課程設(shè)計(jì)---橋梁工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、<p>　　鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)</p><p><b>　　計(jì)算說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　《橋梁工程》課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋設(shè)計(jì)</p><p>　　交通土建系（路橋方向）</p

2、><p><b>　　2010.12.1</b></p><p><b>　　第一部分 設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　1.結(jié)構(gòu)形式及基本尺寸 </p><p>　　某公路裝配式簡(jiǎn)支梁橋，標(biāo)準(zhǔn)跨徑20m，雙向雙車(chē)道布置，橋面寬度為凈 7+2x1. 5m，總寬10m。主梁為裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T 梁

3、，橋面由6片T梁組成，主梁之間鉸接，沿梁長(zhǎng)設(shè)置5道橫隔梁（橫隔梁平均厚度為16cm，高100cm），橋梁橫截面布置見(jiàn)圖1。</p><p>　　圖 1 主梁橫截面主要尺寸（單位：cm ）</p><p><b>　　2.橋面布置 </b></p><p>　　橋梁位于直線上，兩側(cè)設(shè)人行道，人行道寬1.5m、厚0.20m。橋面鋪裝為2cm厚的瀝青

4、混凝土，其下為C25混凝土墊層，設(shè)雙面橫坡，坡度為1.5% 。橫坡由混凝土墊層實(shí)現(xiàn)變厚度，其中，兩側(cè)人行道外側(cè)橋面鋪裝厚度為8cm（2cm厚瀝青混凝土和6cm混凝土墊層）。 </p><p><b>　　3.主梁 </b></p><p>　　表1 裝配式鋼筋混凝土T形梁橋總體特征</p><p>　　注：梁肋變化長(zhǎng)度從支截面點(diǎn)算起。</

5、p><p><b>　　4.材料 </b></p><p><b>　　1）梁體： </b></p><p><b>　　主梁混凝土：C35</b></p><p><b>　　橫梁混凝土：C30</b></p><p>　　鋼筋混凝土

6、容重：25kN/m3 </p><p><b>　　2）鋼筋</b></p><p>　　主 筋：熱軋HRB335鋼筋</p><p>　　構(gòu)造鋼筋： 熱軋R235鋼筋 </p><p><b>　　3）橋面鋪裝</b></p><p>　　瀝青混凝土，容重為22kN

7、/m3 ；混凝土墊層C25，容重為24kN/m3 </p><p><b>　　4）人行道</b></p><p>　　人行道包括欄桿荷載集度為6kN/m </p><p><b>　　5.設(shè)計(jì)荷載 </b></p><p>　　6.設(shè)計(jì)規(guī)范及參考書(shū)目 </p><p>　　

8、1）《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60-2004）</p><p>　　2）《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D62-2004） </p><p><b>　　3）《橋梁工程》 </b></p><p>　　4）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》 </p><p><b>　　5）《結(jié)構(gòu)力學(xué)》 &

9、lt;/b></p><p>　　6）《橋梁通用構(gòu)造及簡(jiǎn)支梁橋》 </p><p>　　第二部分 設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容</p><p><b>　　1．恒載內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　1.1分別計(jì)算各主梁的恒載集度</p><p>　　1.2各主梁的恒載在各控制截面（支點(diǎn)、L/4/、L/2

10、截面）內(nèi)力（彎矩和剪力）</p><p>　　2.設(shè)計(jì)活載內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　2.1畫(huà)出各號(hào)梁的橫向分布影響線</p><p>　　2.2計(jì)算各號(hào)梁的支點(diǎn)及跨中的荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　　2.3畫(huà)出各控制截面的內(nèi)力的影響線</p><p>　　2.4計(jì)算各主梁在各控制截面的彎矩和剪力</p

11、><p><b>　　3.計(jì)算</b></p><p>　　3.1分別計(jì)算各主梁在各控制截面的彎矩和剪力的作用效應(yīng)組合（基本組合、短期效應(yīng)組合、長(zhǎng)期效應(yīng)組合）</p><p>　　3.2繪制基本組合的彎矩及剪力包絡(luò)圖</p><p>　　4．配筋計(jì)算、設(shè)計(jì)及驗(yàn)算</p><p>　　4.1主梁各控制截

12、面的控制內(nèi)力的基本組合匯總</p><p>　　4.2主梁受拉配筋的計(jì)算及配置（利用彎矩包絡(luò)圖）</p><p>　　4.3主梁正截面抗彎承載能力驗(yàn)算</p><p>　　4.4主梁斜截面抗剪承載能力驗(yàn)算</p><p>　　4.5剪力區(qū)抗剪鋼筋的配置（利用剪力包絡(luò)圖，配置抗剪箍筋、彎起鋼筋等）</p><p>　　4

13、.6 裂縫寬度驗(yàn)算（選做，可參考設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D62-2004, 60頁(yè)的6.4裂縫寬度驗(yàn)算進(jìn)行）</p><p>　　4.7 T梁翼板（行車(chē)道板）內(nèi)力計(jì)算及配筋設(shè)計(jì)（選做，可參考教材115頁(yè)，鉸接懸臂板法進(jìn)行計(jì)算）</p><p>　　[說(shuō)明：計(jì)算內(nèi)容1.1-4.5是必須完成的內(nèi)容，4.6-4.7是選做內(nèi)容]</p><p><b>　　第三部分 提交

14、成果</b></p><p>　　1、設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)一份。 </p><p>　　2、配筋圖一張3號(hào)圖。</p><p>　　圖名：鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　圖中需畫(huà)出： 鋼筋混凝土T形梁骨架構(gòu)造圖</p><p>　　跨中及支點(diǎn)橫截面鋼筋配筋圖</p><p>

15、<b>　　一片主梁鋼筋明細(xì)表</b></p><p><b>　　主梁內(nèi)力計(jì)算</b></p><p><b>　　1.恒載內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　圖 1 主梁橫截面主要尺寸（單位：cm ）</p><p><b>　　1.1 恒載集度</b&g

16、t;</p><p><b>　　主梁：</b></p><p><b>　　橫隔梁：</b></p><p><b>　　對(duì)于邊主梁：</b></p><p><b>　　對(duì)于中主梁：</b></p><p>　　=0.53=1.

17、06（kN/m）</p><p><b>　　橋面鋪裝層：</b></p><p>　　欄桿和人行道： </p><p>　　作用與邊主梁的全部恒載g為:</p><p>　　12.385+0.53+3.03+6=21.945（kN/m）</p><p>　　作用于中主梁的恒載為:<

18、;/p><p>　　12.385+1.06+3.03=16.475（kN/m）</p><p><b>　　1.2荷載內(nèi)力</b></p><p>　　計(jì)算邊主梁距離支座為的橫截面彎矩和剪力</p><p><b>　　M=</b></p><p><b>　　V=&l

19、t;/b></p><p>　　表1 邊主梁的恒載內(nèi)力</p><p>　　表2 中主梁的恒載內(nèi)力</p><p><b>　　2.活載內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　2.1 各號(hào)梁的橫向分布影響線</p><p>　　2.2各號(hào)梁橫向分配系數(shù)</p><p&g

20、t;　　支點(diǎn)橫向分布系數(shù)（杠桿原理法）</p><p><b>　　1號(hào)梁</b></p><p>　　汽車(chē)荷載： 0.375=0.1875</p><p>　　人群荷載： 1.156</p><p><b>　　2號(hào)梁</b></p><p>　　汽

21、車(chē)荷載： 1=0.5</p><p>　　人群荷載： 0</p><p><b>　　3號(hào)梁</b></p><p>　　汽車(chē)荷載： =0.594</p><p>　　人群荷載： 0</p><p>　　主梁跨中的荷載橫向分布系數(shù)（偏心壓力法）<

22、;/p><p>　　1號(hào)主梁的影響線豎直標(biāo)值</p><p>　　2號(hào)主梁的影響線豎直標(biāo)值</p><p>　　3號(hào)主梁的影響線豎直標(biāo)值</p><p><b>　　1號(hào)梁：</b></p><p><b>　　2號(hào)梁：</b></p><p><b

23、>　　3號(hào)梁：</b></p><p>　　2.3各控制截面內(nèi)力影響線</p><p><b>　　影響線面積計(jì)算表</b></p><p>　　2.4各主梁在各控制截面的彎矩和剪力</p><p><b>　　沖擊系數(shù)</b></p><p><b&

24、gt;　　簡(jiǎn)支梁基頻:</b></p><p>　　,G=16.475,</p><p><b>　　得：=4.76HZ</b></p><p>　　主梁跨中截面活載彎矩</p><p>　　主梁跨中截面活載剪力</p><p>　　支點(diǎn)截面汽車(chē)荷載最大剪力</p>&

25、lt;p>　　橫向分布系數(shù)變化區(qū)段長(zhǎng)度：</p><p><b>　　影響線面積 </b></p><p>　　附加三角形荷載重心的影響線坐標(biāo)為：</p><p><b>　　1號(hào)梁</b></p><p>　　車(chē)道均布荷載作用下：</p><p>　　附加車(chē)道均

26、布荷載剪力：</p><p>　　車(chē)道均布荷載作用下的支點(diǎn)剪力</p><p>　　車(chē)道集中荷載作用下：</p><p>　　車(chē)道荷載作用下的支點(diǎn)剪力</p><p><b>　　人群荷載最大剪力</b></p><p><b>　　2號(hào)梁</b></p>&l

27、t;p><b>　　3號(hào)梁</b></p><p><b>　　計(jì)算</b></p><p>　　3.1各梁主梁在各控制截面的彎矩和剪力的作用效應(yīng)組合</p><p>　　3.2基本組合的彎矩和剪力包絡(luò)圖</p><p><b>　　配筋計(jì)算及驗(yàn)算</b></p&g

28、t;<p>　　4.1主梁各控制截面的控制內(nèi)力的基本組合匯總</p><p>　?。?）用于承載能力極限狀態(tài)計(jì)算的作用效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值</p><p>　　跨中截面彎矩組合設(shè)計(jì)值=，其他各截面彎矩可近似按拋物線變化計(jì)算。</p><p>　　支點(diǎn)截面剪力組合設(shè)計(jì)值，跨中截面剪力組合設(shè)計(jì)值，其他截面可近似按直線變化計(jì)算。</p><p&

29、gt;<b>　　1.1.5材料要求</b></p><p>　?。?）梁體采用C35混凝土，抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度</p><p>　?。?）主筋采用HRB335鋼筋，抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度 </p><p>　　構(gòu)造筋采用R235鋼筋，抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度 </p><p>　　4.2主梁受拉配筋的計(jì)算及配置</p><p&

30、gt;　　跨中截面縱向受拉鋼筋</p><p>　　計(jì)算T形截面梁受壓翼板的有效寬度：為了便于計(jì)算，T梁翼緣厚度取平均計(jì)算</p><p><b>　　判斷T梁截面類(lèi)型</b></p><p><b>　　判斷為I類(lèi)T型截面</b></p><p><b>　　受壓區(qū)高度</b>

31、;</p><p><b>　　主筋面積計(jì)算</b></p><p>　　選用 832+428=8897，鋼筋疊高層數(shù)為6層</p><p>　　保護(hù)層厚度為35mm ，鋼筋橫向凈距</p><p><b>　　且滿(mǎn)足 </b></p><p>　　4.3主梁正截面抗彎承載

32、力驗(yàn)算</p><p>　　832 (外徑=34.5mm）= </p><p>　　428（外徑=30.5mm）=</p><p><b>　　則有效高度 </b></p><p><b>　　故為第一類(lèi)T型截面</b></p><p><b>　　受

33、壓高度</b></p><p><b>　　正截面抗彎承載力</b></p><p><b>　　滿(mǎn)足要求。</b></p><p>　　4.4主梁斜截面抗剪承載力驗(yàn)算</p><p><b>　　1.檢查截面尺寸</b></p><p>　

34、　根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D62-2004)》構(gòu)造規(guī)定9.3.10要求梁最底層鋼筋432通過(guò)支座截面，支座截面有效高度：</p><p>　　根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D62-2004)》 5.2.9要求：</p><p><b>　　，符合要求。</b></p><p>　　2.檢

35、查是否需要設(shè)置腹筋</p><p>　?。?）跨中段截面 </p><p>　?。?）支座截面 </p><p>　　故可在梁跨中的某長(zhǎng)度范圍內(nèi)按構(gòu)造配置鋼筋，其余區(qū)段可應(yīng)按計(jì)算配置腹筋。</p><p>　　4.5剪力區(qū)抗剪鋼筋的配置</p><p><b>　　剪力圖分配</b>&

36、lt;/p><p>　　計(jì)算 支點(diǎn)處剪力計(jì)算值 跨中處剪力計(jì)算值 </p><p>　　的截面距跨中截面的距離可由剪力包絡(luò)圖按比例求得，為</p><p><b>　　=</b></p><p>　　在長(zhǎng)度內(nèi)可按構(gòu)造要求布置鋼筋。同時(shí)根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D62-2004)》規(guī)

37、定，在支座中心線向跨徑長(zhǎng)度方向不小于1倍梁高范圍內(nèi)，鋼筋的間距最大為100mm。</p><p>　　距支座中心線的h/2處的計(jì)算剪力值（V’）由剪力包絡(luò)圖按比例求得，為</p><p><b>　　=</b></p><p>　　其中應(yīng)由混凝土和箍筋承擔(dān)的剪力計(jì)算值至少為；應(yīng)由彎起鋼筋（包括斜筋）承擔(dān)的剪力計(jì)算值最多為，設(shè)置彎起鋼筋區(qū)段長(zhǎng)度為

38、4550mm。</p><p><b>　　箍筋計(jì)算</b></p><p>　　常用箍筋直徑應(yīng)不小于8mm，且不小于1/4主筋直徑和股數(shù)，再按下式計(jì)算箍筋間距：（mm）</p><p>　　采用直徑為8mm的雙肢箍筋，箍筋截面積</p><p><b>　　跨中截面，取</b></p>

39、<p><b>　　支點(diǎn)截面 ， </b></p><p>　　P=（2.5+0.88）/2=1.69 , </p><p><b>　　箍筋間距為</b></p><p>　　取 , （R235鋼筋）故滿(mǎn)足要求。</p><p>　　綜合上述計(jì)算，在支座中心向跨徑長(zhǎng)度方向的1300

40、mm范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)箍筋間距，爾后至跨中截面統(tǒng)一的箍筋間距取 </p><p><b>　　彎起鋼筋計(jì)算</b></p><p>　　設(shè)焊接鋼筋骨架的架立鋼筋（R235）為Φ20，鋼筋重心至梁受壓翼板上邊緣距離。彎起鋼筋的彎起角度為45°，彎起鋼筋末端與架立鋼筋焊接。為了得到每對(duì)彎起鋼筋分配的剪力，由各排彎起鋼筋的末端折點(diǎn)應(yīng)落在前一排彎起鋼筋的構(gòu)造規(guī)定來(lái)得

41、到各排彎起鋼筋的彎起點(diǎn)計(jì)算位置，首先要計(jì)算彎起鋼筋上、下彎點(diǎn)之間垂直距離 見(jiàn)圖</p><p>　　根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D62-2004)》 5.2.11規(guī)定，簡(jiǎn)支梁的第一排彎起鋼筋（對(duì)支座而言）的末端彎起點(diǎn)應(yīng)位于支座中心截面處。這時(shí)，為</p><p>　　彎筋的彎起角為45°，則第一排彎筋（2N5）的彎起點(diǎn)1距支座中心距離為1105mm。彎

42、筋與梁縱軸線交點(diǎn)1′距支座中心距離為</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　第二排</b></p><p>　　彎起點(diǎn)2距支點(diǎn)中心的距離: 1098+1063=2161mm</p><p>　　分配給第二排彎起鋼筋的計(jì)算剪力值，由比例關(guān)系計(jì)算可得到：</p>

43、;<p><b>　　得</b></p><p>　　彎筋與梁縱軸線交點(diǎn)2′距支座中心 </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　第三排</b></p><p>　　彎起點(diǎn)3距支點(diǎn)中心的距離 2161+1031=3192mm&l

44、t;/p><p>　　分配給第三排彎起鋼筋的計(jì)算剪力值，由比例關(guān)系計(jì)算可得到：</p><p><b>　　得</b></p><p>　　彎筋與梁縱軸線交點(diǎn)3′距支座中心 </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　第四排</b>

45、;</p><p>　　彎起點(diǎn)4距支點(diǎn)中心的距離 3192+1000=4192mm</p><p>　　分配給第四排彎起鋼筋的計(jì)算剪力值，由比例關(guān)系計(jì)算可得到：</p><p><b>　　得</b></p><p>　　彎筋與梁縱軸線交點(diǎn)4′距支座中心 </p><p><b>

46、;　　=</b></p><p>　　第五排(專(zhuān)設(shè)彎起鋼筋)</p><p>　　彎起點(diǎn)5距支點(diǎn)中心的距離 4192+970=5162mm</p><p>　　分配給第五排彎起鋼筋的計(jì)算剪力值，由比例關(guān)系計(jì)算可得到：</p><p><b>　　得</b></p><p>　　彎筋

47、與梁縱軸線交點(diǎn)5′距支座中心 </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　彎起鋼筋計(jì)算表</b></p><p><b>　　繪制彎矩包絡(luò)圖</b></p><p>　　先按拋物線公式近似求出控制截面的彎矩值。已知L=19.5m，，，配置跨中截面鋼

48、筋，</p><p><b>　?。缰刑帲?lt;/b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　?。?</b></p><p><b>　?。?</b></p><p><b>　?。?lt;/b

49、></p><p>　　全梁承載能力校核及構(gòu)造要求</p><p>　?。?）理論彎起點(diǎn)應(yīng)在正截面抗彎計(jì)算需要該鋼筋強(qiáng)度全部被發(fā)揮的截面（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為充分利用點(diǎn)）以外，其距離不小于處。</p><p>　?。?）彎起鋼筋與梁中心線的交點(diǎn)，應(yīng)在按抗彎計(jì)算不需要該鋼筋的截面（下面簡(jiǎn)稱(chēng)不需要點(diǎn)）以外，或者說(shuō)承載力圖在彎矩包絡(luò)圖以外。</p><p&

50、gt;　?。?）在鋼筋混凝土梁的支點(diǎn)處，應(yīng)至少有兩根并不少于20%主鋼筋通過(guò)，本設(shè)計(jì)以最底兩排鋼筋伸入支座，其截面積為3218mm2(432)>8893×20%=1778.6 mm2,滿(mǎn)足規(guī)定。</p><p>　?。?）按規(guī)范要求，簡(jiǎn)支梁第一對(duì)（對(duì)支座而言）彎起鋼筋末端彎折點(diǎn)應(yīng)位于中心截面處，以后各對(duì)彎起鋼筋的末彎起點(diǎn)應(yīng)落在或超過(guò)前一對(duì)彎起鋼筋彎起點(diǎn)截面（即相鄰兩斜筋的首尾要求相互搭接或銜接，保

51、證任意截面上都有斜筋）。</p><p>　?。?）當(dāng)梁高h(yuǎn)〉1m時(shí)，梁肋兩側(cè)要設(shè)水平鋼筋，其直徑為6—10mm，其面積應(yīng)不小于規(guī)范的要求：</p><p><b>　　=0.002</b></p><p>　　, 148=704</p><p>　　斜截面的抗剪強(qiáng)度復(fù)核</p><p>　　（

52、1）確定驗(yàn)算斜截面的具體位置</p><p>　　a、距支點(diǎn)中心h/2；</p><p>　　b、起彎點(diǎn)截面及受拉鋼筋不受力處的截面；</p><p>　　c、箍筋數(shù)量發(fā)生變化處的截面；</p><p>　　d、梁肋寬度改變處截面。</p><p>　?。?）計(jì)算截面的抗剪承載能力</p><p&g

53、t;<b>　　滿(mǎn)足要求。</b></p><p>　　4.6主梁裂縫寬度驗(yàn)算（選做）</p><p>　　按規(guī)范《 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D62-2004)》第6.4.3條規(guī)定,最大裂縫寬度按下式計(jì)算:</p><p>　　----考慮鋼筋表面形狀的系數(shù)，取=1.4；</p><p>　　-