简支T型梁计算说明书.docx

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简支T型梁计算说明书

预制钢筋混凝土简支T形梁计算说明书

姓名

***

学号

^|S^T>

2012年12月5号

 

1)已知设计数据及要求

钢筋混凝土简支梁全长厶二9・96皿计算跨径L二9・5m。

T形截面梁的尺寸如图,桥梁处于I类环境条件,安全等级为二级,人二1。

I"=4750

uw

一f一

109

梁体采用C25混凝土,轴心抗压强度设计值fcd=11.5MPa,轴心抗拉强度设计值陷二1.23MPa。

主筋釆用HRB335钢筋,抗拉强度设计值爲二280\帀;箍筋采用R235钢筋,直径8mm,抗拉强度设计值蔦二193MPa。

简支梁控制截面的弯矩组合设讣值和剪力组合设讣值:

MdV2=l.2*257.16+1.4*132.89=494.64KNm

Mdl/4=1.2*192.87+1.4*88.67=355.58KNm

Vd0=l.2*107,15+1.4*123.45=301.41KX

Vtll/2=1.2*0+1.4*36.54=51.16KN

2)跨中截面纵向受拉钢筋计算

(1)T形截面梁受压翼板的有效宽度b,

由图所示,T形截面受压翼板厚度的尺寸,可得翼板平均厚度h;二140+10()_]20mm,则可得到b门二L/3二9500/3二3167mm

2

b,2二1600mm

b,*二b+2bh+12»二170+2*0+12*120二1610mm

故,受压翼板的有效宽度bf二1600mm

(2)钢筋数量计算

截面设计

Mv2=/oMdJ/2=494.64KNm

设a、二300mm+0・07h二30+0.007*800=86mmt

则截面有效高度ho=800-86=714mm

1判定T形截面类型:

f(=494.64KNm)

2求受压区的高度

494.64*106=11.5*1600x(714-x/2)

得合适解为x=39mm

3求受拉钢筋面积As

As=fedbf.x/fsd=(11.5*1600*39)/280=2563mm:

跨中截面主筋选择为1201&焊接骨架的钢筋层数为6层纵向钢筋面积

As二3054mm'混凝土保护层取30mm>d=18mm,及设讣要求的最小值30mnu有效钢

L

2

1

2

3

3

4

4

5

6

6

足构造要求。

如图所示。

筋的横向间距Sr=170-2*30-2*20.5=69mm>40mm及1.25d二1.25*18=22.5mm,故满

截面复核

兀二30+20.5*6/2=91.5mm

则h。

二800-91.5二708.5mm

1判定T形截面类型

fdbrhf=11.5*1600*120=2.21KNm

Qas=280*3054=0.86KNm

由于Jb/h;〉^故为第一类T形截面

2求受压区高度X=品=f驚=46.47〃““

J(dbt11.5x1600

3正截面抗弯承载力Mu

v4647

Mu=--)=11.5x1600x46.47(708.5-^―)=585.93KM”>M,(=494.64KM”)

22—

3)腹筋设计

(1)截面尺寸检查

根据构造要求,梁最底层钢筋2018通过支座截面,支点截面有效高度

为h。

二h-(30+20.5/2)=800-40.25=759.75mm

0.51x1CT?

页?

川)=0.51xl0_3V25xl70x759.75=329.35WN>y0V/0(=301.4\kN)截面符合设计要求

(2)检查是否需要根据计算配置箍筋

跨中截面0.5OXlO_3ftdbho=O.50X10_3X1.23X170X708.5=74.07kN

支座截面0.50X10'3ftdbh0=0.50X10_3X1.23X170X759.75=79.43kN

因〃2(=51」6kN)<0.50x

度范圉内按构造配置箍筋,其余区段应按设讣讣算配置腹筋。

(3)计算剪力图分配

pcLnn

-NAUHLJ>9U

NMrrw口訂、>寸0

3工二殳

厶=4750X(74.07-51.16)/(301.41-51.16)二435mm

在Z长度内可按构造要求布置箍筋,同时,在支座中心线向跨径长度方向不小于一倍梁高h二800mm范围内,箍筋间距最大为100mm。

距支座中心线为h/2处的计算剪力值

宀3。

⑷-騷(301*51.16)=2沁WV

其中应山混凝土和箍筋承担的剪力计算值至少为0.6旷二168.20kN;弯起钢

筋(包括斜筋)承担的剪力讣算值最多为0.4旷二112.14kN,设置弯起钢筋区段长度为2129mm。

(4)箍筋设计

采用直径为8mm的双肢箍,箍筋截面积Asv=nAIvl=2X50.3=100.6mm:

跨中截面4/2=2.54>2,5,取PU2=2.5,h°二708.5mm

支点截面£)二0.39,%二759.75mm

25+039

则平均值分别为P="巴%=7。

&5+759.75=734丽

箍筋间距为

(V)2

1.0x14x0.56x10\2+0.6x1.45)^x100.6x195x170x7342=22^

S=&加0.56x10^(2+0.6°)伉74、./>局

280.342

若箍筋间距虻2。

曲护4叽。

严也“3%>^=0-13%,

故在支座中心向跨径方向800mm范围内,设讣箍筋间距Sv二100mm:

而后至跨中截面统一的箍筋间距取S、二200mm。

(5)弯起钢筋及斜筋设计

设焊接钢筋骨架的架立钢筋(HRB335)为

(1)14,钢筋重心至梁受压翼板上

边缘距离as=38mmo

弯起钢筋的弯起角度为45°。

现拟定弯起?

<1'5钢筋

弯起点

1

2

3

4

5

H:

(mm)

683

662

642

621

601

距支座中心距离Xi(mm)

683

1349

1991

2612

3213

分配计算剪力值vx

(mm:

112.14

97

62

需要的弯筋面积Asbi(mm->

755

653

418

可提供的弯筋面积九“

(mm:

509

(2d)18)

509

(24)18)

2509

(2(bl8)

弯筋与梁轴交点到支座

中心距离X;(mm)

344

1030

1693

弯起点1

h|二800-[(30+20.5X1.5)+(30+16.2+20.5x0.5)]二683mm

Xci=683-[800/2-(30+20.5U5)]=344mm

1333.331^1

打sin45°

1333.33水112.14

280*sin45°

=755nun2

 

弯起点2

h2二800-[(30+20.5x2.5)+(30+16.2+20.5><0.5)]二662mm

vb2

2129+400-683_

2129

112.14

得52=97册

 

Abl

1333・33«bi

fsdsin45°

1333.33*112.14十=

=755nun-

280*sin45°

二662-[800/2-(30+20.5><2.5)]二1030mm

CX

弯起点3

h<二800-[(30+20.5X3.5)+(30+16.2+20.595)]=642mm

2129+400—1349—

2129

心3

112.14

得Vm=&2kN

1333.33匕匕3

fsdsin45°

1333.33*62

"280*sin45°

=418tww2

Xc3二1991-[800/2-(30+20.5><3.5)]二1693mm

山表可知,原拟定弯起N2、N1钢筋的弯起点距支座中心距离分别为2612mm、3213mm,已大于2129+h/2二2529mm,即在预设置弯筋区域长度外,故暂不参加弯起筋的计算。

梁的区段

截面纵筋

有效高度

h0(mm)

T形截面类型

受压区高度x(mm)

抗弯承载力礼(kNm)

支座中心至1点

24)18

759.75

第一类

7.75

107.79

1点~2点

4

(1)18

749.5

第一类

15.49

211.41

2点~3点

6

(1)18

739.25

第一类

23.24

311.15

3点MN2弯起点

84)18

729

第一类

30.98

406.72

Nl、N2弯起点~跨中

12

(1)18

708.5

第一类

46.47

585.93

将表的正截面抗弯承载力Mm在弯矩包络图上用各平行直线表示出来,他们与弯

矩包络图的交点分别为i、j、k、1、m、n

"-10一

Np

2

a

q

x=4200

"3594

x=£894

E

二;

107.79

211.41

311.15

406.72

494.64

585.93

L/2二4750

1第一排弯起钢筋(2N5)

该排钢筋的充分利用点“广的横坐标为

乩)「血(-业1)=3594〃〃"•「心十

\4MdL/2Y4494.64,2N5弯起点1的横坐标

为X|二4750-683二4067mm,说明弯起点位于充分利用点左边,且两点之间的距离x,-x(二4067—3594二473mm)>h0/2(二749.5/2二374.75mm),满足斜截面抗弯承载力要求。

于该排钢筋的理论不需要点“m”的横坐标x二4200mm,该排弯起钢筋与梁轴线交点1'的横坐标x,(二4750-344二4406mm)>x(二4200)说明梁的正截面承

载力亦满足要求。

2第二排弯起钢筋(2N4)

该排钢筋的充分利用点“k”的横坐标为

x=j£(l一巴空乞(1—巴竺)=2894讪,2N4弯起点2的横坐标为Al4上“V4494.64

X,二4750-1349=3401mm,说明弯起点位于充分利用点左边,且两点之间的距离x2-x(二3401—2894二507mm)>h0/2(=739.25/2=369.63mm),满足斜截面抗弯承载力要求。

于该排钢筋的理论不需要点T”的横坐标戸3594mm,该排弯起钢筋与梁轴线交点2'的横坐标X?

(二4750-1030二3620mm)>x(二3394)说明梁的正截面承载力亦满足要求。

3第三排弯起钢筋(2N3)

该排钢筋的充分利用点“j”的横坐标为x=;£(1-如』)=芒巴21(1—地空)=2002/肿,2N3弯起点3的横坐标为

\4MdL,2V4494.64

X3二4750-1991二2759mm,说明弯起点位于充分利用点左边,且两点之间的距离x3-x(二2759—2002二757mm)>h0/2(=729/2=364.omm),满足斜截面抗弯承载力要求。

于该排钢筋的理论不需要点“k”的横坐标x二2894mm,该排弯起钢筋与梁轴线交点3'的横坐标x,(二4750-1693二3057mm)〉x(二2894)说明梁的正截面承载

4)斜截面抗剪承载力复核

(1)距支座中心h/2处截面

1选定斜截面顶端位置

距支座中心h/2处截面的横坐标x二4750-400二4350mm,正截面有效高度h0=760mm<>现取斜截面投影长度c=760mm,则斜截面顶端坐标为

x=4350-760=3590mmo

2斜截面抗剪承载力复核2x2x3590

Vx=心2+(%■匕Q竺=51+(301-51)土=240册

xd7■L9500

4x24x359()2)

M=M/z,(1--4-)=4951-<=212UVm

'八L2950(T丿

A处正截面有效高度h°二750mnF0、75m(主筋为4(l)18),则实际广义剪跨比

例及斜截面投影长度c分别为:

m旦=竺

匕h()240x0.75

=1.18<3

c=O.6niio=0.6x1.18x0.75=0・53〃?

<0.76m

斜角p=tan^Ch0/c)=tanu(0.75/0.53)心54.8°

斜截面内纵向受拉主筋有2<1)18(2X6),相应的主筋配筋率P为:

口00佥岛

=0.39<2.5

 

箍筋的配筋率为只、(取S产200时)为:

Av

bS、.

100.6

'170x200

=0.30%>/?

min(=0.18%)

 

与斜截面相交的弯起钢筋有2X5(2(I)18)、2X4(2<1)18);斜筋有2N7(2(I)14)、

2N8(2d)14)斜截面抗剪承载力为

Vfl=67^^3(0.45X10-5)叽J(2+0.6")娠7几+(°・75x1(T')几工九sinQ

=1X1X1.1X(0.45X10"3)X170x750^(2+0.6x0.39)^x0.003x195

+(0.75xl0-3)x280x(2x509+2x308)xsin45°

=161.33+242.64=403.97AJV>匕=240RN

(2)弯起点1(2\5)处截面

1选定斜截面顶端位置

横坐标x二4750-683二4067mm,正截面有效高度h()二750mm。

现取斜截面投影长度C«h0=750mm,则斜截面顶端坐标为x二4067-750二3317mm,

2斜截面抗剪承载力复核

V=V/p+(VrV/z>)—=51+(301-51)2x3317=233^x'人'人L9500

MM.,,(1-^)=495f1-4x33171=2541JV-m

'L/2L295002丿

正截面有效高度h°二750呗二0、75m(主筋为4(1>18),则实际广义剪跨比例及

斜截面投影长度c分别为:

呼丛=254

匕h()233x0.75

=2.02<3<3

c=0.6nii0=0.6x2.02x0.75=0.912/zz>0.75m<0.76m

斜角p=tan"h()/c)=tanu(0.75/0.912)«39.4°

P二100

A

bh()

=100x

509

170x760

=0.39<2.5<2.5

箍筋的配筋率为久(取S、二200时)为:

Av

bS,

100.6

170x200

=0.30%>pmin(=0.18%)

 

与斜截面相交的弯起钢筋有2N5(2(I)18).2N4(2(t)18)s2N3(2(I>18);斜筋有

2N7(2(1>14).2N8(24)14)斜截面抗剪承载力为

匕=&“皿(°・45x10")J(2+0.6”)娠+(°・75x10」)fxd力九sin0S

=1X1X1.1X(0.45X10"3)X170x750^(2+0.6x0.399)^"25x0.003x195

+(0.75xl0-3)x280x(3x509+2x308)xsin45°

=161.33+31&22=479.55WN>VX=233kN

(3)弯起点2(2X4)处截面

①选定斜截面顶端位置

横坐标x二4730-1363二3387mm,正截面有效高度h()二740mm;现取斜截面投影长度caho=740mm,则斜截面顶端坐标为x二3387-740二2647mm>

②斜截面抗剪承载力复核?

x2x2647

V=匕门+(’"”)仝=5]+(301・51)=190kN

xd"L9500

4x24x26472、

=M”(1・一^)=4951-—=341k/V・m

xsL295002丿

正截面有效高度h°二740呗二0、74m(主筋为4(l)18),则实际广义剪跨比例及

斜截面投影长度c分别为:

Vxh()190x0.74

=2.43<3<3

 

c=0.6nii0=0.6x2.43x0.74=1.08///>0.74/z?

<0.76m

A

P二100厶

bh0

=100x

1018

170x750

=0.798<2.5<2.5

箍筋的配筋率为久(取S、二200时)为:

Av

bS,

100.6

170x200

=0.30%>pmin(=0.18%)

与斜截面相交的弯起钢筋有2X3(2(I)⑻;斜筋有2N8(2(I)14)斜截面抗剪承载力为

K=&“皿(°・45x10")J(2+0.6”)娠+(°・75x10_,)f,d力九sinQ

=1X1X1.1X(0.45X10"3)X170X740^(2+0.6x0.798)^x0.003x195

+(0.75xlO~3)x280x(509+308)xsin45°

=167.68+121.32=289RN>匕=190kN

(4)弯起点3(2X3)处截面

①选定斜截面顶端位置

横坐标x二4750-2043二2707mm,正截面有效高度h0=729mnio现取斜截面投影长度c«h0=729mm,则斜截面顶端坐标为x二2707-729二1978m。

②斜截面抗剪承载力复核

(吟沁"+(30®罂"

4x-

M*=Ms(l・〒)=495p-

4x1978八

95002.

=4091JV・m

 

正截面有效高度ho=729mm=O.729m(主筋为8巾18),则实际广义剪跨比例及

斜截面投影长度c分别为:

呼丛=409

Vxh()155x0.729

=3.62>3

 

c=0.6nii0=0.6x3.62x0.729=1.58加>0.729加<0.76m

p=lm^=lmxl^=0-82<2-5<2-5

箍筋的配筋率为几•(取S、二200时)为:

Asv_100.6

瓦一170x200

=0.30%>pmin(=0.18%)

与斜截面相交的弯起钢筋有2X4(2

(1)18).2X3(2

(1)18);斜筋有2N8(24)14)斜截面抗剪承载力为

K=&“皿(°・45x10")bh°J(2+0.6”)娠+(°・75x10」)f,d力九sinQ

=lxlxl.lx(0.45xl0_3)x170x729J(2+0.6x0.82)亦x0.003x195

+(0.75xl0_3)x280x(2x509+308)xsin45°

=165.62+196.90=362.52kN>VX=155kN

(5)距支座中心h处截面

1选定斜截面顶端位置

横坐标x二4750-400二4350mm,正截面有效高度h()二760mm。

现取斜截面投影长

度caho=760mm,则斜截面顶端坐标为x二4330-760二3390mnu

2斜截面抗剪承载力复核

2x2x3590

V=V/n+(V>-V//.)—=51+(301-51)^=240^

xd'八L9500

■““八4x‘、"丄4x3590,1c—

一)=4951;—=212UV-m

xL/2L2950(T丿

正截面有效高度ho=76Omm=O.76m(主筋为4小18),则实际广义剪跨比例及

斜截面投影长度c分别为:

Vxh()240x0.76

=1.16<3

 

c=0.6mh()=0.6xl.l6x0.76=0・53加v0.76/n

P二100

A

bh()

=100x

509

170x760

=0.39<2.5<2.5

箍筋的配筋率为久(取S、二200时)为:

Av

bS,

100.6

170x200

=0.30%>pmin(=0.18%)

与斜截面相交的弯起钢筋有2N5(24)18)2N4(2

(1)18);斜筋有2N7(24)14)^2N8(2d)14)斜截面抗剪承载力为

匕=&“皿(°・45x10")J(2+0.6”)娠+(°・75x10」)fxd力九sin0S

=1X1X1.1X(0.45X10"3)X170x76o7(2+0.6x0.39)v^25x0.003x195

+(0.75xl0-3)x280x(2x509+2x308)xsin45°

=163.48+242.64=406.12kN>VX=240kN

5)裂缝及变形验算

(1)裂缝宽度%验算

①带肋钢筋系数勺=1.0

Ms=Mg+$x=132.89+0.7x257.16=312.99UV•m

M严Mg+必xMg=132.89+0.4x257.16=235.84k?

V•加c,=1+0.5业=l+=1.75

・M312.99

非板式受弯构建c3=1.0

2钢筋应力o*

oS=MS/(0.87Asho)=312.99X107(0.87X708.5X3054)=U66MPa

3换算直径d

d二18,对于焊接钢筋骨架d=l.3*18=23.4mm

4纵向受拉钢筋配筋率P

3054

=‘-0.025>0.02

170x708.5

取°=0.02

5最大裂缝宽度

W,=gcd3()+〃)

30+23.4

"i'巴0.28+10q

=1.0xl.75xl.0x"&.(—''•'—)

2.0x10、0.28+10x0.02

=0.15mm<[Wt\=0.2mm

(2)梁跨中挠度验算

匕门=1600/77/77,Az=120〃〃”

®T梁换算截面惯性矩和A)计算

lxl600xx2=7.14x3054(708.5-a)

x=126>hf(=120mm)

梁跨中截面为第二类T形截面。

这时,受压区高度x:

开裂

_a&A、+hf(bf\_b)_7.14x3054+120(1600-170)_11OO

b170

302885

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