混凝土結構設計原理課程設計

一、目的與任務

課程設計是學生學完課程學習內容後進行的一次基本技能的訓練，是一向綜合性的教學環節。也是培養高階技術人才的乙個重要環節。通過課程設計達到下述目的：

1、鞏固、提高、充實和運用所學過的專業理論與專業知識，尤其是無法在考試中實現的大量設計計算問題；

2、培養和鍛鍊學生獨立工作能力及分析和解決實際工程技術問題的能力；

3、提高學生理解和貫徹執行國家基本建設有關方針政策的水平；

4、培養學生樹立正確的設計思想、觀點和方針；

5、進一步提高學生計算、繪圖、運用科技資料與編寫技術檔案等方面的能力。

二、要求

學生對課程設計工作要嚴肅認真，獨立思考，刻苦專研，自覺培養良好的學風與工作態度按時完成乙份完整的課程設計。

1、要以獨立思考為主，同時要尊重指導教師的意見；

2、設計必須符合2023年新頒布的《公路橋規範》有關要求；

3、設計應體現技術上先進、經濟上合理、安全上可靠；

4、設計說明書由本人親口編寫，嚴禁從現有書刊文獻中成段抄錄。書寫文字力求工整，語言簡明、扼要、通順，計算部分必須寫出公式與完整的計算過程，並要說明式中符號意義；

5、說明書一律用計算機輸出，插圖隨文章繪製，插圖要完整且大致符合比例；

6、繪製的圖紙要求大小統一，圖面清晰整潔，要求正確標註尺寸、符號及圖例。

三、設計題目

鋼筋混凝土簡支t型梁配筋設計

四、設計資料

1、某鋼筋混凝土簡支梁橋，其主梁為t型截面，全長l=19。50m，計算跨徑l=19m，一類工作環境條件，安全等級為二級，相鄰兩軸線間距離為1600m，截面尺寸如圖(mm)：（尺寸固定，除在計算中有特殊情況下可適當改變）

2、簡支梁控制截面的計算內力

跨中截面： md,l/2=1940knm vd,l/2=77kn

1/4跨截面： md,l/4=1520knm

支點截面： md,0=0knm v d,0=402kn

3、材料：混凝土強度等級：c25，主筋採用hrb400，箍筋採用r235鋼筋， 8，

五、設計要求：

1．設計內容設：

（1）跨中截面的縱向受拉鋼筋計算；

（2）腹筋設計： a：箍筋設計； b：彎起鋼筋及斜筋設計；

（3）斜截面抗剪強度的複核。

2．圖紙內容：

(1)計算剪力分配圖；

（2）主梁配筋圖，彎矩包羅圖，抵抗彎矩圖；

（3）調整後的主梁彎起鋼筋，斜筋的布置圖。

（一）已知設計資料及要求

鋼筋混凝土簡支梁全長l0=19.50m，計算跨徑l=19m。

t形截面梁的尺寸如下圖。橋梁處於一類環境，安全等級二級γ=1.1。

梁體採用c25號混凝土，抗壓設計強度fcd=11.5mpa,抗拉設計強度ftd =1.23 mpa,主筋採用hrb400級鋼筋，抗拉設計強度fsd=330mpa；箍筋採用r235級鋼筋，直徑φ8，抗拉設計強度fsd=195mpa。

簡支梁控制截面的計算內力為

跨中截面md,l/2=1940kn·m vd,l/2=77kn

1/4跨截面： md,l/4=1520kn·m

支點截面md,0=0v d,0=402kn

要求確定正截面鋼筋數量及腹筋設計。

（二）跨中截面的縱向受拉鋼筋計算

形截面梁受壓一般翼板的有效寬度b=1600mm

2．鋼筋數量計算

由表查得 fcd=11.5mpa,ftd =1.23 mpa, fsd=330mpa,ξb=0.56, γ=1.1，彎矩計算值m=γm=2134kn·m。

⒈截面設計

⑴因採用的是焊接鋼筋骨架，故設a=30mm+0.07×1300=121mm，則截面有效高度h0=（1300-121）mm=1179mm。

⑵判定t形截面型別

f b h (h- h/2)=11.5×1600×120×（1179-120/2） =2470.75kn·mm＞m=2134kn·mm

故屬於第一類t形截面。

⑶求受壓區高度x

由γm＜mu= f bx(h-x/2)得

2134×106=11.5×1600x（1179-x/2）

整理後，得到 x=103＜h=120mm

⑷求受拉鋼筋面積as

將各已知值及x=103 mm代入公式，得as ==11.5×1600×103/330=5743mm2

現在選擇鋼筋為8φ28+4φ18，截面積as=5944mm2，混凝土保護層厚度c=35mm，鋼筋淨距sn=200-2×35-2×31.6=66.8mm＞40mm及1.

25d=1.25×31.6=35mm。

故滿足構造要求

⒉截面複核

已設計的受拉鋼筋中，8φ28的面積為4926mm2， 4φ18的面積為1018 mm2 , fsd=330mpa,由圖鋼筋布置圖，可求得 as=[4926×（35+2×31.6）+1018×（35+4×31.6+20.

5）]/（4926+1018）=113mm

則實際有效高度h0=1300-113 =1187mm。

⑴判定t形截面型別

f b h=11.5×1600×120=2.21n·m f=330×（4926+1018）=1.96kn·m

可見f b h＞f，故仍為第一類截面。

⑵求受壓區高度x

x= f/ f b=330（4926+1018）/（11.5×1600）=107mm＜h=120mm。

⑶正截面抗彎承載力

求得正截面抗彎承載力mu為

mu= f bx(h-x/2)=11.5×1600×107×（1187-107/2）

=2231.6kn·m＞m =2134kn·m

又ρ=as / bh0 =5944/（200×1187）=2.5%＞ρmin=0.2%，故截面複核滿足要求。

跨中截面主筋為8φ28+4φ18，焊接骨架鋼筋疊高層數為6層，縱向鋼筋面積as =5944 mm2，布置如圖所示。

（三）腹筋設計

1．截面尺寸檢查

根據構造要求，梁最底層鋼筋2φ28通過支座截面，其面積為1232mm2、＞0.2×5944=1188.8mm2。

支點截面有效高度h0=h-（35+31.6/2）=1249mm。

(0.51)bh=(0.51)

kn>γv d,0

截面尺寸符合設計要求。

2.檢查是否需要根據計算配置箍肋

跨中截面 (0.5)fbh= (0.5)

支座截面 (0.5)fbh= (0.5)

因γv d,l/2 = 77kn ＜(0.5)fbh＜γv d,0= 442.2 kn

故可在跨中的某長度範圍內按構造配置箍肋，其餘區段應按計算配置箍肋。

3.計算剪力圖分配

構造配置箍肋長度l：如圖所示剪力包絡圖，跨中處剪力值v=γv d,l/2 。

v =γv d,x=1.1× (0.5)fbh=160.

6 kn 的截面距跨中截面的距離可由剪力包絡圖按比例求得。l= [l/2 × (v –v)/(v –v) ] ==2175mm，

同時根據《公路橋規》規定，支座中心附近h/2=650mm範圍內，箍筋的間距最大為100mm。距支座中心線h/2處計算剪力v由剪力包絡圖比例求得

v=/l=/19000=417.21kn

其中應由混凝土和箍肋承擔的計算剪力為0.6 v=250.326 kn；應由彎起鋼筋（包括斜肋）承擔的計算剪力0.

4 v = 166.884 kn，設定彎起鋼筋區段長度為4341mm。

4.箍筋設計

採用直徑為8mm的雙肢箍筋，箍筋面積為asv= na = 2 × 50.3 = 100.6 mm2

在鋼筋混凝土簡支樑中，箍筋盡量做到等距離布置為計算簡便，按式γv d ≤v=

ααα（0.45）bh

設計箍筋時，式中的縱筋配筋率p及截面有效高度h0可按支座截面和跨中截面的平均值取用，計算如下：

跨中截面 p =2.5，h0=1187mm 支點截面 p=0.49，h0=1249mm

則平均值分別為 p=（2.5+0.49）/2=1.495， h0 =（1187+1249）/2=1218cm箍筋間距s計算為：

s=[αα（0.56）（2+0.6p）]=328mm

現取s=250mm≤h/2=650hmm及400mm，滿足規範要求。

綜合上述，在支座中心向跨徑長度的方向的1300mm範圍內，設計箍筋間距s=100mm，由距支座中心h/2處至跨中截面統一的箍筋間距取s=250mm。

5.鋼筋及斜筋設計

設焊接鋼筋骨架的架立鋼筋為ф22，鋼筋重心至梁受壓翼板上邊緣距離a=55mm。彎起鋼筋的彎起角度為45o，彎起鋼筋彎起上方末端與架立鋼筋焊接為了得到每對彎起鋼筋的分配剪力，要由各排彎起鋼筋末端彎點應落在前一排彎起鋼筋的彎起點的構造規定來得到各排彎起鋼筋的彎起點計算位置，首先要計算彎起鋼筋上，下彎點之間垂直距離△hi如圖。

彎起鋼筋細節（尺寸單位:mm）

現擬彎起n1～n5鋼筋計算各排彎起鋼筋彎起點截面的△hi以及至支座中心距離x1，分配的剪力值v所需彎起鋼筋的面積a值列入表1，現將表1中有關計算距離說明如下：

根據《公路橋規》規定，簡支梁的第一排彎起鋼筋（對支座而言）的末端彎折點應位於支座中心截面處。這時△h1計算為

彎起鋼筋計算表（表1）

混凝土結構設計原理課程設計

混凝土結構設計原理課程設計

混凝土結構設計課程設計

結構設計原理課程設計

相關推薦