空心板設計計算

1、課 程 設 計 報 告系 別： 建筑科學與工程學院土木工程 指導教師： 樊華老師 專業(yè)班級： 土交1002班 學生姓名： 戴美榮(101502203) （課程設計時間：2012年 12 月 24 日2010年 12 月 28 日）鋼筋混凝土基本構件設計理論課程設計任務書一、目的要求在學習橋梁工程之前，必須掌握混凝土基本構件設計理論，它是一門專業(yè)基礎課，而且是進行橋梁設計時不可缺少的工具，必須能熟練進行鋼筋混凝土構件的設計與計算。為了達到這一要求，特安排鋼筋混凝土基本構件的課程設計，目的在于使同學能正確運用混凝土基本構件設計理論中的理論知識，通過系統(tǒng)地解決橋梁結構中鋼筋混凝土空心板梁的設計計算，

2、進一步牢固掌握鋼筋混凝土受彎構件設計方法，以便為以后普通鋼筋混凝土橋梁設計打下可靠的基礎。二、設計題目鋼筋混凝土簡支空心板橋空心板設計。三、設計資料環(huán)境條件：I類環(huán)境條件結構安全等級：二級。1.某公路鋼筋混凝土簡支空心板橋空心板設計結構尺寸。 標準跨徑：13.00m；計算跨徑：12.640m；空心板全長：12.96m；2.計算內力（1）使用階段的內力13m板3號板彎矩M（KN.m）剪力V(KN)1/4截面1/2截面支點截面1/2截面1結構自重282.12389.50123.1602汽車荷載254.30338.82128.2455.883人群荷載35.8841.1716.565.01（表中汽車荷

3、載內力已計入汽車沖擊系數(shù)）（2）施工階段的內力簡支空心板在吊裝時，其吊點設在距梁端a=500mm處， 13m空心板自重在跨中截面的彎矩標準值Mk，1/2=190.42kNm，吊點的剪力標準值V0=71.98kN。3.材料主筋用HRB335級鋼筋fsd280N/mm2；fsk335N/mm2；Es2.0105N/mm2。箍筋用R235級鋼筋fsd195N/mm2；fsk235N/mm2；Es2.1105N/mm2?；炷翉姸鹊燃墳镃30fcd13.8N/mm2；fck20.1N/mm2；ftd1.39N/mm2；ftk2.01N/mm2；Ec3.00104N/mm2。四、設計內容1、 進行荷載組

4、合，確定計算彎矩，計算剪力2、 采用承載能力極限狀態(tài)計算正截面縱向主鋼筋數(shù)量3、 進行斜截面抗剪承載力計算4、 全梁承載力校核5、 短暫狀況下應力計算6、 進行正常使用極限狀態(tài)的變形及裂縫寬度驗算；7、 繪制鋼筋配筋圖8、 工程數(shù)量表的繪制五、提交成果和設計要求1、設計計算說明書（手寫稿和打印稿并提供電子版，打印稿采用A4紙，采用統(tǒng)一打印封面左側裝訂。.計算書要程序分明，文字通順，書寫工整，引出資料來源）；2、空心板的配筋圖（A3，圖面整潔、緊湊，符合工程制圖要求）；3、設計時間一周；4、按老師規(guī)定題目計算，不得自行更改題目?；炷粱緲嫾O計理論課程設計指導書課程設計的內容為裝配式鋼筋混凝土

5、空心板設計計算，具體內容有：（一）結構主要尺寸的估算（二）板與梁的設計計算1根據(jù)題目所規(guī)定的設計活荷載，用影響線計算出跨中和L/4截面處的彎矩，跨中和支點處的剪力，并據(jù)此繪出彎矩和剪力包絡圖。按極限狀態(tài)法計算時，要按荷載的分項安全系數(shù)進行荷載組合，求得控制截面的設計荷載效應Md和Qd。2設計跨中截面鋼筋按極限狀態(tài)計算正截面強度時，首先注意材料的強度值的取用，彎矩與剪力的單位取值要與之一致，按T梁截面的受壓區(qū)翼緣的計算寬度，進行鑒別T形梁的計算類型，并進行設計，同時對設計好的T形梁進行正截面強度復核。3抗剪配筋計算按極限狀態(tài)法計算時，進行斜截面的抗剪鋼筋設計，最大設計剪力Vd，要取用距支座中心h

6、/2處的數(shù)值，其中混凝土與箍筋共同承擔至少60%，彎起鋼筋承擔不超過40%，腹筋設計好后要進行斜截面抗剪強度和抗彎強度驗算。4繪制主梁配筋布置圖按極限狀態(tài)設計時，要進行全梁承載能力校核，詳見教材有關內容規(guī)定。5裂縫寬度驗算：要求在計算荷載作用下，驗算主梁跨中截面處的裂縫寬度，wfk必須小于規(guī)范中的容許值。6撓度驗算：計算由設計荷載產生的撓度不得大于規(guī)范規(guī)定值。7作一根主梁的材料用量表，計算各種編號、鋼筋的總用量，以及混凝土用量。8將以上設計計算的成果，繪制成空心板縱橫斷面的配筋圖作施工用，圖中還列有鋼筋和混凝土的用量表，各編號鋼筋的大樣圖。9整理計算說明書。計算書要求程序分明，列出算式，說明引

7、用規(guī)范與資料來源，文字要通順，書寫清晰。鋼筋混凝土簡支空心板設計1、計算內力設計值承載能力極限狀態(tài)設計時作用效應的基本組合跨中截面： 1/4跨截面：支點截面：正常使用極限狀態(tài)設計時作用效應組合2、截面轉化將空心板截面換算成等效的工字形截面的方法，先根據(jù)面積、慣性矩不變的原則，將空心板圓孔折算成的矩形孔，則有 按面積相等 = 按慣性矩相等 解得 在圓孔的形心位置和空心板截面寬度、高度都保持不變的條件下，可得等效的工字形截面尺寸：上翼板厚度 下翼板厚度 腹板厚度 3、跨中截面的縱向受拉鋼筋的計算1）T形截面梁受壓翼板的有效寬度簡支梁計算跨徑的1/3 相鄰兩梁的平均間距 T形截面梁的受壓翼板有效寬度

8、為以上三者中最小值，故取受壓翼板的有效寬度2）跨中截面配筋計算及截面復核（1）截面設計判定T形截面類型：設，則截面有效高度則 鋼筋間橫向凈距為及 滿足要求（2）截面復核由圖示配筋可計算得取，則實際有效高度 判定T形截面類型由于 又故截面復核滿足要求。4、腹筋設計1）截面尺寸檢查，驗算上下限 表明截面尺寸滿足要求，但應配置彎起（斜）鋼筋和箍筋2）計算剪力分配圖繪剪力包絡圖，如圖所示，支點處剪力計算值，跨中處剪力計算值。的截面距跨中截面的距離可由剪力包絡圖按比例求得，為在長度內可按構造布置要求箍筋。同時，根據(jù)公路橋規(guī)規(guī)定，在支座中心線向跨徑長度方向不小于1倍的梁高h=550mm范圍內，箍筋的間距最

9、大為100mm。距支座中心線為h/2處的計算剪力值由剪力包絡圖按比例求得，為其中應由混凝土和箍筋承擔的剪力計算值至少為；應由彎起（斜）鋼筋承擔的剪力計算值為，設置彎起鋼筋區(qū)段長度為。3)箍筋設計采用直徑的雙肢箍筋，箍筋截面積跨中截面 2.5,取，箍筋間距為=293.92mm考慮箍筋間距的設計值尚應考慮公路橋規(guī)的構造要求。若箍筋間距計算值1/2h=275mm及400mm是滿足規(guī)范要求的。但采用直徑的雙肢箍筋，箍筋配筋率，故不滿足規(guī)范規(guī)定?，F(xiàn)取=100mm計算的箍筋配筋率，且小于1/2h=275mm及400mm。綜上述計算，箍筋統(tǒng)一間距取=100mm。4）彎起鋼筋及斜筋設計設焊接鋼筋骨架的架立鋼筋

10、(HRB335)為鋼筋重心至梁受壓翼板上邊緣距離，混凝土保護層厚度為(1)計算第一排彎起鋼筋時，取用距支座中心處，應由彎起（斜）鋼筋承擔的那部分剪力設計值，即故加焊斜筋3，供給面積(2)計算第二排彎起鋼筋時，取用第一排彎起（斜 ）鋼筋起彎點處，應由彎起（斜）鋼筋承擔的那部分剪力設計值此時第一排彎起鋼筋起彎點距支點水平投影長為，計算如下可求得由縱筋彎起3，供給面積(3)同樣方法計算第三排彎起鋼筋 加焊斜筋3，供給面積(4)同樣方法計算第四排彎起鋼筋 加焊斜筋3，供給面積(5)同樣方法計算第五排彎起鋼筋 加焊斜筋3，供給面積(6)同樣方法計算第六排彎起鋼筋 加焊斜筋3，供給面積(7)同樣方法計算第

11、七排彎起鋼筋 加焊斜筋3，供給面積(8)同樣方法計算第八排彎起鋼筋 加焊斜筋3，供給面積（9）同樣的方法計算第九排彎起鋼筋 （10）同樣方法算第十排彎起因，表明彎起鋼筋已經將需要彎起鋼筋的區(qū)域覆蓋，故不再需要彎起（斜）鋼筋。5、全梁承載力校核計算出鋼筋彎起后相應各正截面抗彎承載力，如下表所示：梁區(qū)段截面鋼筋有效高度T形截面類型受壓區(qū)高度X(mm)抗彎承載力支座中心彎起點499第二類168.32905.56彎起點梁跨中499第二類225.911040.62作出梁的抵抗彎矩圖和彎矩包絡圖：由圖可知，所有正截面承載力能夠滿足要求，且有一定富余。, 解得：x=1824mm彎起鋼筋充分利用點橫坐標，而彎起點橫坐標，說明彎起點位于充分利用點左邊，且，滿足要求。6、斜截面抗剪承載力的復核1）距支座中心處為處斜截面抗剪承載力復核（1）選定斜截面頂端位置距支座中心處為處截面橫坐標為，正截面有效高度，現(xiàn)取斜截面投影長度，則可得選擇的斜截面頂端位置A，其橫坐標為（2）斜截面抗剪承載力復核A處正截面上的剪力及相應的彎矩計算如下A處正截面有效高度，則實際廣義剪跨比m及斜截面投影長度c分別為 則要復核的截面如，斜角斜截面內縱向收拉主筋，相應的主筋配筋率2.5，故取P=3.00箍筋的配箍率（取為，0.0018與斜截面相交的彎起鋼筋有325，斜筋斜截面抗剪承載力為 2）箍筋