng)期效應(yīng)組合受拉鋼筋在短期效應(yīng)組合作用下的應(yīng)力為把以上數(shù)據(jù)代入Wfk的計(jì)算式得裂縫寬度滿足要求,同時(shí)在梁腹高的兩側(cè)應(yīng)設(shè)置直徑為6-8mm的防裂鋼筋,一預(yù)防產(chǎn)生裂縫.假設(shè)用8帕,那么As=4.021cm2,可得P'=入/(m)=V品=0.0016,介于0.0

29、01-0.002之間,滿足要求.2.5 持久狀況正常使用極限狀態(tài)下的繞度驗(yàn)算鋼筋混凝土受彎構(gòu)件,在正常使用狀態(tài)下的繞度,可按給定的剛度用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計(jì)算.其抗彎剛度B可由下式計(jì)算B0全截面抗彎剛度,B0=0.95EcI0；Bcr開(kāi)裂截面的剛度,Bcr=EcIcr；Mcr開(kāi)裂彎矩；構(gòu)件受拉區(qū)混凝土塑性影響系數(shù)；I0全截面換算截面慣性矩；Icr開(kāi)裂截面換算截面慣性矩；ftk混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,對(duì)C40混凝土,ftk=2.4MPa；S0全截面換算截面重心軸以上(或以下)局部對(duì)重心軸的面積矩；W0換算截面抗裂邊緣的彈性反抗矩；全截面換算截面對(duì)重心軸的慣性矩可近似用毛截面的慣性矩代替,104即I

30、0=I=8.771610mm4全截面換算截面面積式中n鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量之比,為計(jì)算全截面換算截面受壓區(qū)高度x0計(jì)算全截面換算截面重心軸以上局部面積對(duì)重心軸的面積矩So設(shè)開(kāi)裂截面換算截面中性軸距梁頂面的距離為x(cm),由中性軸以上和以下?lián)Q算截面面積矩相等的原那么,可按下式求解x:代入相關(guān)參數(shù)值得整理得x2298.99x-9477.27=0解得x=36.04cm=360.4mmA130mm,故假設(shè)正確.可計(jì)算開(kāi)裂截面換算截面慣性矩為代入數(shù)據(jù)得那么根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果,結(jié)構(gòu)跨中自由重產(chǎn)生的彎矩為Mg=969.07kNm,公路-II級(jí)可變車(chē)道荷載qk=10.5kN/m,R=238kN,跨中橫

31、向分布系數(shù)n=0.5647;人群荷載q人=3kN/m,跨中橫向分布系數(shù)=0.6374.永久作用可變作用汽車(chē)可變作用人群式中中1作用效應(yīng)組合的頻遇值系數(shù),對(duì)汽車(chē)邛1=0.7,對(duì)人群中1=1.0.當(dāng)采用C40-C80混凝土?xí)r,撓度長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù)nQ=1.451.35,對(duì)C40混凝土,那么取“8=1.45,施工中可通過(guò)設(shè)置預(yù)拱度來(lái)消除永久作用撓度,那么在消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長(zhǎng)期撓度后主梁的最大撓度處不應(yīng)超過(guò)計(jì)算跨徑的1/600.撓度值滿足要求.判別是否需要設(shè)置預(yù)拱貝Ufsl=42.8678mml0/1600=19500/1600=12.19mm故應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度,跨中預(yù)拱度為支點(diǎn)fp=0,拱度沿順橋向做成平

32、順的曲線.3.橫隔梁配筋計(jì)算3.1 確定作用在跨中橫隔梁上的可變作用具有多跟內(nèi)橫隔梁的橋梁,跨中處的橫梁受力最大,通常只計(jì)算跨中橫梁的作用效應(yīng),其余橫梁可依據(jù)跨中橫梁偏平安地選用相同截面尺寸和配筋.橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載計(jì)算應(yīng)采用車(chē)輛荷載,以下圖為跨中橫梁縱向最不利荷載布置.縱向一行車(chē)輪和人群荷載對(duì)跨中橫梁的計(jì)算荷載為：汽車(chē)跨中橫梁受力影響線的面積人群荷載3.2跨中橫梁的作用效應(yīng)影響線計(jì)算一般橫梁彎矩在靠近橋中線的截面較大,而剪力那么在靠近兩側(cè)邊緣處得截面較大.因此,圖中所示的跨中橫梁,只取A-A2、3號(hào)梁的中點(diǎn)卜B-B靠近3號(hào)主梁兩個(gè)截面計(jì)算橫梁的彎矩,取1號(hào)主梁右側(cè)C-C截面和2號(hào)主梁右側(cè)D-

33、D截面計(jì)算剪力.采用修正的剛性橫梁法計(jì)算橫梁作用效應(yīng),先作出相應(yīng)的作用效應(yīng)影響線.a計(jì)算見(jiàn)圖bMa影響線cMb影響線d1號(hào)梁右側(cè)截面剪力影響線e2號(hào)梁右側(cè)截面剪力影響線1 .彎矩影響線（1） 計(jì)算公式：在橋梁跨中當(dāng)單位荷載P=1作用在j號(hào)梁軸上時(shí),i號(hào)梁軸所受的作用為豎向力考慮主梁抗扭,于是,由平衡條件就可以寫(xiě)出A截面的彎矩計(jì)算式.當(dāng)P=1作用在截面A-A的左側(cè)時(shí)A,j=1jb1A2jb2A-e式中biAi號(hào)梁軸到A-A截面的距離；eA單位荷載P=1作用位置到A-A截面的距離.當(dāng)P=1作用在截面A-A的左側(cè)時(shí),同理可得（2） 計(jì)算彎矩影響線值：已計(jì)算出的橫向影響線豎標(biāo)值,得到：對(duì)于A-A截面的

34、彎矩影響線可計(jì)算如下：當(dāng)P=1作用在1號(hào)梁軸上時(shí)當(dāng)P=1作用在4號(hào)梁軸上時(shí)當(dāng)P=1作用在5號(hào)梁軸上時(shí)根據(jù)上面計(jì)算得三點(diǎn)坐標(biāo)及A-A截面的位置,可以作出MA的影響線.同理,Mb影響線計(jì)算式如下根據(jù)上面計(jì)算得三點(diǎn)坐標(biāo)及B-B截面的位置,可以作出MB的影響線.2 .剪力影響線(1) 1號(hào)主梁右截面的剪力V影響線計(jì)算1)當(dāng)P=1作用在計(jì)算截面以右時(shí)："V1=黑(即為1號(hào)梁的荷載橫向影響線)2)當(dāng)P=1作用在計(jì)算截面以左時(shí)：噌=*1(2) 2號(hào)主梁右截面的剪力V2右影響線計(jì)算1)當(dāng)P=1作用在計(jì)算截面以右時(shí)：嚼="1i2i如P=1作用在4號(hào)梁軸上時(shí)：如P=1作用在5號(hào)梁軸上時(shí)：2)當(dāng)

35、P=1作用在計(jì)算截面以左時(shí)：?jiǎn)?=上十一1如P=1作用在1號(hào)梁軸上時(shí)：影響線見(jiàn)相關(guān)圖示3.3截面作用效應(yīng)計(jì)算截面作用效應(yīng)的計(jì)算公式為式中橫梁沖擊系數(shù),取0.3,那么1+N=1.3;-車(chē)道折減系數(shù),兩車(chē)道為1.0;P0汽車(chē)對(duì)于跨中橫梁的計(jì)算荷載；qo人群對(duì)跨中橫梁的計(jì)算荷載；ni與計(jì)算荷載Po相對(duì)應(yīng)的橫梁作用效應(yīng)影響線的豎向坐標(biāo)值；與人群荷載相對(duì)應(yīng)的影響線面積.可變作用汽車(chē)P0和人群q0在相應(yīng)影響線上的最不利位置加載見(jiàn)相關(guān)圖,橫梁內(nèi)力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表.橫梁截面作用效應(yīng)計(jì)算表汽車(chē)P0/kN119.9橫梁沖擊系數(shù)0.3人群q°/(kN/m)14.625車(chē)道折減系數(shù)11.01160.4283一

36、車(chē)道224.4372-0.20471.01160.59020.0067兩車(chē)道218.8103-0.66450.2651-62.25-1.196-0.8255-30.29570.51920.34240.21470.03975兩車(chē)道173.67810000.67990.40.1993-0.0786兩車(chē)道186.8258荷載組合MAmax(kNm)314.212MBmin(kNm)-121.08V/kN261.5563.4橫隔梁截面配筋與驗(yàn)算1.正彎矩配筋把鋪裝層折算3cm計(jì)入截面,那么木It梁高度為113cm,橫梁翼緣板有效寬度為：計(jì)算跨徑的1/31950cm/3=650cm相鄰兩橫梁的平均間距4

37、87.5cm式中hf受壓區(qū)翼緣懸出板的厚度,含3充滿鋪裝層厚度.橫梁翼板有效寬度應(yīng)取上述二者中的較小值,即bf=210cm,先假設(shè)a=8cm,那么得橫隔梁的有效高度為h0=(113-8)cm=105cm.其中,a為鋼筋重心到底面得距離.假設(shè)中性軸位于上翼緣板內(nèi),由3那么1.0314.212三18.42.1x1.05-,10整理得x2-2.1x0.01626-0解得滿足要求的最小x值為x=0.0078m<hf=0.16m,故假設(shè)正確.鋼筋截面面積人可由fsdA=fcdbfx計(jì)算,那么2選用4根直徑20的HRB335鋼筋,As=12.56cm.此時(shí)a=53.5cm=8.5cm貝Ux=2801

38、2.65cm/18.4210=0.910cm而-h0=0.56x104.5cm=58.52cm>x=0.910cm,滿足標(biāo)準(zhǔn)要求.驗(yàn)算截面抗彎承載力：3 .負(fù)彎矩配筋此時(shí),橫梁為110cmX18cm的矩形截面梁.負(fù)彎矩配筋及計(jì)算截面圖式尺寸單位：cm取a=4cm,那么兒=110-4cm=106cm,其中a為鋼肋重心到上緣距離.整理得：x2-2.12x0.073<0解得x20.035m,取x=0.035m.選用2根直徑20的HRB335鋼筋,As=6.28cm2.此時(shí),x=2806.28cm/18.418=5.31cm驗(yàn)算截面抗彎承載力橫梁正截面配筋率計(jì)算均滿足受拉鋼筋最小配筋率要求.4 .抗剪計(jì)算與配筋設(shè)計(jì)