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课程设计用纸教师批阅联第一章《构造设计原理》课程设计设计资料形简支梁设计资料如下,见图及表表T-2图尺寸单位:1mm表1-1h bib h,i h2原则跨预制场计算跨mm mm mm mm mm径长度径mmm
2019.
9619.601500220020080160表中表达主梁间距bi表1-2支点计跨中弯矩材料KN-m跨中计算算剪力剪力砂标v恒载人群汽车主筋等级、V KNKN号
963.
471132.
83139.
25489.
25131.81C35HRB
335808.60课程设计用纸教师批阅联
①重要性系数为=
②支座至跨中各截面,弯矩假定按抛物线分布,而剪力按直线
1.0变化
③钢筋均采用焊接骨架;
④箍筋采用级钢筋,弯起钢筋和斜筋采用与主筋相似等级的钢筋R235(包括斜筋)承担的剪力计算值最多为,设置弯起钢筋区段长度为5066mm课程设计用纸I教师批阅联箍筋设计
4.
1.2采用直径为及双肢箍筋,箍筋截面,8mm I为以便计算斜截面内纵筋配筋百分率及截面有效高度可近似按支座p截面和跨中界面的平均值取用,计算如下跨中截面,取,支点截面,则平均值分别为,mm箍筋间距为S,,灰戊耐
0.56x10-62+
0.6p—Asvfsv工,=-----------------------------------------------------------------------------V2*底_1x
1.-
0.56x10-6Q+123x
100.6x195x200x
14461.892=428mm但不小于S—/=750mm400mmv且,故不满足规范规定故现取计算的箍筋配筋率得,且不不小于和=200mm J400mmo综合上述计算,在支座中心向跨径长度方向日勺范围内,设计箍筋间距;尔后至1500mm=100mm跨中截面统一的箍筋间距取=200mm课程设计用纸教师批阅联弯起钢筋及斜筋设计
4.
1.3设焊接钢筋骨架日勺架立钢筋为;钢筋重心至梁受压翼板上边022缘品巨离a=56mm弯起钢筋的弯起角度为,弯起钢筋末端与架立钢筋焊接45图6近七
1333.33V5066+750—^Sbi mm6=45S Vsbi+fsd sinil其中左设置弯起钢OL/C11筋区段
0.4V=
184.76N;h/2=750mm;5066~
184.76长为5066mm弯起钢筋计算表4-1弯起点1234513251289126112331204△%mm13252614387551086312看距支座中心距离mm
184.
76163.
79116.
7870.
7925.82分派的计算剪力值VsKkW12441103787477174需要的弯筋面积A mm2Sbi可提供的弯筋面积16081608982982982A mm22
①322
①3220252
①252
①25shi弯筋与梁轴交点到支座中6641989328245435775心距离X;mmA4=1500-[35+
35.8x1,5+43+
25.l+
35.8x
0.5]=1325mm第一排弯筋的弯起点距支座中心距离为弯筋与梁纵2N511325mm轴线交点[距支座中心距离为匹=1325-[1500/2-35+
35.8x
1.5]=664mm课程设计用纸对于第二排弯起钢筋,可得到教师批阅联A/Z=1500-[35+
35.8x
2.5+43+
25.1+
35.8x
0.5]=1289mm2弯起钢筋的弯起点距交点中心距离为2N4I2%=1325+A/z=1325+1289=2614mm2分派给第二排弯起钢筋的计算剪力值,由比例关系计算可得到:5066+750-13255066~
0.4V,得V=
163.79kNs7721333A-Z72九sin45280x
0.707所需要提供的弯起钢筋截面积为第二排弯起钢筋与梁轴线交点距支座中心距离为2’x=2614-[1500/2-35+
35.8x
2.5]=1989mm2同理A/i3=1500-[35+
35.8x3+
28.4x
0.5+43+
25.1+
28.4x
0.5]=1261mm5066+750-2614xl84・76=
116.784N5066=々+小=3875mm%
31333.33x
116.78=787mm2如280x
0.707x=3875-[1500/2—35+
35.8x3+
28.4x
0.5]=3282mm3A/Z=1500-[35+
35.8x3+
28.4x
1.5+43+
25.1+
28.4x
0.5]=12334A/=x+Z=5108mm34教师批阅5066+750—3875左x
184.76=
70.79N5066AS-Z4280x
0.707课程设计用纸x=5108—[1500/2—35+
35.8x3+
28.4x
1.5]=4543mm4A/Z=1500-[35+
35.8x3+
28.4x
2.5+43+
25.1+
28.4x
0.5]=12M/ran55066+750-
5108184.76=
25.82^--------------------------x50662=174mm280x
0.707A/x=X4+Z=6312mm55x=6312-[1500/2—35+
35.8x3+
28.4x
2.5]=5775mm5由表可见,原确定弯起钢筋的弯起点距支座中心距离为已不小于4-16312mm,4/方即在欲设置弯筋区域长度之外,保留此钢筋仍做弯起处理,5066+1500/2=5816mm,以加强钢筋骨架施工时时刚度按照计算剪力初步布置弯起钢筋如图4-2教师批阅联课程设计用纸图(尺寸单位:;弯矩单位)4-2mm由已知跨中截面弯矩计算值,支点中心处,按式做出梁的计算弯矩包络图,在截面处,因,,则弯矩计算值为4x492M=
2864.214xl--=
2148.16^-m//4课程设计用纸教师批阅热钢筋弯起后对应各正截面抗弯承载力表4-2梁区段截面纵筋有效高度形截面受压高度x抗弯承载力Thomm类别mmM^kN-rn支座中心2
①321447第一类
17647.7点〜140321429第一类
341271.9点点1〜26
①321411第一类
511872.2点点2〜36
①32+2
①25400第一类
622226.3点点3〜46
①32+4
①25388第一类
722570.4点点4〜55点〜跨6032+6025375第一类
822903.6中根据,计算出各,支座中心点〜1=1608,=1500-35+
35.8/2=1447mm,==17mm,17M=280x16081447——=
647.7ZM/nui点点1〜2=3217,===34mm,34M=280x32171429--=\27\.9kN・mui点点二2〜3=4826,==51mm,M=280x48261411--=
1872.2kN-mui3点〜4点A=5808mm2•J课程设计用纸教师批阅联加482635+
35.8*L5+98235+
35.8x3+
28.4x
0.5_@0%二1500—4826+982=62mm,A/.=280x58081400--=
2226.3Wm4点〜5点A=6790mm2wz s482635+
35.8xl.5+l96435+
35.8x3+
28.4--------------------------------=1388mm1OOOA=15OO-o4826+1964==72mm,M=280x67901388——=25764kNld5点〜跨中A=7771mm2«J一二“八7482635+
35.8xl.5+294535+
35.8x3+
28.4xl.5n=1500-------------------------------------------------------------------------------=13/5mm4826+2945=82mm,©2血M=280x77711375——=
2903.6kN-m将表时正截面抗弯承载力在图上用各平行直线表达出来,它们与弯矩包4-24-2络图时交点分别为,以各值代入式,可得到跨中截面距离值4-2现以图中所示弯起钢筋弯起点初步位置来逐一检查与否满足《公路桥规》4-2欧规定I第一排弯起钢筋2N5;其充足运用点的|横坐标而的弯起点及横坐标“m”=7307mm,2N51I阐明点位于点左边,=9800-1325=8475mm,1m且%满足规定1-%=8475-7307=1168mm%/2=1429/2=
714.5mm课程设计用纸教师批阅联其不需要点的横坐标,而钢筋与梁中轴线交点的横坐标,亦满足规定2N5第二排弯起钢筋2N4;其充足运用点”的横坐标而的弯起点及横坐标I=5767mm,2N42J=9800-2614=7186mm=5767mm,且%—%满足规定=7186-5767=1419mm%/2=1411/2=
705.5mm其不需要点的横坐标,而钢筋与梁中轴线交点的横坐标m2N4,亦满足规定第三排弯起钢筋2N3;其充足运用点“日勺横坐标而的弯起点日勺横坐标=4625mm,2N33=9800-3875=5925mm=4625mm,且当―满足规定x=5925-4625=1300mm%/2=1400/2=700mm其不需要点的横坐标,而钢筋与梁中轴线交点的横坐标2N3,亦满足规定第四排弯起钢筋2N2;其充足运用点”的横坐标而弯起点日勺横坐标I=3139mm,2N2aI4=9800-5108=4692mm=3139mm,且满足规定9—x=4692-3139=1553mm%/2=1388/2=694mm其不需要点的横坐标,而钢筋与梁中轴线交点的横坐标2N2,亦满足规定课程设计用纸教师批阅联由上述检查成果可知图所示弯起钢筋弯起点初步位置满足规定有和钢筋弯起点形成勺抵御4-22N5H弯矩图图(尺寸单位:;弯矩单位)4-3mm课程设计用纸教师批阅联第二章荷载效应组合基本组合
2.1钢筋混凝土简支梁安全等级为二级,重要性系数因恒载作用效应对构造承载能力不利,故取=
1.0永久作用效应的分项系数汽车I=
1.2荷载效应的分项系数对于人群荷载,其他可变作用效应的分项系数本组合为永久作用与汽车=
1.4=
1.4荷载和人群荷载组合,故取人群荷载的组合系数为=
0.80o按承载能力极限状态计算时作用效应值基本组合的设计值为70Md=72加品%+7QIS QM/=1j=2=
1.0x
1.2xll
32.83+
1.4x
963.47+
0.8x
1.4x
139.25=
2864.214kN-m短期效应组合
2.2根据《公路桥规》,汽车荷载作用效应不计入冲击系数,计算得到不计冲击系数的汽车荷载弯矩原则值为,汽车荷载作用效应的频遇值系数人群荷载作用效应的频遇值系数M=
808.60=
0.7,=
1.0可得作用短期效应组合设计值为Msd=MM2〃Msd GM QM+〃]2Q二
1132.83+
0.7x
808.60+
1.Ox
139.25=
1838.1kN・m作用长期效应组合
2.3不计冲击系数的汽车荷载弯矩原则值,汽车荷载作用效应=
808.60课程设计用纸教师批阅联斜截面抗剪承载力的复核
4.2选定斜截面顶端位置1由图可得到距支座中心为处截面的横坐标为,4-2正截面有效高度现取斜截面投影长度则得=1447mm,=1447mm,到选择时斜截面顶端位置其横坐标A,斜截面抗剪承载力复核2处正截面上的剪力及对应的弯矩计算如下A V,I2xK=+-—V VV//20Z/2=
131.81+
489.25-
131.81=
409.12kN196004x24x76032二
2864.2141---------=
1140.27kN-m196002处正截面有效高度主筋为,则实际广义剪跨比及斜截面投影长度分别为A=1429mmmc=
1.953,仍c=
0.6o=
0.6x
1.95x1429=
1.672m
1.447m斜角为P=tan_1/z/c=tan-11429/1672«
40.500斜截面内纵向受拉钢筋有,对应的主筋配筋率为课程设计用纸教师批阅联A100x1608二=
0.
562.5”100—200x1447bh箍筋的配筋率⑸时)为=200mm夕0y=4=86=
0.252%min=
0.18%皿bS200x200m,nv与斜截面相交的弯起钢筋有、2N52
①322N42
①32;按规定的单位规定,将以上计算代入式匕=%%%45x10-3bh^2+
0.6/77ZJ AX+
0.75x10-3九£A sinO=1x1X
1.
10.45X0jZ,s10-3x200x142972+
0.6x
0.56V35x
0.00252x195+
0.75x10-3x280x2x1608x
0.707九匕=左=
368.67+
477.48=
846.15kN
409.12N因此距支座中心为处的斜截面抗剪承载力满足规定h/2取处弯起点验核32N5由⑵可得到m=
2.54,c=
2.150匕=为匕=
867.24ZN38829kN因此处弯起点处时斜截面抗剪承载力满足规定2N5课程设计用纸教师批阅联正截面和斜截面抗弯承载力的复核
4.3保弯弯起点跨中钢筋与梁轴充足运用点不需证起%~2再一巧工一次距交点跨中跨中距要点24正点截的距跨中Lx mm面符x\3一,mm mmL和号距%4斜截mm mmmm面抗弯承载力构造规定分析表单位弯起钢筋序号1847591367307862171511680N51mmN271867811576773077061419043592565464625576770013000N34469252573139462569411530N2N53488402503139688348801由图和表可知,各排弯起钢筋的弯起点位置距该排钢筋充足运用点日勺距离不4-33小于,且各排弯起钢筋与梁中轴线交点均位于该排钢筋不需要点外,即均能保证正截面和斜截面勺抗弯强度,满足《公路桥规》的规定H此外,梁底有日勺主钢筋不弯起直接通过支点截面,而这两根主钢筋日勺截面面积为,与跨中截面主筋的总截面积为之比为不小于满足《公路
1608777120.7%,20%,桥规》的规定课程设计用纸教师批阅联第五章正常使用极限状态的设计裂缝宽度唧的验算
5.1带肋钢筋系数荷载短期效应组合弯矩计算值为,荷1=
1.0,
1838.1载长期效应组合弯矩计算值为
1511.97,系数系数,非板式受弯构件取1+
0.
51.
411.0,=小、麻,公士4M,
1838.1xl06钢肋应力2o=-------------------=---------------------------=198MPass
0.87%A,
0.87x1375x7771换算直径的计算3d由于受拉区采用不一样的钢筋直径,应取用换算直径,则可得到d.,6322+6252X X号d=a----------=------------------------=
28.9mm6x32+6x25对于焊接钢筋骨架d=d,=
1.3x
28.9=
37.57mm纵向受拉钢筋配筋率的计算4QA7771故取p=j=---------------------=
0.
02830.02p=
0.02产200x1375最大裂缝宽度业的计算5W由式、O3Q+d198/30+
37.57购W.=0c.--------------------------=lxl.41xlx--------------------------------------%E
0.28+lOp2xl
050.28+10x
0.02s=
0.197mm\W]=
0.2mmf满足规定课程设计用纸梁跨中挠度的验算
5.2教师批阅联全宽度受压翼板,_Es_2,0xlQ5-
3.15xl04换算系数=
6.35-b fx227=a Ash-x得x=227mmh=120mmEsf⑴求梁换算截面惯性矩〃.、T梁跨中截面为第二类形截面这时,受压区高度T_a Ash b-bA Es+f fb,,22a Ash.+b-bhF ff一-—―工:B:
822505.4b则x—ylA2+B-A=261mmhf开裂截面换算截面惯性矩b x3b;-bx-hf3fI=—---------------------------——+a Ash-%2=
7.24x10mmc Es[梁区全截面换算截面面积T J4=bh+b-bh+a-1As=5S1575/nm2f}f Es=510mmA受压区高度为全截面换算惯性矩+a®-1As/2GI h
1.3o/=在加+岫2+%_0“JL乙乙乙^h+/-bhAx———2+a-lAsh-x2=
1.54x10mmfl Es7,2课程设计用纸2求开裂构件的抗弯刚度教师批阅卷全截面抗弯刚度B°=O.95EJo4xl.54xl0H=
4.61x10・荷开裂截面抗弯刚度B=EI=
3.15xl04x
59374.2xlO6=
2.xl015t ct全截面换算截面的面积矩J5=^b x2—g%—/%—%了=
13.40xl07mm3f品2=
1.72w°塑性影响系数为开裂弯矩2s=M“=if0--A%=
590.30kN-m%开裂构件抗弯刚度B=
2.4110152V-WX处^£L\2+Ms MsBr—J V,受弯构件跨中截面日勺长期挠度值3短期荷载效应组合下跨中截面矩原则值,对混凝土,挠度长期增长系数C35教师批阅原5M l3sW.=X---X
77.
4851838.
110619.61032-5X X X=—x-----------------------------------------x
1.
6482.41X1015=49mm构造自重作用下跨中截面长期挠度值5M l3cVV=x---X
77.r648B
1132.
8310619.610325XXX二——x-xl.
62.41X1015—48二30mm则可变荷载频遇值计算口勺长期挠度值w=-W=49-30=19mm=33mmQ G符合《公路桥规》规定由于4w.=49mm=
12.3mm11600故跨中截面需设置预拱度=w+—w=30+—xl9=40mmG Q课程设计用纸课程设计用纸教师批阅联附录附件一设计总结通过本次课程设计,使我对从形简支梁设计方案到配筋图T设计的基本过程的设计措施、环节、思绪、有一定的理解与认识在课程设计过程中,基本能按照规定的程序,并根据课程设计指导书和任务书进行,完毕草稿,同步在老师指导下对设计进行了修改完善,最终完毕了配筋图设计设计过程中,碰到较多不熟悉地方,如对架立钢筋的选用,构造设计原理教材上只阐明了绑扎钢筋骨架时架立钢筋一般选用10直径钢筋,通过查询资料,在焊接钢筋骨架时则一般选〜14mm用至今钢筋;在计算钢筋长度时,度钢筋弯起折减20〜25mm45数没注明,通过查规范等手段处理了此问题总欧来说本次课程设计不仅使得我们学到欧理论知识得到巩固,I I并通过实践深入时将理论详细的体现出来,对我们后来桥梁设计奠定了良好的基础I课程设计用纸教师批阅联附件二参照文献.叶见曙.构造设计原理(第二版).人民交通出版社.
[1],中华人民共和国行业原则.公路桥涵设计通用规范().北京人民交
[2]JTG D60-通出版社.中华人民共和国行业原则.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范
[3].().北京人民交通出版社.JTG D62-日勺准永久值系数人群荷载作用效应日勺准永久值系数=
0.4,=
0.4课程设计用纸教师批阅展可得作用长期效应组合设计值为以二M Z‘Gik+Z WzjSQjk/=!J=1二
1132.83+
0.4x
808.60+
0.4x
139.25=
1511.97kN课程设计用纸教师批阅联第三章正截面承载力计算截面设计
3.1形截面梁受压翼板的有效宽度
3.
1.1T b/由图所示日勺形截面受压翼板厚度日勺尺寸,可得翼板平均厚度1-1Th=160+80/2=120mm则可得门b=-L=-x19600=6533mmz,33b=2200mm/2门b=b+2c+12h;=200+2x0+12x120=1640mmJ3J故取受压翼板区有效宽度J b=l640mmz钢筋数量计算
3.
1.2由已知条件查得九,二
16.lMPa,=
1.52MPa,=280MPa,5=
0.56,弯矩计算值二九M M〃=
1.0x
2864.214=
2864.214kN-mo为了便于进行计算,将图日勺实际截面换成所示日勺计算截面,1-13-1h=120mm,其他尺寸不变图(尺寸单位:)3-1mm课程设计用纸教师批阅联⑴因采用欧是焊接钢筋骨架,故设I=30mm+
0.07h=30+
0.071500=135mm,则截面有效高度ho=15OO-135=1365mmhr形截面类型鉴定2T f b hAh.--^=
4134.87xgN-wncd f2=
4134.87kN-mM=
2864.214^-m故属于第一类形截面T求受压区高度3由此=70Mdf bxh--2cd fQ可得
2864.214X106=
16.1X1640X1365--整顿后,可得到解方程的合适解为,⑷求受拉钢筋面积A,将各已知值及代入式,可得到,fc/fX
16.1x1640x82___,-:------------=//33mmA=-=九280现选择钢筋,截面面积钢筋叠层数为层,受拉区混凝土保护层厚度6取及钢筋间横向净距为C=35mm32mm30mm,故满足构造规定钢筋布置图如下3-2教师批阅联屋0承载力复核
3.2已设计时受拉钢筋中,的面积为时面积为J4826,2945,课程设计用纸由图钢筋布置图,可求得,即3-2_482635+
1.5x
35.8+294535+3x
35.8+
1.5x
28.4见—4826+2945=125mm则实际有效高度为=1500-125=1375mm鉴定形截面类型1T由式,计算fb/z.=
16.1x1640x120=
3.17x106-mmcd fy=
3.17kN-mf A=4826+2945x280=
2.18xlO6A^-mmsd s图(尺寸单位:)3-2mm=
2.18kN・m由于,故为第一类形截面T求受压区高度2x课程设计用纸由,求得,即教师批阅加〃x==28°x7771=822h=12Qmntff b
16.1x1640/cd f正截面抗弯承载力3由式,求得正截面抗弯承载力为Y QQM=%db;xho——=
16.1x1640x82x1375——u=
2888.28xlO6^-mm▽__7771又=
2.83%〉夕mm=・2%p----------------------------bh200x1375Q二•川〉
2888.28ZN M=
2864.214^-m故截面复核满足规定水平纵向钢筋的计算
3.3由于故梁肋两侧需设水平纵向钢筋,取层钢筋,间距符合规范规定,5S=200mm,课程设计用纸教师批阅联第四章斜截面承载力计算腹筋设计
4.1剪力包络图设计⑴截面尺寸检查
4.
1.1跨中截面•叽%M.=
2864.214ZN=
131.81^//2支座截面%=
489.25ZNV*,VZ混凝土等级C35根据构造规定,梁最底层钢筋通过支座截面,支座截面有效高度由式
0.5*10-3^^%=
0.5x10-3^x200x1447〉/=873・18kN K=
489.25ZJV截面尺寸符合设计规定检查与否需要根据计算配置箍筋2跨中段截面
0.5x10-3〃为=
0.5xlO-3x
1.52x200x1375=209kN支座截面.臾加%=
0.5X10-3o.5x10-3x
1.52x200x1447=219kN用九%,〃/屹%〈九%.=左2=13L8kA
90.5X10-
3489.252V故可在梁跨中日勺某长度范围内按构造配置箍筋,其他区段应按计算配置腹筋课程设计用纸图(尺寸单位)4-1mm在图所示的剪力包络图中,支点处剪力计算值,跨中处剪力计算值4-1教师批阅卷()计算剪力图分派3匕=九%”(
0.5x10-3)/的%=(
0.5xlO-3)x
1.52x200x1375=209kN处的截面距跨中截面的距离可由剪力包络图按比例求得为/^V^,209-13L81x9800x=2116mm12V-V0//2在长度内可按构造规定布置箍筋4同步,根据《公路桥规》规定,在制作中心线向跨径长度方向不不不小于倍梁高范围内,箍筋肚|间距最大为1h=1500mm100mm距支座中心线为处日勺计算剪力值(由剪力包络图按比例求得,为h/2)课程设计用纸教师批阅联19600x
489.25-1500x
489.25-
131.81二46L89ZN19600其中应由混凝土和箍筋承担的剪力计算至少为,应由弯起钢筋
0.6。
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