普通鋼筋混凝土空心板設(shè)計計算書

普通鋼筋混凝土空心板設(shè)計計算書-優(yōu)選鋼筋混凝土空心板設(shè)計計算書一、根本設(shè)計資料跨度和橋面寬度標(biāo)準(zhǔn)跨徑：20m〔墩中心距〕。計算跨徑：19.3m。橋面寬度：凈7m+2×1.5m〔人行道〕=8.5m。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)〔1〕設(shè)計荷載：公路—Ⅱ級，人行道和欄桿自重線密度按照單側(cè)8KN/m計算，〔2〕人群荷載取3KN/㎡?！?〕環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)：Ⅰ類環(huán)境。〔4〕設(shè)計平安等級：二級。主要材料〔1〕混凝土：混凝土空心簡支板和鉸接縫采用C40混凝土；橋面鋪裝上層采用0.04m瀝青混凝土，下層為0.06厚C30混凝土。瀝青混凝土重度按23KN/m3計算，混凝土重度按25KN/m3計?！?〕鋼材采用HPB235，HPB335鋼筋。中板截面構(gòu)造及尺寸〔單位：cm〕二、計算空心板截面幾特性1、毛截面面積計算普通鋼筋混凝土空心板設(shè)計計算書全文共1頁，當(dāng)前為第1頁。全截面對板高處的靜矩為：普通鋼筋混凝土空心板設(shè)計計算書全文共1頁，當(dāng)前為第1頁。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：2、毛截面慣性矩計算鉸縫對自身重心軸的慣性矩為：空心板截面對其重心軸的慣性矩為：空心板截面的抗扭剛度可簡化為以下圖所示的箱型截面進展近似計算抗扭剛度為：三、主梁力計算1、永久作用效應(yīng)計算〔1〕空心板自重〔一期構(gòu)造自重〕：〔2〕橋面系自重〔二期構(gòu)造自重〕：1〕本設(shè)計人行道和欄桿自重線密度按照單側(cè)8KN/m計算。2〕橋面鋪裝上層采用0.04m厚瀝青混凝土，下層為0.06m厚C30混凝土，那么全橋?qū)掍佈b層每延米重力為普通鋼筋混凝土空心板設(shè)計計算書全文共2頁，當(dāng)前為第2頁。每塊空心板分配到的每延米橋面系重力為普通鋼筋混凝土空心板設(shè)計計算書全文共2頁，當(dāng)前為第2頁?！?〕鉸接縫自重計算〔二期構(gòu)造自重〕：由上述計算得空心板每延米總重力為由此可計算出簡支空心板永久作用效應(yīng)，計算構(gòu)造見下表作用種類作用/〔KN/m〕計算跨徑/m作用效應(yīng)-彎矩M/KN·m作用效應(yīng)-剪力V/KN跨中1/4跨支點1/4跨跨中15.76811.6265.22198.9191.4545.7306.77511.6113.9685.4739.3019.650G22.54311.6379.13284.38130.7565.3702、可變作用效應(yīng)計算設(shè)計荷載為公路—Ⅱ級，車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：計算彎矩時：計算剪力時：〔1〕沖擊系數(shù)計算〔其中，〕由于，，故可按下式計算汽車荷載的沖擊系數(shù)：當(dāng)行車道為兩車道是不進展車道折減，故取折減系數(shù)〔2〕汽車荷載橫向分布系數(shù)的計算普通鋼筋混凝土空心板設(shè)計計算書全文共3頁，當(dāng)前為第3頁?？招陌蹇缰泻?/4截面處的荷載橫向分布系數(shù)按鉸接板法計算，支點處荷載橫向分布系數(shù)按桿杠原理法計算，支點至1/4截面的荷載橫向分布系數(shù)按直線插法求得。普通鋼筋混凝土空心板設(shè)計計算書全文共3頁，當(dāng)前為第3頁。、跨中及截面處荷載橫向分布系數(shù)計算空心板的剛度參數(shù)為：計算跨中荷載影響線豎標(biāo)值：表1-21234567810.0202391971511170760610.0403072331060520400340.0216924520015111606420.0201971931631271010.0402332301821230600400.0216920019616512710006906430.0201511631681471161960760.0401821971110600520.0216915116514811609540.0201171271471581421161010.0401061231110.02169116127148160143116100荷載橫向分布系數(shù)按下式計算：按以下圖式布置荷載為最不利，各板荷載橫向分布系數(shù)計算見表。普通鋼筋混凝土空心板設(shè)計計算書全文共4頁，當(dāng)前為第4頁。各板荷載橫向分布系數(shù)計算表普通鋼筋混凝土空心板設(shè)計計算書全文共4頁，當(dāng)前為第4頁。板號1234荷載種類汽車人群汽車人群汽車人群汽車人群橫向分布系數(shù)0.19570.24050.19290.19960.16550.15240.12910.11710.13210.14450.15810.15450.10150.05950.11130.06450.12940.07470.15010.09190.07380.08070.09470.1157分布系數(shù)0.2520.3000.26470.26410.27390.22710.27470.2090由上表可知，4號板的荷載橫向分布系數(shù)最大。為設(shè)計和施工便，各空心板設(shè)計成統(tǒng)一規(guī)格，按最不利組合進展設(shè)計，即選用4號板橫向分布系數(shù)，跨中和截面處的荷載橫向分布系數(shù)取以下數(shù)值：，、支點處荷載橫向分布計算：按杠桿原理法計算4號板的荷載荷載橫向分布系數(shù)所以，4號板在支點處荷載橫向分布系數(shù)為：，、支點到截面處荷載橫向分布系數(shù)按直線插得到。(3)可變作用效應(yīng)計算計算車道荷載引起的空心板跨中及處截面的效應(yīng)時，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)滿布于使空心板產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號影響線上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于影響線中一個最大影響線峰值處。普通鋼筋混凝土空心板設(shè)計計算書全文共5頁，當(dāng)前為第5頁。A.跨中彎矩普通鋼筋混凝土空心板設(shè)計計算書全文共5頁，當(dāng)前為第5頁。按跨中彎矩影響線，計算得出彎矩影響線的面積為：沿橋垮縱向與位置對應(yīng)的力影響線最大坐標(biāo)值故得：人群荷載引起的最大彎矩：3.1.2跨中剪力剪力影響線面積：，故：3.2.1截面彎矩彎矩影響線的面積為：沿橋垮縱向與位置對應(yīng)的力影響線最大坐標(biāo)值故得：人群荷載引起的最大彎矩：3.1.2截面剪力剪力影響線面積：，故：3.3支點截面剪力普通鋼筋混凝土空心板設(shè)計計算書全文共6頁，當(dāng)前為第6頁?？紤]橫向分布系數(shù)沿空心板跨徑的向的變化，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)滿布于使構(gòu)造產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號影響線上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只能作用于相應(yīng)影響線最大豎標(biāo)處。荷載布置如以下圖示：普通鋼筋混凝土空心板設(shè)計計算書全文共6頁，當(dāng)前為第6頁。序號荷載類別跨中截面四分點截面支點截面MVMVVkN·mkNkN·mkNkN1永久作用379.180.00284.3865.38130.752汽車可變作用(計沖擊〕.4435.81121.8356.29134.273汽車可變作用(不計沖擊〕123.1527.1592.3742.68101.804人群可變作用10.831.138.132.543.395標(biāo)準(zhǔn)組合552.4536.94414.34124.21268.416短期組合476.2220.13357.1797.79205.407極限組合694.5651.40520.92160.11348.678長期組合432.7711.31324.5883.47172.82四、截面鋼筋設(shè)計和驗算1、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。換算原那么是面積相等、慣性矩一樣，在本預(yù)制板中令空心板中圓面積及慣性矩與工字形截面開口局部面積和慣性矩一樣。即：，解得：，空心板等效工字形截面如下圖：因此，等效工字形截面的上下翼緣板厚度為：，腹板厚度為：假設(shè)截面受壓區(qū)高度，設(shè)有效高度：，那么正截面的承載力為：普通鋼筋混凝土空心板設(shè)計計算書全文共7頁，當(dāng)前為第7頁。解得：且普通鋼筋混凝土空心板設(shè)計計算書全文共7頁，當(dāng)前為第7頁。計算結(jié)果說明受壓區(qū)全部位于翼緣板，因此可安高為，寬為的矩形截面計算配筋。選用8根28mm的HRB335鋼筋，實配面積為：，配筋如以下圖所示：鋼筋重心位置為y=5.6cm，有效高度配筋率：2、持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計算按實際配筋計算截面有效高度為：那么該板實際抗彎極限承載能力為：滿足截面承載能力要求。斜截面抗剪承載力計算腹筋設(shè)計：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：①滿足截面尺寸設(shè)計—截面最小尺寸要求?！?〕判斷是否需要進展斜截面承載力驗算支座處：γ0Vd=348.67KN，因此不需進展斜截面承載力驗算，只需要按構(gòu)造配置箍筋，所以全長配置φ820。五、裂縫寬度驗算普通鋼筋混凝土空心板設(shè)計計算書全文共8頁，當(dāng)前為第8頁。最大裂縫寬度普通鋼筋混凝土空心板設(shè)計計算書全文共8頁，當(dāng)前為第8頁。式中：鋼筋應(yīng)力配筋率短期活載作用下的彎曲裂縫寬度長期荷載作用下的彎曲裂縫寬度裂縫驗算滿足規(guī)要求。六、變形計算荷載短期效應(yīng)作用下的跨中截面撓度按下式近似計算：Ms=476.22×106N?mmL＝9.60m=9600mmB0為全截面抗彎剛度，B0＝0.95EcJ0，按全截面參加工作計算，取b’f=1260mm得換算截面的面積為：Aco=aEsAs=6.67×4926=32856mm2，換算截面重心至受壓緣的距離y’0=29.6cm，至受拉區(qū)邊緣的距離y0=55-29.6=25.4cm=254mm。換算截面慣性距J0＝5808756cm4，對受拉區(qū)邊緣的彈性抵抗矩W0=J0/y0=5808756/25.4=228691cm3，換算截面重心以上局部面積對重心的面積矩為：Σyi×As=44805cm3取Ec=3.0×104MPa，將數(shù)據(jù)代入得：Bcr為開裂截面的抗彎剛度，在抗彎承載力計算中可知，x<h’f，屬于第一類截面進展計算，在混凝土受壓區(qū)高度x0=151mm普通鋼筋混凝土空心板設(shè)計計算書全文共9頁，當(dāng)前為第9頁。開裂彎矩：普通鋼筋混凝土空心板設(shè)計計算書全文共9頁，當(dāng)前為第9頁。代入