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长沙理工大学结构设计原理课程设计

课程设计用纸课程设计用纸2.3 作用长期效应组合不计冲击系数的汽车荷载弯矩标准值k Q 1M =808.60m kN ⋅,汽车荷载作用效应的准永久值系数21ψ=0.4,人群荷载作用效应的准永久值系数22ψ=0.4课 程 设 计 用 纸课程设计用纸图3-1(尺寸单位:mm)课程设计用纸现选择钢筋256326Φ+Φ,截面面积27771mm A s =钢筋叠层数为6层,受拉区混凝土保护层厚度取C=35mm 〉32mm 及30mm 钢筋间横向净距为mm d mm mm S n 403225.125.140588.352200=⨯=〉=⨯-=及,故满足构造要求。

钢筋布置图3-2如下课 程 设 计 用 纸图3-2(尺寸单位:mm )3.2 承载力复核已设计的受拉钢筋中,326Φ的面积为48262mm ,256Φ的面积为29452mm ,MPa f sd 280=。

由图3-2钢筋布置图,可求得s a ,即29454826)4.285.18.35335(2945)8.355.135(4826+⨯+⨯++⨯+=s a=125mm则实际有效高度 mm h 137512515000=-= (1)判定T 形截面类型由式 s sd f f cd A f h b f ≥'',计算mm N h b f f f cd ⋅⨯=⨯⨯=6''1017.312016401.16 =3.17m kN ⋅mm N A f s sd ⋅⨯=⨯+=61018.2280)29454826(=2.18m kN ⋅由于s sd f f cd A f h b f >'',故为第一类T 形截面 (2)求受压区高度x课 程 设 计 用 纸(3)正截面抗弯承载力由式)2(0'0xh x b f M M f cd u d -=≤γ,求得正截面抗弯承载力u M 为=-=)2(0'x h x b f M f cd u )2821375(8216401.16-⨯⨯⨯=mm N ⋅⨯61028.2888=m kN ⋅28.2888)214.2864(m kN M ⋅=>又 %2.0%83.213752007771min 0=>=⨯==ρρbh A s 故截面复核满足要求3.3 水平纵向钢筋的计算因为m m h 0.15.1>=故梁肋两侧需设水平纵向钢筋2600002.0mm bh A s ==,取)503(8102mm A s =Φ,5层钢筋 ,间距S=200mm ,符合规范要求。

课程设计用纸=⨯-03)105.0(bh f td kN 94.219144720052.1)105.0(3=⨯⨯⨯⨯- 用)25.489()105.0()81.131(0,0032/,0kN V bh f kN V d td l d =〈⨯<=-γγ 故可在梁跨中的某长度范围内按构造配置箍筋,其余区段应按计算配置腹筋。

课 程 设 计 用 纸22图4-1(尺寸单位:mm)在图4-1所示的剪力包络图中,支点处剪力计算值kN V 25.4890=,跨中处剪力计算值kN V l 81.1312/=, (3) 计算剪力图分配=⨯==-03,0)105.0(bh f V V td x d x γkN 209137520052.1)105.0(3=⨯⨯⨯⨯-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 =--⨯=2/02/12l l x V V V V L l mm 211681.13125.48981.1312099800=--⨯ 在1l 长度内可按构造要求布置箍筋。

同时,根据《公路桥规》规定,在制作中心线向跨径长度方向不小于1倍梁高h=1500mm 范围内,箍筋的间距最大为100mm距支座中心线为h/2处的计算剪力值('V )由剪力包络图按比例求得,为设计箍筋间距S=100mm;尔后至跨中截面统一的箍筋间距取vS=200mmv课程设计用纸mm h 1325)]5.08.351.2543()5.18.3535[(15001=⨯+++⨯+-=∆第一排弯筋(2N5)的弯起点1距支座中心距离为1325mm 。

弯筋与梁纵轴线交点'1距支座中心距离为='1x 1325-[1500/2-(35+35.8⨯1.5)]=664mm课 程 设 计 用 纸所需要提供的弯起钢筋截面积)(2sb A 为45sin )(33.133322sd sb sb f V A ==707.028079.16333.1333⨯⨯=1103mm 2第二排弯起钢筋与梁轴线交点'2距支座中心距离为='2x 2614-[1500/2-(35+35.8⨯2.5)]=1989mm 同理mm h 1261)]5.04.281.2543()5.04.2838.3535[(15003=⨯+++⨯+⨯+-=∆mm h x x 3875323=∆+= 76.184********75050663⨯-+=sb V =116.78kN=⨯⨯=707.028078.11633.13333sb A 787mm 2mm x 3282)]5.04.2838.3535(2/1500[3875'3=⨯+⨯+--=mm h 1233)]5.04.281.2543()5.14.2838.3535[(15004=⨯+++⨯+⨯+-=∆mm h x x 5108434=∆+=课 程 设 计 用 纸mm h x x 6312545=∆+= 76.184********75050665⨯-+=sb V =kN 82.25=⨯⨯=707.028082.2533.13335sb A 2174mmmm x 5775)]5.24.2838.3535(2/1500[6312'5=⨯+⨯+--=由表4-1可见,原拟定弯起1N 钢筋的弯起点距支座中心距离为6312mm ,已大于5066+1500/2=5816mm ,即在欲设置弯筋区域长度之外,保留此钢筋仍做弯起处理,以加强钢筋骨架施工时的刚度。

按照计算剪力初步布置弯起钢筋如图4-2课程设计用纸课程设计用纸1点~2点 s A =32172mm ,0h =mm 1429)0.18.3535(1500=⨯+- x =16401.163217280⨯⨯=34mm ,)2341429(3217280-⨯=ui M =1271.9m kN ⋅2点~3点 s A =48262mm ,0h =mm 1411)5.18.3535(1500=⨯+- x =16401.164826280⨯⨯=51mm ,)2511411(4826280-⨯=ui M =1872.2m kN ⋅3点~4点 s A =58082mm课 程 设 计 用 纸将表4-2的正截面抗弯承载力ui M 在图4-2上用各平行直线表示出来,它们与弯矩包络图4-2的交点分别为q j i 、、、⋯⋯,以各ui M 值代入式)41(222/,,Lx M M l d xd -=,可得q j i 、、、⋯⋯到跨中截面距离值。

现以图4-2中所示弯起钢筋弯起点初步位置来逐个检查是否满足《公路桥规》的要求第一排弯起钢筋(2N5);其充分利用点“m ”的横坐标x =7307mm ,而2N5的弯起点1的横坐标1x =9800-1325=8475mm ,说明1点位于m 点左边,且x x -1(=8475-7307=1168mm )>2/0h =(1429/2=714.5mm )满足要求。

课 程 设 计 用 纸要求。

其不需要点m 的横坐标mm x 7307=,而2N4钢筋与梁中轴线交点'2的横坐标)7307()781119899800('2mm x mm x =>=-=,亦满足要求。

第三排弯起钢筋(2N3);其充分利用点“k ”的横坐标x =4625mm ,而2N3的弯起点3的横坐标2x (=9800-3875=5925mm )>x (=4625mm ),且x x -3(=5925-4625=1300mm )>2/0h =(1400/2=700mm )满足要求。

其不需要点l 的横坐标mm x 5767=,而2N3钢筋与梁中轴线交点'3的横坐标)5767()654632549800('3mm x mm x =>=-=,亦满足要求。

第四排弯起钢筋(2N2);其充分利用点“j ”的横坐标x =3139mm ,而2N2的弯起点4的横坐标4x (=9800-5108=4692mm )>x (=3139mm ),且x x -4(=4692-3139=1553mm )>2/0h =(1388/2=694mm )满足要求。

其不需要点k 的横坐标mm x 4625=,而2N2钢筋与梁中轴线交点'4的横坐标)4625()525745439800('4mm x mm x =>=-=,亦满足要求。

课程设计用纸课程设计用纸==06.0mh c 142995.16.0⨯⨯=1.672m>1.447m斜角为==-)/(tan 01c h β≈-)1672/1429(tan 140.5斜截面内纵向受拉钢筋有)62(322N Φ,相应的主筋配筋率ρ为课 程 设 计 用 纸课程设计用纸由图4-3和表3可知,各排弯起钢筋的弯起点位置距该排钢筋充分利用点的距离大于2/h,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的抗弯强度,满足《公路桥规》的要求。

此外,梁底有322Φ的主钢筋不弯起直接通过支点截面,而这两根主钢筋的截面面积为16082mm,与跨中截面主筋25+Φ的总截面积6Φ326为77712mm之比为20.7%,大于20%,满足《公路桥规》的要求。

课程设计用纸=0.197mm mm W f 2.0][=≤ 满足要求课程设计用纸411202'''13''2301054.1)()1()2()()(121)2(121mm x h As h x h b b h b b x h bh bh I Es f f f f f ⨯=--+--+-+-+=α 课 程 设 计 用 纸(3) 受弯构件跨中截面的长期挠度值短期荷载效应组合下跨中截面矩标准值m kN M s ⋅=1.1838,对C35混凝土,挠度长期增长系数60.1=θη课 程 设 计 用 纸。

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