【钢筋混凝土结构设计原理】装配式钢筋混凝土简支T形梁主梁配筋课程设计优秀作品_装配式砼简支t形梁桥

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二 课程设计任务书

（一）设计资料

已知标准跨径为20m的公路装配式钢筋混凝土简支T形梁，计算跨径为19.5m，混凝土强度等级为C30，主梁主筋采用HRB335级焊接钢筋骨架，箍筋采用R235钢筋。跨中弯矩

MMdm3500KNm，其中

MGK900KNm,Md0Q1K1660.17KNm，Q2KM85.5KNm，(1)1.19，支点弯矩Vd0750KN0，其余截面的弯矩按照二次抛。本桥处于一类环境条件下，物线变化。支点剪力,跨中剪力

Vdm115KN结构安全等级二级。

单位：mm

（二）设计依据

1.交通部部标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》

（JTG D62-2004）

2.交通部部标准《公路桥涵设计通用规范》

（JTG D60-2004）

3.《工程结构》（白淑毅编）人民交通出版社

2005

（三）设计内容

1.计算跨中截面受拉钢筋面积，并进行承载力复核。

2.设计主梁的腹筋。

3.验算主梁跨中挠度和裂缝宽度。

4.绘制主梁的钢筋构造图。

三 设计指导

1.计算跨中截面受拉钢筋的面积，并进行承载力复核。①化标准T形梁，②判断真假 T形，③计算并选择、配置受拉主钢筋，④复核承载力。2.设计主梁的腹筋 ①截面尺寸验算，②检查是否需要根据计算配置箍筋，③分配剪力，④箍筋设计，⑤弯起筋及斜筋设计，⑥检验各排弯起钢筋的弯起点是否符合构造要求，⑦全梁承载力复核，⑧配纵向防裂筋，⑨绘制主梁剪力分配及全梁弯矩包络图。3.验算主梁跨中挠度和裂缝宽度

①计算跨中挠度，确定是否需要预拱度及大小。②计算裂缝宽度，确定梁是否能正常使用。4.绘制主梁的钢筋构造图

根据所配主梁的五种钢筋给出一个工程数量表。

四 设计示例

（一）设计资料

某预制装配式钢筋混凝土简支T形梁，标准跨径20m，计算跨径为19.5m。混凝土强度等级为C30，主梁主筋采用HRB335级焊接钢筋骨架，箍筋采用R235钢筋。跨中弯矩MMdm2100KNm，其中MGK500KNm，MQ1K1011.5KNm，Q2K75KNm，(1)1.19，支点弯矩Md00，其余截面的弯矩按照二次抛物线变化。支点剪力Vd0440KN,跨中剪力Vdm84KN。本桥处于一类环境条件下，结构安全等级二级。

单位：mm

（二）设计步骤

一）基本数据

C30混凝土轴心抗压强度设计值fcd13.8N/mm2，边长为150mm的混凝土试件抗压强度标准值fcu.k30N/mm2，混凝土轴心抗拉强度标准值ftk2.01N/mm2，弹性模量Ec3.00104N/mm2，HRB335钢筋抗拉强度设计值fsd280N/mm2，抗压强度'252设计值fsd280N/mm，弹性模量ES2.010N/mm，R235钢筋抗拉强度设计值fsd195N/mm2，弹性模量ES2.1105N/mm2。b0.56,01.0。

二）跨中正截面钢筋设计

1.化标准T形梁

hf13l/1001402195003120mm

6500mm

主梁间距为1600mmb2bn12hf180121201620mm /

取bf1600mm/

单位：mm

2.跨中主筋设计

设

as110mmh013001101190mm 判断真假T形

fcdbh(h0/f/fhf2/)13.81600120(11901202)

2994.04KNm>2100KNm

为假T形截面设计

由0Mdfcdbfx(h06/x2)求x

x2)210010213.81600x(1190x2380x190217.39130

x=83mm

由

fsdASfcdbfx 求AS

fcdbfxfsd///AS13.81600832802

6545.14mm

2选8Ф32+2Ф16，AS=6835.8mm

单位：mm 三）跨中正截面承载力复核

主筋净保护层取35mm 6433.6(35234.5)402.2(35434.5)182

as6835.8

=108.6mm h0=h－as=1300－108.6=1191.4mm 判断真假T形

fcdbfhf13.816001202649.6KN >fsdAS2806835.81914.02KN //为假T形截面

由fcdbfxfsdAs 求x /xfsdAsfcdbf/2806835.813.8160086.69mm

/x

86.692)

du13.8160086.69(1191.42197.5.KNm>0Md2100KNm

跨中正截面主梁配筋为适筋梁。

四）腹筋设计

1.截面尺寸验算

梁底通过支座中心直线主筋2Ф32，AS=1608.4mm >6835.820

200.1367.16mm, 符合构造要求。

支座中心截面h0=1300－（35+34.5/2）=1247.75mm 0.51103facubh00.51103301801247.75627.38KN>Vd0=440KN 截面尺寸符合要求。

2.检查是否需要根据计算配置箍筋 跨中截面：0.5110支点截面：0.5110Vdm84KN

/距支座中心线h/2=650mm处计算剪力Vd416.27KN，作为计算剪力进行分配。其中由混凝土和箍筋共同承担60%为249.76KN，由弯起钢筋及斜筋承担40%为166.51KN。

设置弯起钢筋及斜筋的区段为5211mm。

尺寸单位：mm，剪力单位：KN 4.箍筋设计

选Ф8的双肢箍筋，ASVnASV1250.3100.6mm2 由VCS1230.45103bh0(20.6p)式中p及h0用支座截面和跨中截面的平均值 跨中截面：P100100支座截面：P100100平均值：P3.190.726835.81801191.41608.43.19

h0=1191.4mm 0.72

h0=1247.75mm fcu.ksvfsv设计箍筋，1801247.751.962.5

21191.41247.751219.58mm

h02箍筋间距sv计算为： Sv1230.2102226(20.6p)2fcu.kASvfsvbh02249.762226 111.10.210(20.61.96)30100.61951801219.58249.762

=354.4mm 构造要求Sv≤h/2=650mm

≤400mm 取Sv250mm sv100.61802500.2200svmin0.18%

从梁段至距支座中线h=1300mm范围内，箍筋间距为100mm。

箍筋配量为：5.弯起筋及斜筋设计

选2Ф22作为架立筋，设置弯起筋及斜筋区段长度为5211mm。第一排弯起钢筋提供2Ф32，Asb1=1608.4mm2 Vsb1=166.51KN Asb1VSb10.75103单位：mm fsdsin3166.510.75103280sin4501121.5mm

2所提供的2Ф32满足要求。

尺寸单位：mm, 剪力单位：KN l011300(3524l01650(3524/

34.5223534.534.52)1137mm

34.5)573.75mm 第二排弯起钢筋提供2Ф32，Asb2=1608.4mmVsb2=148.73KN Asb2VSb20.751032 fsdsin334.5234.52148.730.75103280sin4501001.75mm2

所提供的2Ф32满足要求。

l121300(3524l12'650(352435234.534.52)1102.5mm)573.75mm第三排弯起钢筋提供2Ф32，Asb2=1608.4mmVsb3=108.48KN Asb3VSb30.75103fsdsin334.5234.52108.480.75103280sin450730.65mm

2所提供的2Ф32满足要求。

l231300(3524l23'650(352435334.534.52)1068mm)573.75mm

第四排弯起钢筋提供2Ф16，Asb4=402.2mm2 Vsb4=69.49KN Asb4VSb40.75103fsdsin324269.490.75103280sin450468.04mm

2所提供的2Ф16不满足要求，另选用2Ф22作为斜筋Asb4=760.2mm2可以满足要求

l341300(352435434.52

242)1044mm

第五排弯起钢筋提供2Ф16，Asb4=402.2mmVsb5=31.38KN Asb5VSb50.75103fsdsin318218231.380.75103280sin450211.35mm2

所提供的2Ф16满足要求。

l451300(3524l45'650(352435434.5182)1050mm)582mm

l0511371102.51068104410505401.5mm5211mm

不需要第六排弯起钢筋。

6.检查各排弯起钢筋的弯起点是否符合构造要求 支点中心截面处（0），判断真假T形

fcdbfhf13.816001202649.6KNfsdAs2801608.4450.35KN //为假T形面。

由fcdbfxfsdAs 求x(bbf)。xfsdAsfcdbf/'/2801608.413.8160020.4mmhf120mm

'bh00.561247.75698.74mm

由 Mdufcdbx(h0)/2 求Mdu(bbf)

20.42xMduo13.8160020.4(1247.75)

=557.43KNm>Md00

尺寸单位：mm, 弯矩单位：KN.m 1截面处，由Mx0Mdmax(12'4aL22)求作用效应

Md1'2100(149.219.52)230.24KNmMdu0557.43KNm

1截面满足构造要求

'

1截面处：判断真假T形

fcdbfhf13.816001202649.6KNfsdAs2801608.42900.7KN //假T形截面

由fcdbxfsdAs 求x(bbf)

/xfsdAsfcdbf/2801608.4213.8160040.8mmhf120mm

'

xbh00.561230.5689.08mm 由 Mdufcdbx(h0x2 求Mdu1(bbf)

40.82)/Mdu113.8160040.8(1230.5)1901.1KNm

Md12100(148.619.522)466.2KNm

1截面满足构造要求 2截面处：M''d22100(14819.522)686.2KNmM'du2Mdu11090.1KNm

2'截面满足构造要求 2截面处：判断真假T形

假T形截面

xfsdAsfcdbf/2801608.4313.8160061.2mmhf120mm

'

xbh00.561213.25679.42mm

Mdu213.8160061.2(1213.2561.22)1598.1KNm

Md247.52100(1219.52)85K7N.4m

2截面满足构造要求

3截面处： 'Md3'2100(146.919.522)1048.3KNm

Md'u3'Mdu21598.K1Nm

3截面满足构造要求。

3截面处：判断真假T形 fcdbfhf13.816001202649.6KNfsdAs2801608.441801.4KN //假T形截面

xfsdAsfcdbf/2801608.4413.8160081.6mmhf120mm

'

xbh00.561960669.76mm

Mdu313.8160081.6(119681.62)2081.4KNm

Md346.42100(1219.52)119K5N.2m

3截面满足构造要求。

5截面处：Md5'2100(1'44.819.522)1591KNm

Mdu5'Mdu32081.4KNm

5截面处满足构造要求。'五）全梁承载力复核

全梁承载力满足要求，不需要复核。六）水平纵向防裂筋设计 选108作为防裂钢筋 七）主梁跨中挠度验算

1、计算截面几何特性 开裂截面换算截面惯性矩

单位：mm

x2bxEsAS(h0x)122'fIcrbfx'32bfx3'3EsAS(h0x)

2160086.693326.676835.8(1191.486.69)

84559.910mm

全截面换算截面面积

A0bh(bfb)hf(Es1)AS

1801300(1600180)120(6.671)6835.8 443159mm

2''全截面对上边缘的静距

Soabhh2(bb)h'f'fhf2'(Es1)ASh0

180130022(1600180)1202(6.671)6835.81191.4

208.5106mm3 全截面换算截面重心至受压边缘的距离

y'oSoaAo208.5104431596470.5mm

全截面换算截面重心至受拉边缘的距离

'1300470.5

y0hyo82m9m.5

单位：mm 全截面换算截面惯性矩

I0bfyo12''3bfyo(''yo2')2(bf'b)(yo123'hf)'3(bf''b)(yo'3''h)f'(yo'hf)2'2

(Es1)AS(h0y)'o2by012by0(y02)2bfyo3(bfb)(yohf)3''3

 by033'2(Es1)AS(h0yo)

1600470.533(1600180)(470.5120)333180829.533(6.671)6835.8

(1191.4470.5)

895.5610mm 84全截面换算截面重心轴以上部分面积对重心轴的面积矩

Sobyo'22(bfb)hf(yo2'''hf2')

1802470.5(1600180)120120(470.52)89.8710mm

63全截面换算截面对受拉边缘弹性抵抗矩

W0I0y0895.5610829.581.0810mm

832.计算构件刚度 全截面抗弯刚度：

开裂截面抗弯刚度：

荷载短期效应组合：MsMGK0.7MQIK1MQK

1011.5 751.197

5000.

1170KNm

8开裂弯矩：McrftkW01.662.011.0810360.4KNm

其中2S0W0289.97101.0810861.66 BB0McrMcrB01BMsMscr2552.31021222

212360.4360.42552.3101121***.710122

173610Nmm

3.荷载短期效应作用下跨中挠度

fs5MsL48B251170101950048173610126226.7mm

长期挠度：ftfs1.626.742.72mm



设预拱度

MQIKMGK0.50.7MQK152fL

48B1011.56{5000.50.775}1051.1921.619500 124817361030.48mm

L160019500160012.2mm

消除自重影响后的长期挠度

fLQ548MsMGKBL

1.65481170500106173610L6001219500

224.5mm1950060032.5mm

计算挠度满足要求。

八)主梁裂缝宽度验算

荷载短期效应组合：

Ms1170KNm

MQIK0.4[MQ1荷载长期效应组合：

M1MGKK ]

5000.4

870KNm

C11.0

1011.5[1.19 75]C210.5M1Ms10.587011701.37

C31.0

Asbh06835.81801191.43.19%2%

取0.02

Ms0.87Ash02

11700.876835.81191.42165.1MPa

d83221683221630.22mm

WfkC1C2C3Es(301.3d0.2810165.12105)

11.371(301.330.220.28100.02)

0.16mm0.2mm

主梁裂缝宽度未超规定最大裂缝宽度。

附：真T形截面开裂截面换算截面惯性矩：

Icrbx3bx()122x2(bfb)hf12''3(bb)h('f'fxhf2')EsAS(h0x)

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