结构设计原理课程设计计算书

课 程 设 计 用 纸 1 设计 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 ............................................................................1 2 作用效应组合 ....................................................................2 2.1 承载能力极限状态计算时作用效应组合 .....................2 2.2 正常使用极限状态计算时作用效应组合 .....................2 2.21 作用短期效应组合 .........................................2 2.22 作用长期效应组合 .........................................2 3 正截面承载能力设计 ..........................................................3 3.1 正截面设计 ...............................................................3 3.2 正截面复核 ...............................................................3 3.3 水平纵向钢筋的计算 .................................................4 4 斜截面承载能力设计 ..........................................................5 4.1 斜截面设计 .................................................................5 4.11 斜截面抗剪设计 ...............................................5 4.12 斜截面抗弯设计 ...............................................7 4.2 斜截面抗剪承载力复核 ...........................................10 5 正截面使用应力验算 ......................................................14 5.1 抗裂宽度验算 ...........................................................14 5.2 挠度验算 ...................................................................14 设计总结 ..................................................................................18 参考文献 .................................................................................20 教师批阅： 1设计资料 1.1 设计数据 钢筋混凝土简支梁全长15.96m，计算跨径15.6m，T形梁截面积几何尺寸如上图所示。I类环境条件，安全等级为一级，γ0=1.1. 梁体采用C30混凝土，轴心抗压强度设计值fcd13.8Mpa，轴心抗拉强度设计值ftd=1.39Mpa；主钢筋采用HRB335级钢筋，抗拉强度设计值fsd=280Mpa；箍筋采用R235级钢筋，直径8mm，抗拉强度设计值fsd=195Mpa。 简支梁控制截面弯矩组合设计值和剪力组合设计值： 跨中截面 恒载： Md，l/2=686.64KN.M 人群荷载： Md，l/2=94.33KN.M 汽车荷载：考虑u时， Md，l/2=435.60KN.M 不考虑u时，Md，l/2=356.60KN.M 跨中剪力： Vd，l/2=101.55KN 支点处 Md，0=0 Vd，0= 401.11KN 教师批阅： 2 作用效应组合 2.1承载能力极限状态计算时作用效应组合 结构重要性系数为γ0=1.1，因恒载时作用效应对结构承载力最不利，故取永久作用效应分项系数γG1=1.2。汽车荷载效应的分项系数γQ1本组合为永久作用、汽车载荷和人群载荷组合，故人群载荷的组合系数为ΦC=0.80。除汽车外的其他j个可变作用效应的分项系数γQj=1.4。按承载能力极限状态设计时作用效应值基本组合的设计值为： γ0 Md=γ0 （∑γGiSGik+γQ1SQ1k+ΦC∑γQjSQjk） =1.1×（1.2×686.64+1.4×435.60+0.8×1.4×94.33） =1693.3KN.M 2.2正常使用极限状态计算时作用效应组合 2.21 作用短期效应组合 汽车载荷作用效应的频遇值洗漱Φ11=0.7，人群荷载作用效应的频遇值系数Φ12=1.0，不计冲击系数的汽车荷载弯矩MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1715917269995_0值MQ1k=356.6KN.M，则 Msd=MGik+Φ11MQ1k+Φ12MQ2k =686.64+0.7×356.6+1.0×94.33 =1033.43KN.M 2.22 作用长期效应组合 不计冲击系数的汽车荷载弯矩标准值MQ1k=356.6KN.M，汽车作用的准永久值系数Φ21=0.4，人群载荷作用效应的准永久值系数 Φ22=0.4，则 Mld=MGik+Φ21MQ1k+Φ22MQ2K =686.64+0.4×356.6+0.4×94.33 =867.01KN.M 教师批阅： 3 正截面承载能力设计 3.1 正界面设计 1) 设as=30+0.07h=30+0.07×1300=121mm， 则界面有效高度h0=1300-121=1179mm 2) 判定T形截面类型 由fcdbf'hf'（h0-hf'/2）=13.8×1640×120×（1179-120/2） =3039.02KN.M>M（=1693.4KN.M） 故属于第一类T形截面。 3) 受压区高度 由M=fcdbf'x（h0-x/2）可得 1693.4×106=13.8×1640×（1179-x/2） 解方程得合适解 x=67mmd=28mm，及规定的30mm。 钢筋横向净距Sn=200-35×2-31.6×2=66.8>40mm及 1.25d=1.25 ×28=35mm。 满足构造要求。 3.2 正截面复核 已设计的受拉钢筋为628面积为3695mm2，620的面积为1884mm2，fsd=280Mpa则可得as 即 as = =111mm 则实际有效高度h0=1300-111=1189mm 1）判定T形截面类型 fcdbf'hf'=13.8 ×1640 ×120 =2.72KN.M fsdAs=280×5579 =1.56kN.M 因为 fcdbf'hf' >fsdAs故为第一类T形截面 求受压区高度x 由 fcdbf'x=fsdAs 得x=fsdAs/（fcdbf'）= =69mm1693.4KN.M 又ρ=As/bh0= =2.35%>ρmin=0.002 故截面复核满足要求。 3.3 水平纵向钢筋设计 水平纵向钢筋等级选HRB335 设水平纵向钢筋的截面面积为 A=0.0015bh=0.0015×200×1300=390mm2 钢筋间距设为150mm， 直径为6mm的带肋钢筋 则选择146（As=396.2mm2） 教师批阅： 4 斜截面承载能力设计 4.1 斜截面抗剪 4.11 斜截面抗剪设计 1）截面尺寸检查 根据构造要求，量最底层钢筋228通过支座截面，支点截面有效高度h0=h-(35+31.6/2)=1249mm 0.51×10-3× ×bh0=0.51×10-3× ×200×1249 =697.79KN>γ0Vd，0（=441.221KN） 截面尺寸符合设计要求。 2）检查是否要根据计算配置箍紧 跨中截面： 0.5×10-3×ftdbh0=0.5×10-3×1.39×200×1189=165.271KN 支座截面： 0.5×10-3×ftdbh0=0.5×10-3×0.39×200×1249=173.611KN 因γ0Vd，l/2（=111.705KN）<0.5×10-3×ftdbh0<γ0Vd，0(=442.22KN) 可在跨中的某长度范围内按构造配置箍紧，其余区段应按计算配置腹筋 3）计算简历分配图 教师批阅： Vx=γ0Vd，x=(0.5×10-3)ftdbh0=173.611KN的截面距跨中截面的距离可由剪力包络图按比例求得，为 l1=l/2×（Vx-Vl/2）/（V0-Vl/2）=1876mm 在 l1长度范围内可按构造要求布置箍筋。 同时根据《公路桥规》规定，在支座中心线向跨径长度方向不小于1倍梁高h=1300mm范围内，箍筋的最大间距为100。 在距离支座中心线h/2处的计算剪力值（V'）由剪力包络图的比例求得，为 V'=（lV0-h（V0-Vl/2））/L=413.76KN 其中应由混凝土和箍筋承担的剪力计算值至少为0.6V'=248.257KN；应由弯起钢筋（包括斜筋）承担的剪力计算值最多为0.4V'=165.504KN，设置弯起钢筋区段长度为3918mm如上图所示。 4）箍筋设计 采用直径为8mm的双肢箍筋，箍筋截面面积 Asv=nAsv1=2×50.3=100.6mm2 斜截面内纵筋配筋率p及截面有效高度h0可近似按支座截面和跨中截面的平均值取用，计算如下： 跨中截面： pl/2=2.35<2.5，取pl/2=2.35，h0=1179mm 支点截面： p0=100 × =0.49 h0=1249mm 则平均值分别为p= =1.42；h0= =1214mm Sv=（ɑ ×ɑ ×0.56×10-6×（2+0.6p）× ×Asv×fsv×b×h02)/V'2 =358mm 取Sv=350mm≤h/2=650mm及400mm，是满足 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 要求的。但采用直径8mm的双肢箍筋，箍筋配筋率，ρsv=Asv/（bsv）= =0.144%<0.18%（HRB335钢筋时），故不满足规范规定。 教师批阅： 现取Sv=250mm计算的箍筋配筋率ρsv=0.2%>0.18%，且小于0.5h=650mm 和400mm。 综上所述计算，在支座中心向跨径长度方向的1300mm范围内，设计箍筋间距Sv=100mm；尔后至跨中截面统一的箍筋间距取Sv=250mm。 4.12斜截面抗弯设计 弯起钢筋及斜筋设计 设焊接钢筋骨架的架立钢筋（HRB335）为22，钢筋重心至梁受压翼板上边缘距离as'=56mm。 弯起钢筋的弯起角度为450，弯起钢筋末端与架立钢筋焊接。 = ；Asbi= 弯起钢筋计算 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 弯起点 1 2 3 4 5 h（mm） 1134 1102 1079 1057 1034 距支座中心距离xi（mm） 1134 2236 3315 4372 5406 分配的计算剪力值Vsbi（KN） 165.5 145.1 98.5 52.9 8.27 需要的弯矩面积 Asbi(mm2) 111.5 980 663 356 56 可提供的弯矩面积Asbi(mm2) 1232 （228） 1232 （228） 628 （220） 628 （220） 628 （220） 弯矩与梁轴交点到支座中心距离xc'（mm） 566 1700 2806 3386 4943 h1=1300-（（35+31.6×1.5）+（43+25.1+31.6×0.5））=1134mm 弯筋的弯起角450，第一排弯起钢筋的弯起点1距支座中心距离为1134mm。 弯筋与梁纵轴线交点1'距支座中心距离为: 1134-（1300/2-（35+31.6×1.5））=566mm h2=1300-（（35+31.6×2.5）+（43+25.1+31.6×0.5））=1102mm 第二排弯起钢筋的弯起点2距支座中心距离为2236mm 弯筋与梁纵轴线交点2'距支座中心距离为: 2236-（1300/2-（35+31.6×2.5））=1700mm h3=1300-（（35+31.6×3+22.7×0.5）+（43+25.1+22.7×0.5））=1079mm 第三排弯起钢筋的弯起点3距支座中心距离为3315mm 弯筋与梁纵轴线交点3'距支座中心距离为: 3315-（1300/2-（35+31.6×3+22.7×0.5））=2806mm h4=1300-（（35+31.6×3+22.7×1.5）+（43+25.1+22.7×0.5））=1057mm 第四排弯起钢筋的弯起点4距支座中心距离为4372mm 教师批阅: 弯筋与梁纵轴线交点2'距支座中心距离为: 4372-（1300/2-（35+31.6×3+22.7×1.5））=3886mm h5=1300-（（35+31.6×3+22.7×2.5）+（43+25.1+22.7×0.5））=1034mm 第五排弯起钢筋的弯起点5距支座中心距离为5406mm 弯筋与梁纵轴线交点5'距支座中心距离为: 5406-（1300/2-（35+31.6×2+22.7×2.5））=4943mm 由于N1的弯起点距支座中心距离为5406mm，已大于3918+h/2=3918+650=4568mm，实际工程中，不截断而是弯起。 现在同时满足梁跨间各正截面和斜截面抗弯要求，确定弯起钢筋的各弯起点位置。由已知跨中截面弯矩计算值 Ml/2=γ0Md，l/2=1693.4KN.M，支点处M0=γ0Md，0=0，做出梁的弯矩包络图如下。 各排钢筋弯起后，相应正截面抗弯承载力Mui计算如下表。 教师批阅: 梁区段 截面纵筋 有效高度h0（mm） T形截面类型 受压区高度x（mm） 抗弯承载力Mu (KN.M) 支点中心-1点 228 1249 第一类 15 421.5 1点-2点 428 1233 第一类 30 827.0 2点-3点 628 1218 第一类 46 1244.1 3点-4点 628+220 1209 第一类 53 1418.4 4点-5点 628+420 1197 第一类 61 1610.4 5点-梁跨中 628+620 1189 第一类 69 1803.0 第一排弯起钢筋（2N5）： 其充分利用点“m”的横坐标x=5579mm，而2N5的弯起点1的横坐标x1=7800-1134=6666mm，说明1点位于m点左边，且 x1-x（=6666-5579=1087mm）>h0/2（=1233/2=617mm）满足要求。 其不需要点n的横坐标x=6760mmm，而2N5钢筋与梁中轴线交点1'的横坐标x'1（=7800-566=7234mm）>x（=6760mm） 第二排弯起钢筋（2N4）： 其充分利用点“L”的横坐标x=4018mm，而2N4的弯起点2的横坐标x2=7800-2236=5564mm，说明2点位于L点左边，且 X2-x（=5564-4018=1546mm）>h0/2（=1218/2=609mm）满足要求。 其不需要点m的横坐标x=5579mmm，而2N4钢筋与梁中轴线交点2'的横坐标x'2（=7800-1700=6100mm）>x（=5579mm） 第三排弯起钢筋（2N3）： 其充分利用点“k”的横坐标x=3143mm，而2N3的弯起点3的横坐标x3=7800-3315=4485mm，说明3点位于k点左边，且 X3-x（=4485-3143=1342mm）>h0/2（=1209/2=605mm）满足要求。 其不需要点l的横坐标x=4018mmm，而2N3钢筋与梁中轴线交点3'的横坐标x'3（=7800-2806=4994mm）>x（=4018mm） 第四排弯起钢筋（2N2）： 其充分利用点“j”的横坐标x=1727mm，而2N2的弯起点4的横坐标x4=7800-4372=3428mm，说明4点位于j点左边，且 X4-x（=3428-3143=1727mm）>h0/2（=1197/2=599mm）满足要求。 其不需要点l的横坐标x=3143mmm，而2N4钢筋与梁中轴线交点4'的横坐标x'4（=7800-3386=3914mm）>x（=3143mm） 第五排弯起钢筋（2N1）： 其充分利用点“i”的横坐标x=0mm，而2N1的弯起点5的横坐标x5=7800-5406=2394mm，说明5点位于i点左边，且 教师批阅: X5-x（=2394-0=2394mm）>h0/2（=1189/2=595mm）满足要求。 其不需要点j的横坐标x=1727mmm，而2N1钢筋与梁中轴线交点5'的横坐标x'5（=7800-4943=2851mm）>x（=1727mm） 由上述检查结果可知上图所示弯起钢筋弯起点初步位置满足要求。 由2N2、2N3和2N4钢筋弯起点形成的抵抗弯矩图远大于弯矩包络图，故进一步调整上述弯起钢筋的弯起点位置，在满足规范对弯起钢筋弯起点要求的前提下，使抵抗弯矩图接近弯矩包络图；在弯起钢筋之间，增设直径为16mm的钢筋，下图即为调整后主梁弯起钢筋、斜筋的布置图。 4.2 斜截面抗剪承载力复核 ( 1）选定斜截面顶端位置 由上图可得距支座中心线h/2处截面的横坐标为x=7800-650=7150mm，正截面有效高度h0=1249mm。现取投影长度c'≈h0=1249mm，则得到选择的斜截面顶端位置A如下图所示，其坐标为x=7150-1249=5901mm。 2）斜截面抗剪承载力复核 A处正截面上的剪力Vx及相应的弯矩Mx计算如下： Vx=Vl/2+（V0-Vl/2）×2x/L =111.705+（441.221-111.705）× =361.49KN 教师批阅: Mx =Ml/2(1-4x2/L2) =1693.4×（1- ） =724.18kN.m A处正截面有效高度h0=1233mm=1.233m（主筋为428）则实际广义剪跨比m及斜截面投影长度c分别为： m= = =1.62<3 c=0.6mh0=0.6×1.62×1.233 =1.198m<1.249m 将要复核的斜截面如上图所示中AA'斜截面，斜角 β=tan-1（h0/c）=tan-1（1.198/1.249）≈45.80 斜截面内纵向受拉主筋有228（2N6），相应的主筋配筋率p为 P=100× = =0.49<2.5 箍筋的配筋率 ρsv为 ρsv= = =0.201%>ρmin（=0.18%） 与斜截面相交的弯起钢筋有2N5（228）、2N4（228）；斜筋有（216） 则AA'斜截面抗剪承载力为 Vu=α1α2α3（0.45×10-3）bh0 +（0.75×10-3）fsd∑Asbsinθs =1×1×1.1×（0.45×10-3）×200×1233× +（0.75×10-3）×280×（2×1232+402）×0.717 =702.4kN>Vx=361.49kN 教师批阅: 故距支座中心h/2处的斜截面抗剪承载力满足要求 ( 1）复核第一排弯起钢筋处 由上图可得距支座中心线h/2处截面的横坐标为x=7800-1134=6666mm，正截面有效高度h0=1233mm。现取投影长度c'≈h0=1233mm，则得到选择的斜截面顶端位置A如下图所示，其坐标为x=6666-1233=5433mm。 2）斜截面抗剪承载力复核 A处正截面上的剪力Vx及相应的弯矩Mx计算如下： Vx=Vl/2+（V0-Vl/2）×2x/L =111.705+（441.221-111.705）× =341.23kN Mx =Ml/2(1-4x2/L2) =1693.4×（1- ） =871.82kN.m A处正截面有效高度h0=1218mm=1.218m（主筋为428）则实际广义剪跨比m及斜截面投影长度c分别为： m= = =2.1<3 c=0.6mh0=0.6×2.1×1.218 =1.535m>1.233m 将要复核的斜截面如上图所示中AA'斜截面，斜角 β=tan-1（h0/c）=tan-1（1.535/1.233）≈38.40 斜截面内纵向受拉主筋有428（2N6、2N5），相应的主筋配筋率p为 教师批阅： P=100× = =1.0<2.5 箍筋的配筋率 ρsv为 ρsv= = =0.201%>ρmin（=0.18%） 与斜截面相交的弯起钢筋有2N4（228）；斜筋有（216） 则AA'斜截面抗剪承载力为 Vu=α1α2α3（0.45×10-3）bh0 +（0.75×10-3）fsd∑Asbsinθs =1×1×1.1×（0.45×10-3）×200×1218× +（0.75×10-3）×280×（1232+402）×0.717 =512.47kN>Vx=341.23kN 故第一排弯起钢筋处的斜截面抗剪承载力满足要求 教师批阅： 5 正截面使用应力验算 5.1 裂缝宽度验算 H0=1189mm 1）带肋钢筋系数c1=1.0 短期荷载效应组合弯矩计算值Ms=1033.43kN.M 长期荷载效应组合弯矩计算值Ml=867.10kN.M 系数c2=1+0.5× =1.42 系数c3=1.0 2）钢筋应力 的计算 = = =196Mpa 3）换算直径d的计算 d=de= =23.68mm 对于焊接钢筋骨架d=de=1.3×23.68=30.78mm 4）纵向受拉钢筋ρ的计算 ρ= = =0.0235>0.02 取ρ=0.02。 5）最大裂缝宽度Wfk的计算 Wfk=c1c2c3 =1×1.42×10-5× =0.18mm≤【wf】=0.2mm 5.2 挠度的验算 在进行梁变形计算时，应取梁与相邻梁横向连接后截面的全宽度受压翼板计算，即b'f1=2200mm，而h'f1仍为120mm， αEs= =6.667 1） T梁换算截面的惯性矩Icr和I0计算 对T梁的开裂截面，由0.5b'fx2=αEsAs（h0-x）可得 0.5×2200×x2=×6.667×5579×（1189-x） 解得 x=184mm>h'f（=120mm） 梁跨中截面为第二类T形截面。这时，受压区x高度由式确定 教师批阅： A= = =1368 B= = =586251 则 x= = =197mm>h'f=120mm 开裂截面的换算截面惯性矩Icr为 Icr= +6.667×5579×（1189-197）2 =41905×106mm4 T梁的全截面换算截面面积A0为 A0=200×1300+（2200-200）×120+（6.667-1）×55579=531616mm2 受压区高度x为 X= =416mm 全截面换算惯性矩I0为 I0= bh3+bh（ -x）2+ （b'f1-b）h'f3 +（b'f1-b）h'f×（x- ）2+（ɑEs-1）As（h0-x） =10.045×1010mm4 2） 计算开裂构件的抗弯刚度 全截面抗弯刚度 B0=0.95EcI0=0.95×3×104×10.045×1010 =2.86×1015N.mm2 开裂截面抗弯刚度 Bcr=EcIcr=3×104×41905×106=1.26×1015 N.mm2 全截面换算截面受拉区边缘的弹性抵抗拒为 W0= = =1.136×108mm3 全截面换算截面的面积距为 教师批阅： S0=0.5b'fx2-0.5（b'f1-b）（x-h'f） =0.5×2200×4162-0.5×（2200-200）×（416-120）2 =1.02×108mm3 塑性影响系数为 γ= = =1.78 开裂弯矩 Mcr=γftkW0=1.78×2.01×1.136×108=406.44KN.m 抗裂构件的抗弯刚度 B= = =1.38×108 N.mm2 3） 受弯构件跨中截面处的长期挠度值 短期荷载效应组合下跨中截面弯矩标准值Ms=1033.43kN.M， 结构自重作用下跨中截面弯矩标准值MG=686.64kN.M。对C30混凝土，挠度长期增长系数ηθ=1.60。 受弯构件在使用阶段的跨中截面的长期挠度值为 ωl= ×ηθ = × ×1.60 =30mm 在自重作用下跨中截面的长期挠度值为 ωG= × ×ηθ = × ×1.60 =20mm 则按可变荷载频遇值计算的长期挠度值（ωQ）为 ωQ=ωl-ωG=30-20=10mm< （= =26mm） 符合《公路桥规》的要求。 4) 预拱度的设置 在荷载短期效应组合并考虑长期效应影响下梁跨中处产生的长期挠度值为ωC= 30mm > = =9.75mm，故跨中截面需要设置预拱度。 根据《公路桥规》对预拱度设置的规定，得到梁跨中截面处的预拱度为 教师批阅： ∆=ωG+0.5ωQ=20+0.5×10=25mm 教师批阅： 设计总结 参考文献 1 _1234567921.unknown _1234567937.unknown _1234567945.unknown _1234567953.unknown _1234567957.unknown _1234567961.unknown _1234567963.unknown _1234567965.unknown _1234567966.unknown _1234567964.unknown _1234567962.unknown _1234567959.unknown _1234567960.unknown _1234567958.unknown _1234567955.unknown _1234567956.unknown _1234567954.unknown _1234567949.unknown _1234567951.unknown _1234567952.unknown _1234567950.unknown _1234567947.unknown _1234567948.unknown _1234567946.unknown _1234567941.unknown _1234567943.unknown _1234567944.unknown _1234567942.unknown _1234567939.unknown _1234567940.unknown _1234567938.unknown _1234567929.unknown _1234567933.unknown _1234567935.unknown _1234567936.unknown _1234567934.unknown _1234567931.unknown _1234567932.unknown _1234567930.unknown _1234567925.unknown _1234567927.unknown _1234567928.unknown _1234567926.unknown _1234567923.unknown _1234567924.unknown _1234567922.unknown _1234567905.unknown _1234567913.unknown _1234567917.unknown _1234567919.unknown _1234567920.unknown _1234567918.unknown _1234567915.unknown _1234567916.unknown _1234567914.unknown _1234567909.unknown _1234567911.unknown _1234567912.unknown _1234567910.unknown _1234567907.unknown _1234567908.unknown _1234567906.unknown _1234567897.unknown _1234567901.unknown _1234567903.unknown _1234567904.unknown _1234567902.unknown _1234567899.unknown _1234567900.unknown _1234567898.unknown _1234567893.unknown _1234567895.unknown _1234567896.unknown _1234567894.unknown _1234567891.unknown _1234567892.unknown _1234567890.unknown