t型梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　一 、課程設(shè)計(jì)的要求 </p><p>　?、偈炀氄莆諘?shū)本上的知識(shí) </p><p>　?、谡莆找话愕慕Y(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)的計(jì)算原理和方法，能夠綜合運(yùn)所學(xué)知識(shí)，分析解決課程設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)結(jié)果科學(xué)合理。 </p><p>　?、蹖W(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須具有求實(shí)創(chuàng)新的精神，查閱參考書(shū)和設(shè)計(jì)資料，不拘泥于教材。 </p><p>

2、　?、茉O(shè)計(jì)期間學(xué)生必須嚴(yán)格遵守紀(jì)律，設(shè)計(jì)過(guò)程中認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、勤學(xué)好問(wèn)、努力創(chuàng)新、互幫互學(xué)，完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。</p><p><b>　　二、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容</b></p><p><b>　　1、正截面設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1）內(nèi)力組合計(jì)算：</b></p><p

3、>　　彎矩組合設(shè)計(jì)值計(jì)算公式： </p><p>　　剪力組合設(shè)計(jì)值計(jì)算公式：</p><p><b>　　跨中截面：</b></p><p><b>　　L/4截面：</b></p><p><b>　　支點(diǎn)處界面：</b&g

4、t;</p><p><b>　　2）截面尺寸設(shè)計(jì)</b></p><p>　　對(duì)于該T形截面：取梁肋寬b=200mm，翼緣懸臂端厚度取100mm，最大厚度為140mm，預(yù)制梁翼板寬度為1580mm，相鄰兩主梁的平均間距為1600mm。</p><p>　　3）跨中截面縱向受拉鋼筋面積的計(jì)算機(jī)布置</p><p>　?、?/p>

5、T 形截面受壓翼板的有效寬度</p><p>　　受壓翼板的有效寬度?。?lt;/p><p>　　1、 =L/3=19500/3=6500mm</p><p>　　2、=1600mm(裝配式T形梁，相鄰兩梁的平均間距為1600mm)</p><p>　　3、=b+2 bh +12 =200+0+12×120=1640mm</p&g

6、t;<p>　　三者中最小值，即=1600mm。</p><p><b>　?、平孛嬖O(shè)計(jì)</b></p><p>　　因采用的是焊接鋼筋骨架，故設(shè)=30mm+0.07h=30+0.07×1300=121mm。截面有效高度=h-=1300-121=1179mm.</p><p>　?、桥卸?T 形截面類型</p>

7、;<p><b>　　因?yàn)?lt;/b></p><p>　　故屬于第一類截面梁。</p><p><b>　?、惹笫軌簠^(qū)高度x</b></p><p><b>　　又由</b></p><p><b>　　整理得： </b></p>

8、<p>　　解得：x=81.070mm<(=120mm)</p><p>　?、汕笫芾摻蠲娣eAs</p><p>　　將已知值及x=81.070mm帶入下式，</p><p>　　現(xiàn)選擇鋼筋為8Φ32，鋼筋疊高層數(shù)為4層。</p><p>　　混凝土保護(hù)層厚度取35mm>d=32mm及設(shè)計(jì)要求的30mm。</p

9、><p>　　有效鋼筋間橫向凈距 Sn=200-2×35-2×35.8=58mm > 40mm及1.25d=40mm。故滿</p><p><b>　　足構(gòu)造要求。</b></p><p><b>　　4)截面復(fù)核</b></p><p>　　⑴求實(shí)際有效高度h0</p&

10、gt;<p>　　已設(shè)計(jì)的受拉鋼筋中，6Φ32的面積為4826 mm2，6Φ18的面積為1527mm2。fsd=280MPa。</p><p>　　as =35+2×35.8=106.6mm，則實(shí)際有效高度h0=1300-106.6=1193.4mm</p><p><b>　?、婆卸═形截面類型</b></p><p>

11、;　　=13.8×1600×120=2.65kN</p><p>　　=6434×280=1.801kN</p><p>　　>,故為第一類T形截面。</p><p><b>　?、乔笫軌簠^(qū)高度x</b></p><p><b>　　x= </b></p&g

12、t;<p>　　=280×6353/13.8×1600</p><p>　　=82.623mm< (=120mm)</p><p>　?、日孛婵箯澇休d力計(jì)算</p><p>　　=13.8×1600×82.623×（1193.4-82.623/2）</p><p>　　=

13、2075.510KN·m> M=2012.411 KN·m</p><p>　　又=6434/（200×1193.4）=2.696%>0.2%</p><p>　　故截面復(fù)核滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　2、斜截面設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　

14、1)腹筋設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　?。?）截面尺寸檢查</b></p><p>　　支點(diǎn)截面：h0=h -(35+35.8/2)=1247mm.</p><p>　　截面尺寸符合實(shí)際要求。</p><p>　?。?）檢查是否需要根據(jù)計(jì)算配置箍筋</p><p><b

15、>　　跨中段截面：</b></p><p>　　=0.5×10-3×1.39×200×1193.4</p><p>　　=173.333 kN </p><p><b>　　支座截面： </b></p><p>　　=0.5×10-3×

16、;1.39×200×1247</p><p>　　=181.118 kN</p><p><b>　　因</b></p><p>　　故可在梁跨中的某長(zhǎng)度范圍內(nèi)按構(gòu)造配置箍筋，其余區(qū)段按計(jì)算配置腹筋。</p><p>　?。?）計(jì)算剪力圖分配</p><p>　　剪力配置圖如下

17、圖所示：</p><p>　　支點(diǎn)處剪力計(jì)算值，跨中處剪力計(jì)算值 </p><p>　　=173.333kN</p><p>　　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>　　在長(zhǎng)度范圍內(nèi)，可按構(gòu)造要求配置箍筋。</p><p>　　同時(shí)，根據(jù)《公路橋規(guī)》規(guī)定，在支座中心線向跨徑長(zhǎng)度方向不小于1

18、倍梁高范圍內(nèi)，箍筋的間距最大為。</p><p>　　距支座中心線為h/2處計(jì)算剪力值（）由剪力包絡(luò)圖按比例求得</p><p><b>　　則=，，</b></p><p>　　設(shè)置彎起鋼筋區(qū)段長(zhǎng)度為：</p><p><b>　　.</b></p><p><b&g

19、t;　　（4）箍筋設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　縱筋配筋率 </b></p><p>　　=2.67% =1191mm ，選用直徑為8雙肢箍筋。</p><p><b>　　箍筋截面積 。</b></p><p>　　跨中截面 =2.696>2.5,取=2.5，=

20、1193.4mm</p><p>　　支點(diǎn)截面 ，=1247</p><p><b>　　箍筋間距 </b></p><p>　　=342.832mm</p><p>　　考慮《公路橋規(guī)》的構(gòu)造要求， （R235鋼筋時(shí)）。</p><p>　　則計(jì)算得滿足要求，但采用雙肢箍筋，箍筋配筋率<

21、;/p><p>　　取=250mm，則，符合上述要求。</p><p>　　綜合上述計(jì)算，在支座中心向跨徑長(zhǎng)度方向的1300mm范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)箍筋間距=100mm，爾后至跨中截面統(tǒng)一的箍筋間距取250mm。</p><p>　　（5）彎起鋼筋及斜筋的設(shè)計(jì)</p><p>　?、?gòu)澠痄摻罴靶苯畹某醪皆O(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)

22、焊接鋼筋骨架的架立鋼筋（）為。鋼筋重心至梁受壓翼板上邊緣距離，則。彎起鋼筋的彎起角度為。</p><p>　　各排彎起鋼筋數(shù)據(jù)計(jì)算如下表所示：</p><p>　　第一排彎筋的彎起點(diǎn)距支座中心距離為，彎筋與梁縱軸交點(diǎn)距支座中心距離為 </p><p>　　所需要提供的彎起鋼筋截面積</p><p>　　對(duì)于第二排彎起鋼筋，可得到：</p

23、><p>　　彎起鋼筋的彎起點(diǎn)距支點(diǎn)中心距離為</p><p>　　由比例關(guān)系計(jì)算可得到：</p><p><b>　　解得 </b></p><p>　　所需要提供的彎起鋼筋截面積</p><p>　　第二排彎起鋼筋與梁軸線交點(diǎn)距支座中心距離為</p><p>　　其余各排鋼

24、筋的計(jì)算方法與第二排彎起鋼筋計(jì)算方法相同。</p><p>　?、诖_定彎起鋼筋的彎起位置</p><p>　　由一直跨中截面彎矩計(jì)算值；支點(diǎn)中心處，按式計(jì)算做出梁的計(jì)算彎矩包絡(luò)圖。梁的彎矩包絡(luò)圖與抵抗彎矩圖如下：</p><p><b>　　在截面處，因，，</b></p><p>　　與已知值相比，兩者相對(duì)誤差為0.8

25、%，小于3%，故用上式來(lái)描述簡(jiǎn)支梁彎矩包絡(luò)圖是可行的。</p><p>　　各排彎起鋼筋彎起后，相應(yīng)正截面抗彎承載力計(jì)算如下圖所示：</p><p>　　現(xiàn)以彎起鋼筋彎起點(diǎn)初步位置來(lái)檢查是否滿足《公路橋規(guī)》的要求。</p><p>　　第一排彎起鋼筋（2N3）:</p><p>　　其充分利用點(diǎn)“k” 的橫坐標(biāo)x=6607mm<=861

26、3mm ,說(shuō)明1點(diǎn)位于m點(diǎn)左邊，且-x=（8613-6607=2006mm ）> /2(=1211/2=606)，滿足要求。</p><p>　　其不需要點(diǎn)l的橫坐標(biāo)x=8292mm，而2N3鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)(=9174mm) > x(=8292mm),亦滿足要求?，F(xiàn)將各排彎起鋼筋充分利用點(diǎn)與不需要點(diǎn)坐標(biāo)列于表中。</p><p>　　3、全梁承載能力校核</p

27、><p>　　計(jì)算示例：距支座中心h/2處的截面</p><p><b>　　選定斜截面頂端位置</b></p><p>　　距支座中心h/2處的截面的橫坐標(biāo)x=9750-650=9100mm，正截面有效高度=1247mm，現(xiàn)取斜截面投影長(zhǎng)度，則得到選擇的斜截面頂端位置A，其橫坐標(biāo)為x=9100-1247=7853mm.</p>&l

28、t;p><b>　　斜截面承載能力復(fù)核</b></p><p>　　A處正截面上的剪力及相應(yīng)的彎矩計(jì)算如下：</p><p>　　A處正截面有效高度（主筋為），則實(shí)際廣義剪跨比m及斜截面投影長(zhǎng)度c分別為：</p><p>　　將要復(fù)核的斜截面如圖所示斜截面，斜角</p><p>　　斜截面內(nèi)縱向受拉主筋有，相應(yīng)的主

29、筋配筋率p為</p><p><b>　　箍筋的配筋率</b></p><p>　　與斜截面相交的彎起鋼筋有2N3，按式規(guī)定的單位要求，將以上計(jì)算值代入該式，則得到AA’斜截面抗剪承載力為</p><p>　　=577。712KN >386.51KN.</p><p>　　故距支座中心為h/2處的截面抗剪承載力滿足

30、設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　4、持久狀況正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度驗(yàn)算、撓度驗(yàn)算</p><p>　　1）持久狀況正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度驗(yàn)算</p><p>　　L=21.6mm, 混凝土為C25 , = 16.7MPa , =1.78 MPa , Ec=2.80 MPa 6182mm2 =116mm Es=2.80 MPa =335 MPa &l

31、t;/p><p><b>　　裂縫寬度驗(yàn)算：</b></p><p>　?。?）帶肋鋼筋系數(shù)=1.0</p><p>　　可變作用效用的頻遇值系數(shù)，汽車荷載（不記沖擊力） ，人群荷載 ；可變作用效用的準(zhǔn)永久值系數(shù)，汽車荷載（不記沖擊力） ，=0.4.</p><p>　　荷載短期效用組合彎矩計(jì)算值為</p>&

32、lt;p>　　=832.29+0.7×687.55+1.0×41.81</p><p>　　=1355.39 MPa</p><p>　　荷載短期效用組合彎矩計(jì)算值為</p><p>　　=832.29+0.4×687.55+0.4×41.81</p><p>　　=1124.03 KNm<

33、/p><p><b>　　系數(shù)</b></p><p>　　系數(shù)，非板式受彎構(gòu)件=1.0</p><p>　?。?）鋼筋應(yīng)力的計(jì)算</p><p><b>　　MPa</b></p><p>　　（3）換算直徑的計(jì)算</p><p>　　因?yàn)槭芾瓍^(qū)采用不同

34、的鋼筋直徑，應(yīng)取用換算直徑，則可得到</p><p>　　對(duì)于焊接鋼筋骨架mm</p><p>　?。?）縱向受拉鋼筋配筋率的計(jì)算</p><p><b>　　取=0.02</b></p><p>　　（5）最大裂縫寬度的計(jì)算</p><p><b>　　滿足要求。</b>&

35、lt;/p><p>　　2）梁跨中撓度的計(jì)算</p><p>　　在進(jìn)行梁變形計(jì)算時(shí)，應(yīng)取與相鄰梁橫向連接后截面的全寬度受壓翼板計(jì)算，即=1600mm , =121mm</p><p>　　(1) T型換算截面的慣性矩和計(jì)算</p><p>　　對(duì)于T形梁換算截面，由代入數(shù)據(jù)得計(jì)算截面混凝土受壓區(qū)高度x=229mm>(=120mm)<

36、/p><p>　　梁跨中截面為第二類T形截面。這時(shí)，x由確定，即</p><p>　　開(kāi)裂截面的換算截面慣性矩為</p><p>　　T梁的全截面換算截面積為</p><p><b>　　受壓區(qū)高度為</b></p><p><b>　　全截面換算慣性矩為</b></p&g

37、t;<p>　?。?）計(jì)算開(kāi)裂構(gòu)件的抗彎剛度</p><p><b>　　全截面抗彎剛度為</b></p><p><b>　　開(kāi)裂截面抗彎剛度：</b></p><p>　　全截面換算截面受拉區(qū)邊緣的彈性抵抗矩為</p><p>　　全截面換算截面的面積矩為</p>&

38、lt;p><b>　　塑性影響系數(shù)為</b></p><p><b>　　開(kāi)裂彎矩：</b></p><p>　　開(kāi)裂構(gòu)件的抗裂剛度為</p><p>　　（3）受彎構(gòu)件跨中截面處的長(zhǎng)期撓度值</p><p>　　受彎構(gòu)件在使用階段的跨中截面的長(zhǎng)期撓度值為</p><p&g

39、t;　　在結(jié)構(gòu)自重作用下，跨中截面的長(zhǎng)期撓度值</p><p>　　則按可變荷載頻遇值計(jì)算的長(zhǎng)期撓度值為</p><p>　　符合《公路橋規(guī)》的要求。</p><p><b>　　（4）預(yù)拱度設(shè)置</b></p><p>　　在荷載短期效應(yīng)組合并考慮荷載長(zhǎng)期效應(yīng)影響下梁跨中處產(chǎn)生的長(zhǎng)期撓度為：</p>&l