钢筋混凝土课程设计报告先张法预应力钢筋混凝土叠合式起重机轨道梁设计.docx

1、钢筋混凝土课程设计报告先张法预应力钢筋混凝土叠合式起重机轨道梁设计钢筋混凝土课程设计报告题 目：_先张法预应力钢筋混凝土_ _叠合式起重机轨道梁设计_学生姓名：_ _学 号：_指导老师：_ _设计地点：_ _交通学院港航系目录一、设计遵循的主要规范标准 3二、梁格布置及尺寸拟定 3三、荷载标准值 4四、材料性能 5五、计算图式及荷载计算 5六、内力计算 6七.截面设计 17一、设计遵循的主要规范标准 1.中华人民共和国行业标准 高桩码头设计与施工规范（JTS16712010）. 北京：人民交通出版社，20102.中华人民共和国行业标准 港口工程荷载规范（JTJ21598）. 北京：人民交通出版

2、社，19983.中华人民共和国行业标准 港口工程混凝土结构设计规范（JTJ26798）. 北京：人民交通出版社，19984.中华人民共和国行业标准 港口工程制图标准（JTJ20696）. 北京：人民交通出版社，1996二、梁格布置及尺寸拟定1.梁格布置原则梁格布置应满足以下原则: 满足使用要求；技术及经济合理；尽量避免集中荷载直接作用在板上，板和梁尽量布置成等跨度；横梁与面板是不可少的上部结构，纵梁设置（数量）则由具体受力决定。2.结构型式某海港高桩板梁式码头，排架间距7.0m，下部桩基为600600mm2预应力混凝土方桩。上部结构为现浇倒T形横梁、非预应力钢筋混凝土纵梁、预应力钢筋混凝土花篮

3、形叠合式起重机轨道梁、非预应力钢筋混凝土叠合式面板。高桩板梁式码头断面见图1。图1 高桩板梁式码头断面图（尺寸单位：mm；高程单位：m） 横梁上部宽度400mm，高度1950mm,横梁下部宽度900mm，高度600mm.轨道梁宽度为500mm,其中牛腿宽度取150mm，高度为1800mm,简支时搁置长度250mm。轨道梁为预应力芯棒叠合梁结构，经过两次预制和一次现浇叠合后成型，芯棒高度取梁宽，现浇部分高度取200mm。钢筋混凝土叠合式面板的厚度为预制部分厚200 mm，现浇部分150 mm。磨耗层厚50 mm（素混凝土）（纵、横梁及面板示意图见图2）。图2 纵、横梁及面板示意图三、荷载标准值施

4、工期：均布荷载：q=2.5KPa。使用期：均布荷载：q=20.0kPa。门机国产门座式起重机荷载代号Mh-3-25标准值见表1，支腿竖向荷载标准值见表2，吊臂位置见图3。两台Mh-3-25门座式起重机同时作业，工作状态下的支腿最大竖向荷载，轨距10.5m，支腿纵向距离10.5m，按吊臂位置在状态下的轮压，在状态下的轮压。表1国产门座式起重机荷载代号Mh-3-25标准值最大起重量（t）最大幅度（m）自重（t）轨距（m）支腿纵距（m）荷载P（kN）两机最小距离（m）荷载计算图式（间距单位：m）102514510.510.52501.5表2 国产门座式起重机在工作状态下的支腿竖向荷载标准值（代号Mh

5、-3-25）吊臂位置1吊臂位置2吊臂位置3ABCDABCDABCD660KN660KN240KN240KN750KN450KN150KN450KN660KN240KN240KN660KN图3 吊臂位置四、材料性能1.轨道梁混凝土预应力芯棒C40，第二次预制部分C30，现浇部分C25。混凝土强度及性能指标见表3。2.轨道梁钢筋预应力钢筋：冷拉级；非预应力钢筋：级；构造钢筋：级。钢筋等级及性能指标见表4。3.钢筋混凝土重度25kN/m3。表3 混凝土强度及性能指标（N/mm2）性能指标MPa混凝土 强度等级标准值设计值弹性模量Ecfckftkfcft芯棒C40272.4519.51.83.2510

6、4预制部分C30202.0015.01.53.00104现浇部分C25171.7512.51.32.80104表4 钢筋等级及性能指标钢筋种类标准值(MPa)设计值（MPa）弹性模量Esfyk(fpk)fy(fpy)fy(fpy)预应力钢筋冷拉III级5004203601.8105非预应力钢筋II级3353103102.0105构造钢筋I级2352102102.1105五、计算图式及荷载计算（1）计算图式说明1.施工期支座处断开，按简支梁计算（具体图示见后文）。2.使用期支座处整体连接，按五跨刚性支承连续梁计算（具体图示见后文）。（2）计算跨度 简支梁：剪力计算中：LoLn=6050mm弯矩计

7、算中：LoLn+e=6300mm式中：Lo计算跨度（m），不大于1.05 Ln Ln净跨（m） e搁置长度（m）2.刚性支承：剪力计算中：LoLn=6050mm弯矩计算中：B20.05L时，取LoL B20.05L时，取Lo1.05Ln因为B2=950mm0.05L=350mm，故Lo=1.056050=6352.5mm式中：Ln净跨，L横梁中心距 B2纵梁支座（下横梁）宽度（3）荷载计算 1.长度轨道梁承受的总自重标准值gg=25Ac=25(2-0.15+3.5)/20.35+(50110+1515+1580)=40.72（kN/m） 2.可变荷载标准值 （1）施工均布荷载q产生的标准值q1

8、q1= qb1=2.5（2.000.153.50）2=6.69（kN/m） （2）满布堆货荷载q产生的标准值q2 q2 = qb2 =20（2.000.153.50）2=107（kN/m） （3）局布堆货荷载产生的标准值q3 q3= qb3 =200.75=15（kN/m） （4）门座式起重机产生的标准值Q见表1和表2。六、内力计算施工期间：1.轨道梁承受的总自重标准值g的作用按简支梁计算，计算简图见图4，弯矩设计值M1G、剪力设计值V1G计算结果见表5。图4 简支梁计算图式表5 弯矩剪力设计值（施工期永久荷载）截面弯矩（KNm）支座剪力（KN）2164.32A186.444246.48530

9、8.108164.32-186.44B012164.32186.4415308.1018164.32-186.44C022164.32186.4425308.10 2. 施工均布荷载产生的标准值q1作用按简支梁计算，计算简图见图5，弯矩设计值M1Q、剪力设计值V1Q计算结果见表6。图5 简支梁计算图式表6 弯矩剪力设计值（施工均布荷载）截面弯矩（KNm）支座剪力（KN）236.26A34.29454.39556.66836.26-34.29B01236.2634.291556.661836.26-34.29C02236.2634.292556.66 使用期间: 1. 满布堆货荷载产生的标准值q

10、2作用按五跨刚性支承连续梁计算，采用影响线法，计算简图见图6，内力设计值M2Q1、V2Q1计算结果见表7。图6连续梁计算图式 弯矩计算：截面2： （i）max=0.0666+0.0026+0.0002=0.0694，（i）min=-0.0098-0.0007=-0.0105，Mmax=1.5q2（i）max=0.06944115.53=285.62（KNm）Mmin=1.5q2（i）min=-0.01054115.53=-43.21（KNm）截面4： （i）max=0.0932+0.0053+0.0005=0.0990，（i）min=-0.0196-0.0014=-0.0210，Mmax=1.

11、5q2（i）max=0.09324115.53=383.57（KNm）Mmin=1.5q2（i）min=-0.02104115.53=-86.43（KNm）截面5： （i）max=0.0915+0.0066+0.0006=0.0987，（i）min=-0.0245-0.0018=-0.0263，Mmax=1.5q2（i）max=0.09874115.53=406.20（KNm）Mmin=1.5q2（i）min=-0.02634115.53=-108.24（KNm）截面8： （i）max=0.0266+0.0105+0.0010=0.0381，（i）min=-0.0002-0.0392-0.00

12、29=-0.0423，Mmax=1.5q2（i）max=0.03814115.53=156.80（KNm）Mmin=1.5q2（i）min=-0.04234115.53=-174.09（KNm）截面B： （i）max=0.0132+0.0012=0.0144，（i）min=-0.0670-0.0490-0.0036=-0.1196，Mmax=1.5q2（i）max=0.01444115.53=59.26（KNm）Mmin=1.5q2（i）min=-0.11964115.53=-492.22（KNm）截面12： （i）max=0.0300，（i）min=-0.0500，Mmax=1.5q2（i）

13、max=0.03004115.53=123.47（KNm）Mmin=1.5q2（i）min=-0.05004115.53=-205.78（KNm）截面15： （i）max=0.0735+0.0054=0.0789，（i）min=-0.0245-0.0197-0.0018=-0.0460，Mmax=1.5q2（i）max=0.07894115.53=324.72（KNm）Mmin=1.5q2（i）min=-0.04604115.53=-189.31（KNm）截面18： （i）max=0.0272+0.0108+0.0010=0.0390，（i）min=-0.0001-0.0395-0.0036=

14、-0.0432，Mmax=1.5q2（i）max=0.03904115.53=160.51（KNm）Mmin=1.5q2（i）min=-0.04324115.53=-177.79（KNm）截面C： （i）max=0.0179+0.0144=0.0323， （i）min=-0.0538-0.0526-0.0048=-0.1112，Mmax=1.5q2（i）max=0.03234115.53=132.93（KNm）Mmin=1.5q2（i）min=-0.11124115.53=-457.65（KNm）截面22： （i）max=0.0134+0.0275+0.0007=0.0416， （i）min=

15、-0.0402-0.0002-0.0002=-0.0406，Mmax=1.5q2（i）max=0.04164115.53=171.21（KNm）Mmin=1.5q2（i）min=-0.04064115.53=-167.09（KNm）截面25：（i）max=0.0066+0.0724+0.0066=0.0856，（i）min=-0.0197-0.0197=-0.0394，Mmax=1.5q2（i）max=0.08564115.53=352.29（KNm）Mmin=1.5q2（i）min=-0.03944115.53=-162.15（KNm） 剪力计算：支座A：（i）max=0.4330+0.01

16、32+0.0012=0.4474，（i）min=-0.0490-0.0036=-0.0526，Vmax=1.5q2（i）max=0.4474611.95=273.79（KN）Vmin=1.5q2（i）min=-0.0526611.95=-32.19（KN）支座BL：（i）max=0.0132+0.0012=0.0144，（i）min=-0.5670-0.0490-0.0036=-0.6196，Vmax=1.5q2（i）max=0.0144611.95=8.81（KN）Vmin=1.5q2（i）min=-0.6196611.95=-379.16（KN）支座BR：（i）max=0.0849+0.4

17、952+0.0178=0.5979，（i）min=-0.0658-0.0060=-0.0718，Vmax=1.5q2（i）max=0.5979611.95=365.88（KN）Vmin=1.5q2（i）min=-0.0718611.95=-43.94（KN）支座CL：（i）max=0.0849+0.0179=0.1028，（i）min=-0.5048-0.0658-0.0060=-0.5766，Vmax=1.5q2（i）max=0.1028611.95=62.91（KN）Vmin=1.5q2（i）min=-0.5766611.95=-352.85（KN）支座CR：（i）max=0.0682+0

18、.5000+0.0227=0.5909，（i）min=-0.0227-0.0682=-0.0909，Vmax=1.5q2（i）max=0.5909611.95=361.60（KN）Vmin=1.5q2（i）min=-0.0909611.95=-55.63（KN）表7弯矩剪力设计值（满布堆货荷载）截面（i）max（i）min1.5q2Mmax（KNm）Mmin（KNm）支座截面（i）max（i）min1.5q2LoVmax（KN）Vmin（KN）20.0694-0.0105285.62-43.21A0.4474-0.0526273.79-32.1940.0990-0.0210383.57-86.

19、4350.0987-0.0263406.20-108.2480.0381-0.0423156.80-174.09B0.0144-0.119659.26-492.220.0144-0.61968.81-379.16120.0300-0.0500123.47-205.78150.0789-0.0460324.72-189.310.5979-0.0718365.88-43.94180.0390-0.0432160.51-177.79C0.0323-0.1112132.93-457.650.1028-0.576662.91-352.85220.0416-0.0406171.21-167.09250.0

20、856-0.0394352.29-162.150.5909-0.0909361.60-55.63 2. 局部堆货荷载产生的标准值q3作用按五跨刚性支承连续梁计算，采用影响线法，计算简图见图7，内力设计值M2Q2、V2Q2计算结果见表8。图7连续梁计算图式 弯矩计算：截面2： （i）max=0.0666+0.0026+0.0002=0.0694，（i）min=-0.0098-0.0007=-0.0105，Mmax=1.5q3（i）max=0.06941153.80=80.07（KNm）Mmin=1.5q3（i）min=-0.01051153.80=-12.11（KNm）截面4： （i）max=0

21、.0932+0.0053+0.0005=0.0990，（i）min=-0.0196-0.0014=-0.0210，Mmax=1.5q3（i）max=0.09321153.80=107.53（KNm）Mmin=1.5q3（i）min=-0.02101153.80=-24.23（KNm）截面5： （i）max=0.0915+0.0066+0.0006=0.0987，（i）min=-0.0245-0.0018=-0.0263，Mmax=1.5q3（i）max=0.09871153.80=113.88（KNm）Mmin=1.5q3（i）min=-0.02631153.80=-30.34（KNm）截面8

22、： （i）max=0.0266+0.0105+0.0010=0.0381，（i）min=-0.0002-0.0392-0.0029=-0.0423，Mmax=1.5q3（i）max=0.03811153.80=43.96（KNm）Mmin=1.5q3（i）min=-0.04231153.80=-48.81（KNm）截面B： （i）max=0.0132+0.0012=0.0144，（i）min=-0.0670-0.0490-0.0036=-0.1196，Mmax=1.5q3（i）max=0.01441153.80=16.61（KNm）Mmin=1.5q3（i）min=-0.11961153.80

23、=-138.00（KNm）截面12：（i）max=0.0300，（i）min=-0.0500，Mmax=1.5q3（i）max=0.03001153.80=34.61（KNm）Mmin=1.5q3（i）min=-0.05001153.80=-57.69（KNm）截面15：（i）max=0.0735+0.0054=0.0789，（i）min=-0.0245-0.0197-0.0018=-0.0460，Mmax=1.5q3（i）max=0.07891153.80=91.03（KNm）Mmin=1.5q3（i）min=-0.04601153.80=-53.07（KNm）截面18： （i）max=0.

24、0272+0.0108+0.0010=0.0390，（i）min=-0.0001-0.0395-0.0036=-0.0432，Mmax=1.5q3（i）max=0.03901153.80=45.00（KNm）Mmin=1.5q3（i）min=-0.04321153.80=-49.84（KNm）截面C：（i）max=0.0179+0.0144=0.0323， （i）min=-0.0538-0.0526-0.0048=-0.1112，Mmax=1.5q3（i）max=0.03231153.80=37.27（KNm）Mmin=1.5q3（i）min=-0.11121153.80=-128.30（KN

25、m）截面22： （i）max=0.0134+0.0275+0.0007=0.0416， （i）min=-0.0402-0.0002-0.0002=-0.0406，Mmax=1.5q3（i）max=0.04161153.80=48.00（KNm）Mmin=1.5q3（i）min=-0.04061153.80=-46.84（KNm）截面25：（i）max=0.0066+0.0724+0.0066=0.0856，（i）min=-0.0197-0.0197=-0.0394，Mmax=1.5q3（i）max=0.08561153.80=98.77（KNm）Mmin=1.5q3（i）min=-0.0394

26、1153.80=-45.46（KNm） 剪力计算：支座A：（i）max=0.4330+0.0132+0.0012=0.4474，（i）min=-0.0490-0.0036=-0.0526，Vmax=1.5q3（i）max=0.4474171.56=76.76（KN）Vmin=1.5q3（i）min=-0.0526171.56=-9.02（KN）支座BL：（i）max=0.0132+0.0012=0.0144，（i）min=-0.5670-0.0490-0.0036=-0.6196，Vmax=1.5q3（i）max=0.0144171.56=2.47（KN）Vmin=1.5q3（i）min=-0

27、.6196171.56=-106.30（KN）支座BR：（i）max=0.0849+0.4952+0.0178=0.5979，（i）min=-0.0658-0.0060=-0.0718，Vmax=1.5q3（i）max=0.5979171.56=102.58（KN）Vmin=1.5q3（i）min=-0.0718171.56=-12.32（KN）支座CL：（i）max=0.0849+0.0179=0.1028，（i）min=-0.5048-0.0658-0.0060=-0.5766，Vmax=1.5q3（i）max=0.1028171.56=17.64（KN）Vmin=1.5q3（i）min=-0.5766171.56=-98.92（KN）支座CR：（i）max=0.0682+0.5000+0.0227=0.5909，（i）min=-0.0227-0.0682=-0.0909，Vmax=1.5q3（i）max=0.5909171.56=101.37（KN）Vmin=1.5q3（i）min=-0.0909171.56=-15.59（KN）表8 弯矩剪力设计值（局部堆货荷载）截面（i）max（i）min1.5q3Mmax（KNm）Mmin（KNm）支座截面（i）max（i）min1.5