1、中南大学混凝土结构设计根本原理课程设计书姓名：班级：学号：指导老师：目录第一局部课程设计任务书设计资料2第二局部主梁的设计计算（一）荷载计算与组合4（二）截面内力计算4（三）纵向受力主筋计算5（四）腹筋计算，弯矩包络图和材料图7（五）跨中截面裂缝宽度计算8（六）跨中截面挠度计算9第三局部道硅槽板的设计计算（一）荷载计算与组合10（二）截面内力计算10（三）配筋计算11【四)钢筋、混凝土应力检算11(五)裂缝宽度验算12第四局部材料表材料表14第一局部课程设计任务书1.设计内容：一钢筋混凝土工形截面简支梁，承受均布恒载g=48kNm(含自重)，均布活载q=76kNm,均不考虑分项系数与冲击系数；
2、计算跨度1216m(具体见下表)，截面尺寸如下列图所示。箍筋采用Q235级。要求：(1)按抗弯强度确定所需的纵筋的数量。(2)设计腹筋，并绘制抵抗弯矩图和弯矩包络图，并给出各根弯起钢筋的弯起位置。(3)验算裂缝是否满足要求。(4)验算挠度是否满足要求。(5)绘梁概图：以半立面、剖面表示出梁各部尺寸。(6)绘主梁钢筋图：以半跨纵剖面、横剖面表示出梁内主筋、箍筋、斜筋、架立筋、纵向水平及联系筋的布置和主筋大样图。(7)材料表。2 .材料与跨度选择:钢筋梁跨度mC35HRB33516141215C40HRB33516141215C45HRB40016141215C50HRB400161412153
3、参考标准:铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计标准(TB10002.3-2005)4 .截面尺寸图：梁截面单位：毫米(mm)5 ,本课程设计参数选用：梁跨度L=12m受拉纵筋为HRB335混凝土为C35第二局部主梁的计算一.荷载计算与组合截面受力情况为：均布恒载g=48(ZNm)均布活载=76(ZN/加)总荷载Q=q+P=I2&kN/m)如下列图：主梁荷载分布图(mm)二.截面内力计算跨中弯矩M=L/2=2232攵81. A截面剪力VA=QXI2/2=744(k7V)弯矩也=O2. B截面剪力=Qx92=558(知V)弯矩MA=2232-QX4.5X4.5/2=976.5(&Nm)3.
4、C截面剪力VC=QX6/2=372(&N)弯矩Mc=2232-332=1674(jlVw)4. D截面剪力%=Qx32=186(RV)弯矩Mo=2232-1.51.52=2092.5(n)5. E截面剪力匕=QXO=O(内V)弯矩MA=32-Qx0x02=2232(AMm)三.纵向受力主筋计算梁的净保护层厚度取为35mm,梁的受力钢筋采用HRB335,查标准TB10002.32005,得上=180期”，,混凝土采用C35,查标准TB10002.3-2005得，E=11.8必?(弯曲受压)，纥=3.4x10,Mpa；取=15(桥跨结构)。由标准TBloOO2.32005,此梁有梗肋，且梗肋坡度为
5、tan=祟焉/10=190(m可按T形截面计算。1 .配筋试算(控制截面为E截面)梁高较高，为1900mm,假设受力主筋按二排布置，取6Z=35+30-=90(nn),刃6么h0=1900。=1810(M)2取z=4一?=1810一半=175Omm米用1428,实际As=8620m加2,布置两排1.验算应力假定中性轴在翼板，按“X力的矩形计算中和轴在腹板内。与假定不符，重新计算X值。由SLSI得解得=597.6/wn由以上计算，跨中主筋、混凝土应力均满足标准要求。四、腹筋计算，弯矩包络图和材料图1 .需计算配置的腹筋区段长度查标准TB10002.32005有：对于C35混凝土有箍筋及斜筋时主拉
6、应力的最大容许值=2.25MPa无箍筋及斜筋时主拉应力的最大容许值匕氏21=0皮朋加/梁局部长度中全由混凝土承受的主拉应力最大值%=042Mp由于是等截面梁，所以最大剪应力发生在A支座处,主拉应力r0744。=1.4555叫,300x1703.9在也与。之间，取一半按计算配置腹筋。由下列图(Mpa)(mm)：需按计算配置腹筋的区段为L腹=6X(14555-0.42)=42686帆加1.45552 .箍筋设计箍筋采用Q235,按标准=130帅%并采用双肢箍筋(11k=2)直径=10,间距从=300叽，沿梁长等间距分布。所以箍筋承当的主拉应力为：箍筋除了承受斜拉力外，还起到联系受压区和受拉区的作用
7、并将受拉主筋和架立钢筋联成钢筋骨架以便利施工，因此，即使按计算不需设置箍筋的区段，通常也要按构造要求设置箍筋。箍筋的最终布置见附图。3 .斜筋设计弯起纵筋根数M=型=5.81,an=6o615.8布置斜筋时，应使各斜筋承受斜拉力的大小相等，或与其截面积成正比,这样就必须相应地确定各斜筋起弯点的位置。斜筋起弯点确实定，本设计中采用作图法（详见附图）。4,弯矩包络图和材料图布置好斜筋后，还应检查纵筋弯起后所余局部能否满足各截面抗弯的要求，通常画出材料图和弯矩包络图，当材料图和弯矩包络图选用相同的比例尺并重叠画在一起时，要求前者覆盖住后者（详见附图）。梁截面纵筋所容许承载的最大弯矩：梁一般截面剪力
8、验算（由对称原理，只需验算1/2梁）：E截面剪力为零，不需验算；C截面主拉应力为0.7278,只需按构造配筋。五、跨中截面裂缝宽度计算与上翼缘板裂缝宽度的计算公式相同，假设该桥环境为一般大气且无防护措施，即叼=0.20,可得即该桥满足裂缝宽度要求六、跨中截面挠度计算1 .查标准TB10002.32005有=焉。2 .钢筋混凝土受弯构件挠度计算公式：式中夕一与荷载形式，支撑条件有关的系数，如均载简支梁跨中一=（；E一计算受弯构件挠度的弹性模量，E=0.84；纥一混凝土的受压弹性模量；/。一换算截面的惯性矩，对于静定结构，不计受拉混凝土，计入钢筋，对于静不定结构，包括全部混凝土，不计钢筋。2.跨中
9、截面由以上计算，跨中截面裂缝宽度与挠度均满足标准要求。第三局部梁上翼缘板的设计一.荷载计算与组合（取Im板宽计算）1.恒载均布恒载g=48/1.9=25.263（AN/M2 .活载均布活载q=761.9=40.00Wm）3 .总荷载总荷载Q=9+g=65.263GWm）如下列图:上翼缘板荷载分布图（Inm）.截面内力计算1.A截面剪力匕=Qx0.4=26.105（A:N）弯矩AfA=Q0.40.4/2=5.221（kNzw）2. B截面剪力=Qx08=52.210（切V）弯矩M8=Qx080.82=20.884（kNm）二 .配筋计算板的净保护层厚度取为35mm,板的受力钢筋采用HRB3351
10、0,查标准，得s=Mpa,Es=2Mpa,混凝土采用C35,查标准TBloOO2.32005得，h=.SMpa（弯曲受压），耳=3.3x104励。；取片技（桥跨结构3.配筋试算（控制截面为B截面）h=240una=35+5=40(w/w),ho=24O-4O=2OOmm2.钢筋配置69496钢筋根数=8.85,取=10那么78.5实际钢筋面积&实=7S5mm2四.钢筋、混凝土应力验算查标准TB10002.32005有i11=-15%。1. B截面配筋率=A=785.4=039%=0.15%网1000200,n,n2. A截面n=140的，配筋率=且=.785=056%=0.15%0如IOooX
11、l40,n,n五.裂缝宽度验算1.查标准TB10002.32005有保护措施9=0.20mm。2.钢筋混凝土T形受弯构件截面受拉边缘的裂缝宽度计算公式：其中：用一钢筋外表形状影响系数。对于螺纹钢筋Kl=O.8；M一活载引起的穹矩；一恒载作用引起的弯矩。M一全部计算荷载作用引起的总弯矩。一系数，对光面钢筋取0.5,对带肋钢筋取0.3（此处取0.3）；/一中性轴至受拉边缘的距离与中性轴至受拉钢筋重心的距离之比，对梁和板，r可分别采用1.1和L2；d为受拉钢筋的直径（mm）受拉钢筋重心处钢筋应力反-钢筋的弹性模量，取纥=210x103MRZ一受拉钢筋有的效配筋率，4=（6+吗2+3）4,其中：%、n
12、2n3单根、两根一束、三根一束的受拉钢筋根数；四、夕2、A考虑成束钢筋的系数,对单根钢筋4=1.0,两根一束夕2=085,三根一束自二070板中均为单根钢筋，4=3ML=%Ael2ab。一受拉钢筋重心至混凝土边缘的距离4. B截面5. A截面由以上计算，钢筋、混凝土应力与裂缝宽度均满足标准要求。材料表编号N图示直径(mm)每根长(m)数量(根)总长(m)每米重(kgm)总重(kg)备注12810.064110.064梁内主筋2S二12.402112.4023U1679613.528227.0564300300“、羽6290II290匕113015.714231.4285I11870I12.05
13、0448.2006I11930I12.110448.44028小计177.594.83857.767O_220200X100|620二8onXl1.7264272.492下翼缘箍筋911870I11.91820238.36腹板纵向水平筋101190011.90012142.8下翼缘及板内分布筋编号N图示直径(mm)每根长(m)数量(根)总长(m)每米重(kgm)总重(kg)备注11k86031.7404069.6板底钢筋8小计523.2520.395206.688236II60.290246.96腹板联系筋6小计6.960.2221.55121720II101.810120217.2板内主筋131189011.890223.78梁内架立筋141810IR)3OI18103.94040157.6腹板箍筋10小计298.580.617245.92
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