混凝土结构设计课程设计――装配式钢筋混凝土简支T形梁桥主梁指导教师：肖金梅班级：14土木工程6班学生姓名：邝佛伟设计时间：2017年5月1号题目：装配式钢筋混凝土简支T形梁桥主梁设计一、设计资料12、桥面净空：净－7 + 2×0.5主要尺寸L=20m标准跨径b计算跨径L=20.50m梁长'L=20.96m3、材料规格混凝土C 40HRB400钢筋，直径12mm以下者采用R235cm）Ⅰ类环境条件，安全等级为一级。

4、设计规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）5、桥梁横断面布置情况(见图1)图2、T粱尺寸图（单位：mm）二、设计荷载1、承载能力极限状态下，作用效应为： 跨中截面：m KN M d •=2100 KN V d 80=4/l 截面：m KN M d •=1600支点截面：0=d M KN V d 420=2、施工期间，简支梁吊点设在距梁端mm a 400=，梁自重在跨中截面引起的弯矩.5501m KN M G •=。

3、使用阶段，T 梁跨中截面汽车荷载标准值产生的弯矩为m KN M Q •=04.6101（未计入冲击系数），人群荷载产生的弯矩为m KN M Q •=30.602，永久作用产生的弯矩为m KN M Q •=7603。

三、设计内容1、截面尺寸拟定（参照已有的设计资料或见图2）；2、跨中截面正截面强度计算及复核（选择钢筋并复核截面强度）；3、斜截面强度计算及复核（剪力钢筋设计及截面复核）；4、裂缝及变形计算；5、绘制钢筋图，编制钢筋明细表、总表。

四、主要参考资料1、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004）人民交通出版社，20042、公路桥涵标准图《装配式钢筋混凝土T 形桥梁》 T 形梁截面尺寸（图2）（2000）3、贾艳敏主编《结构设计原理》， 人民交通出版社，20044、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D60-2004），人民交通出版社，2004取值分组情况：1-9号b=180mm H=1200mm 10-18号b=180mm H=1300mm 19-27号b=180mm H=1400mm 28-36号b=200mm H=1200mm 37-45号b=200mm H=1300mm 46-55号b=200mm H=1400mm解：1，截面尺寸拟定设腹板宽度：b=180mm ，T 形截面梁高：H=1400mm 由图2所示T 形截面受压翼板的厚度尺寸，得平均厚度故受压翼板的有效宽度mm b f 1600'=（图3钢筋布置图中，1580mm 为预制梁翼板宽度）2，跨中截面正截面强度计算及复核 （1）截面设计1）因保护层厚度，设a S =130mm则截面有效高度：h 0=1400-130=1270mm跨中截面弯矩计算值：m kN M M d ⋅=⨯==231021001.10γ 2)判定T 形截面类型故属于第一类T 形截面 3）求受压区高度4）求受拉钢筋面积As将各已知值及x=68mm 代入S sd f cd A f x b f ='，得mm h f 1202100140'=+=mmb b b b mm b mmL b f h f f f 1640120120220012216006833205003131''3'2'1=⨯+⨯+=++===⨯==m kN M M m kN h h h b f d fff cd ⋅==>⋅=-⨯⨯⨯=-231069.4274)21201270(12016004.18)2(0'0''γmmh x A h b f M A f cd 64127005.0050.0049.021*******.0127016004.181********620'0=⨯===⨯--=--==⨯⨯⨯==ξξ现选择钢筋为8Φ28+4Φ25，截面面积为As=6890mm 2。

钢筋叠高层数为 6层。

混凝土保护层厚度取35mm>d=28mm ，及规定的30mm ，钢筋间横向净矩 S n =180－2×28－2×31.6=61mm>40mm ，及1.25d=1.25×28=35mm 故满足构造要求。

（2）截面复核已设计的受拉钢筋中，8Φ28的面积为4926mm 2,4Φ22的面积为1964mm 2， MPa f sd 330= 。

可求的a S 为：则实际有效高度：mm h 127612414000=-= 1）判定T 形截面类型由于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x2'57103306416004.18mm f x b f A sdf cd S =⨯⨯==mma s 12419644926)4.286.31435(1964)6.31235(4926=++⨯+⨯+⨯+⨯=kNA f kN h b f s sd f f cd 7.2273)19644926(3308.353212016004.18''=+⨯==⨯⨯=3)正截面受弯承载力由 求得正截面抗弯承载力u M 为：故截面复核满足要求。

3，斜截面强度计算及复核 （1）腹筋设计1）截面尺寸检查根据构造要求，梁最底层钢筋2Φ28通过支座截面，支点截面有效高度截面尺寸符合设计要求。

2）检查是否需要根据计算配置箍筋跨中段截面 kN bh f o td 49.189127618065.1)105.0()105.0(33=⨯⨯⨯⨯=⨯-- 支座截面 kN bh f o td 33.200134918065.1)105.0()105.0(33=⨯⨯⨯⨯=⨯-- 因)462()105.0()88(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。

3）计算剪力图分配在图4所示的剪力包络图中，支点处剪力计算值kN V V d 4620,00==γ，跨 中处剪力计算值kN V V l d l 882,02==γkN bh f V V td x d x 49.189)105.0(03,0=⨯==-γ的截面矩跨中截面的距离可由剪 力包络图按比例求得mm h mm b f A f x f f cd s sd 1207716004.18107.2273'3'=<=⨯⨯==)2(0'0x h x b f M M f cd u d -=≤γ%2.0%97.212871806890231026.2805)2771276(7716004.18)2(min 00'=>=⨯==⋅=>⋅=-⨯⨯⨯=-=ρρbh A mkN M m kN x h x b f M s f cd u mm h h 13498.501400)26.3135(0=-=+-=kNV kN bh f d k cu 4624201.133.783134918040)1051.0()1051.0(0,030,3=⨯=>=⨯⨯⨯⨯=⨯--γmmV V V V L l l l x 2781884628812.1911025022021=--⨯=--⨯=在l 1长度内可按构造要求布置箍筋。

同时，根据《公路桥规》（JTG D62-2004）规定，在支座中心线附近h/2=650mm 范围内，箍筋的间距最大为100mm 。

距支座中心线h/2处的计算剪力值V ’，由剪力包络图按比例求得其中应由混凝土和箍筋承担的剪力计算值至少为kN V 55.2466.0'=；应由弯起钢筋（包括斜筋）承担的剪力计算值最多为kN V 37.1644.0'=，设置弯起钢筋区段长度长度为4505mm （图4）4)箍筋设计采用直经为8mm 的双肢箍筋，箍筋截面积216.1003.502mm nA A sv sv =⨯==。

在等截面钢筋混凝土简支梁中，箍筋尽量做到等距离布置。

为计算简便，斜截面内纵筋配筋百分率p 及截面有效高度h 0可近似按支座截面和跨中截面的平均值取用，计算如下：跨中截面取mm h p l 1287,5.202==支点截面kNLV V h LV V l 92.41010250)88462(140046210250)(200'=-⨯-⨯=--=图4 计算剪力分配图（尺寸单位：mm ；剪力单位：kN ）5.299.2100127618068902>=⨯⨯=l p mmh p 1349,51.01349180123200==⨯=mm h p 1313213491276,505.1251.05.20=+==+=则平均值分别为箍筋间距S v 计算为：确定箍筋间距S v 的设计值尚应考虑《公路桥规》（JTG D62-2004）的构造要求。

若箍筋间距计算值取S v =400mm ≦1/2h=700mm 及400mm ，是满足规范要求的，但采用Φ8双肢箍筋，箍筋配筋率（R235钢筋时），故不满足规范规定。

现取S v =250mm 计算箍筋配筋率 ρSV =0.22%>0.18%，且小于1/2h=700mm 和400mm 。

综合上述计算，在支座中心向跨径长度方向的1400mm 范围内，设计箍筋间距S v =100mm ；而后至跨中截面统一的箍筋间距取S v =250mm 。

5）弯起钢筋及斜筋设计设焊接钢筋骨架的架立钢筋为2Φ22，钢筋重心至梁受压翼板上边缘距离mm a s 56'=。

弯起钢筋的弯起角度为45°，弯起钢筋末端与架立钢筋焊接。

为了得到每对弯起钢筋分配的剪力，要由各排弯起钢筋的末端点应落在前一排弯起钢筋弯起点的构造规定来得到各排弯起钢筋的弯起点计算位置，首先要计算弯起钢筋上、下弯点之间mmV bh f A f p S sv sv k cu v 44992.41013131801956.10040)505.16.02)(1056.0(1.11)()6.02)(1056.0(22622'20,62321=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=+⨯=--αα%18.0%14.04001806.100<=⨯==v sv svbS A ρ垂直距离i h ∆现拟弯起N1--N5钢筋，计算的各排弯起钢筋弯起点截面的i h ∆以及至支座中心距离1x 、分配的剪力计算值sbi V 、所需的弯起钢筋面积sbi A 值列入表1.根据《公路桥规》（JTG D62-2004）规定，简支梁的第一排弯起钢筋（对支座而言）的末端弯折点应位于支座中心截面处。