结构设计原理课程设计

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1、已知钢筋混凝土简支梁全长L=19.96，计算跨径L=19.50m。T形截面梁的尺寸如图（a）所示，桥梁处于I类环境条件，安全等级为二级，=1。梁体采用C30混凝土，轴心抗压强度设计值=13.8MPa，轴心抗拉强度设计值=1.39MPa。主筋采用HRB335钢筋，抗拉强度设计值=280MPa；箍筋采用R235钢筋，直径8mm，抗拉强度设计值=195MPa。(a)一、T形梁正截面设计解：由已知条件知：=13.8MPa，=1.39MPa，=280MPa，=0.56，=1。跨中截面计算弯矩：结构重力弯矩：汽车荷载弯矩：人群荷载弯矩：极限承载力的计算：弯矩计算值：M==2026.34为了便于

2、进行计算，将图（a）的实际T形截面换成图（a—1）所示的计算截面，，其余尺寸不变。(a—1)1）截面尺寸设计（1）因采用焊接钢筋骨架，故设，则截面有效高度。（2）判定T形截面类型：故属于第一类T形截面。（3）求受压区高度由公式，可得到（4）求受拉钢筋面积将各已知值及x=81mm代入式，可得到现选择钢筋为632+620，截面面积为6710。钢筋叠高层数为6层，布置如图（a—2）（a—2）钢筋混凝土保护层取35mm>d=32mm及附表1-8中规定的30mm，　钢筋间横向净距=200-235-235.8=58mm>40及1.25d=1.2532=40mm。故满足构造要求。2）截面复核已设

3、计的受拉钢筋中632+620的面积为6710，。由图（a—2）钢筋布置图可求得，即则实际有效高度。（1）判定T形截面类型由式计算，则由于，故为第一类T形截面。（2）求受压区高度x由式，求得x，即。（3）正截面抗弯承载力由式，求得正截面抗弯承载力为：又，故截面复核满足要求。二、T形梁斜截面设计解:由已知条件知：梁体：C30混凝土，；主筋：HRB335钢筋，；箍筋：R235钢筋，直径8mm，。简支梁控制截面的弯矩组合设计值和剪力组合设计值为：跨中截面1/4跨截面支点截面支点截面计算剪力结构重力剪力：汽车荷载剪力：人群荷载剪力：极限剪力计算：1）腹筋设计（1）截面尺寸检查根据构造要求，梁

4、最低层钢筋232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钢筋跨中段截面=165.97kN支座截面=683.01kN因,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(图b)在图b所示的包络图中，支点处剪力计算值，跨中处的剪力计算值。的截面距跨中截面的距离可由剪力包络图按比例求得，为在长度内可按构造要求布置箍筋。同时，根据《公路桥规》规定，在支座中心线向跨径长度方向不小于1倍梁高h=1300范围内，箍筋的间距最大为100mm。距支座中心线为h/2处的计算剪力值（）由剪力包络图按比例求得，为其中应由混

5、凝土和箍筋承担的剪力计算值至少为;应由弯起钢筋承担的剪力知识值最多为，设置弯起钢筋区段长度为4404mm（图b）。（4）箍筋设计采用直径为8mm的双肢箍筋，箍筋截面积在等截面钢筋混凝土简支梁中，箍筋尽量做到等间距布置。为计算简便，在箍筋设计时，斜截面内纵筋配筋率p及截面有效高度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，，支点截面，则平均值分别为箍筋间距为确定箍筋间距的设计值时尚应考虑《公路桥规》的构造要求。现取，计算的箍筋配筋率，且小于和400mm，满足规范要求。因此，在支座中心向跨径长度方向的1300mm范围内，设计箍筋间距；尔后至跨中截面统一的箍筋间距取。（5

6、）弯起钢筋及斜筋设计设焊接钢筋骨架的架立筋（HRB335）22,钢筋重心至受压翼板上边缘距离。弯起钢筋的弯起角度为，弯起钢筋末端与架立钢筋焊接。首先，要计算弯起钢筋上、下弯点之间垂直距离。现拟弯起N1～N3钢筋，将计算的各排弯起钢筋弯起点截面的以及至支座中心距离、分配的剪力计算值、所需的弯起钢筋面积列入表1—1中。弯起钢筋计算表表1—1弯起点12345（mm）11251090106710441021距支座中心距离（mm）11252215328243265347分配的计算剪力值（kN）176.44157.41113.7470.99需要的弯筋面积（）11881060766478可提供的

7、弯起面积（）16081068628628弯筋与梁轴交点到支座中心距离564169027793846根据《公路桥规》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。这时，为弯筋的弯起角为，则第一排弯筋（2N3）的弯起点1距支座中心距离为1125mm。弯筋与梁纵筋轴线交点距支座中心距离为。对于第二排弯起钢筋，可得到弯起钢筋（2N2）的弯起点2距支点中心距离。分配给第二排弯起钢筋的计算剪力值，由比例关系计算可得到：其中，；；设置弯起钢筋区段长为4