《桥梁工程》课程设计解析(5)

1970-01-01 08:00

1

跨 中 mc?0.653 0.500 6.125 3.0 12

③内力组合

按《公桥规》4.1.6条,公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时可按如下组合极限设计:

n?m?基本组合:?0Sud??0???GiSGiK??Q1SQ1K??C??QjSQlK?

j?2?i?1?安全等级为二级?0?1.0;按表4.6.1?Gi?1.2;?Q1?1.4;?Qj?1.4;

?c?0.80。

按《公桥规》4.1.7条,公路按正常使用极限状态设计时,采用一下两种组合:

1、 作用短期效应组合

mnSSd???GiK???1jSQjK

i?1j?12、 Sld作用长期效应组合

mn???GiK???2jSQjK

i?1j?1各系数的意义详见《公桥规》4.1.6条及4.1.7条。 将各个数代入公式,列表计算荷载组合如下: 弯矩作用组合: 1号梁 弯矩组合 1/8跨度处 1/4跨度处 3/8跨度处 1/2跨度处

剪力作用组合: 1号梁 剪力组合 支座处 跨 中 恒载剪力汽车荷载剪人群荷载剪(KN) 力(KN) 力(KN) 256 0 231 135 31 12 基本组合短期效应组长期效应组(KN) 合(KN) 合(KN) 664.9 202.6 420.5 90.1 344.7 49.4 恒载弯矩值汽车荷载弯人群荷载弯(KNm) 矩值(KNm) 矩值(KNm) 686 1176 1470 1569 639 1095 1369 1460 64 110 138 147 基本组合(KNm) 1790 3068.6 3835.7 4091.4 作用短期效作用长期应组合效应组合(KNm) (KNm) 1119.9 1919.8 2399.7 2559.7 922.99 1582.3 1977.8 2109.7 注:作用短期效应和作用长期效应组合时汽车荷载不计冲击力,可由计入冲击力时的设计值

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1

除以(1+?)即可(?=0.211)。

二、 截面设计 1、抗弯纵筋设计

根据《公预规》4.2.2条,bf'?2.0m;翼缘板宽度hf'?0.125m。

?22.4MPa,ftd?1.83MPa;据

据《公预规》表3.1.4,C50混凝土fcd表3.2.3-1,HRB335钢筋的fsd护层厚度取30 mm。

假设as?fsd'?280MPa;据表9.1.1,环境为I混凝土保

?120mm,h0?h?as?1500?120?1380mm。

当受压区高度x?hf'?0.125m时

x??fcdbfx?h0??2??'?0125??22.4?2000?125??1380??2??

?1.0?106?7378KNm?Mud?4091.4KNm说明可按第一类T梁进行配筋设计。

x??由《公预规》公式5.2.2-1的变形公式?0Md?fcdbfx?h0??得

2??'x?67.85mm,取x?68mm。

代入公式fcdbf'x?fsdAs求得

As?10550mm2,钢筋选用10φ36和2φ32 ,

As?10?1018.00?2?804.20?11788.4mm2

代入fcdbf'x?fsdAs得x?73.7mm。

采用多层焊接骨架钢筋形式,焊缝宽度为2.5mm,由此可计算

22

1

as?10180??30?36?2.5?2.5?2??1608.4??30?36?5?2.5?5.5?32?11788.4?143mm

h0?h?as?1500?143?1357mm

代入下式:

x??Mu?fcdbf'x?h0??2??73.7???6?22.4?2000?73.7??1357??10 ?2???4359KNm??0Mud?4091.4KNm满足跨中抗弯设计要求。 跨中纵筋配筋率:??As11788.4??4.34%,P?100??4.34 bh200?1357穿过支座的纵筋不少于总纵筋的20%,因此必须有4条φ36穿过支座。对于支座处:

2.5as?30?36??67.25mm

2h0?h?as?1500?67.25?1432.75mm

1018?4?1.42%,P?100??1.42 支座处纵向配筋率:??200?1432.751357?1432.75?1394.9mm 平均有效高度:

2平均纵向配筋率:

?4.34?1.42??2?2.88

?45?1.83?(100?280)?0.29%

(45ftd)(100fsd)符合《公预规》9.1.12条对纵筋配筋率的要求。 2、 抗剪斜截面设计

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1

0.51fcu,kbh0?0.51?50?200?1357?10?3 ?959.55KN??0Vd?664.9KN符合主梁抗剪截面的要求。

由剪力包络图得剪力方程:

664.9?202.6Vx?664.9?x?664.9?37.739x

24.52距支座0.5H处剪力值:

1.5Vd?664.9?37.739??636.6KN

2'混凝土和箍筋承担的剪力:Vcs?0.6?636.6?382.0KN

在剪力包络图中作水平线V=382.0KN,水平线以上的剪力由弯起钢筋承担,需要设置弯起钢筋的范围:

664.9?382.0lsb??12.25?7.496m

664.9?202.6箍筋采用双肢形式,直径为φ10,单根截面积为78.54mm。 平均纵向配筋率:3.25?22.50,代入下式时取2.50,

Sv?0.242(2?0.6P)fcu,kAsvfsvbh02(0.6?0Vd')20.242?(2?0.6?2.50)?50?(78.54?2)?280?0.2?1.3932?(0.6?1.0?636.6)2?0.552m取箍筋间距为150mm,配筋率为:

Asv78.54?2?sv???0.524%?0.12%

Svb150?200箍筋配置完全符合《公预规》9.3.13条的要求。

在支座到跨度为H处的梁段由于剪力较大,为加强主梁抗剪能力,箍筋间距取100mm。

斜筋设计

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1

第一排斜筋,在距支座0.5H处:

Vsb1?Vd'?Vcs?636.6?382.0?254.6KN,

Vsb1254.6?103Asb1???1715mm2

0.75fsdsin?s0.75?280?sin45设置两根φ36的斜筋,

Asb1?2036mm2,斜筋水平投影长度

3636????1500??30?10??2.5???30?36?2?2.5?2???1314.5mm22????2.5?1432.75mm。 。有效高度h0?1500?30?36?2此截面纵筋面积为As抗弯承载力设计值: 由fcdbf'?1018?4?4072mm2

x?fsdAs,得x?25.5mm;

'x??Mu?fcdbfx?h0??2??25.5???6 ?22.4?2000?25.5??1432.75??10?2???1622.2KNm第二排弯起钢筋

Vd2?664.9?37.739x?664.9?37.739?1.276?616.7KN Vsb2?Vd2?Vcs?616.7?382.0?234.7KN

Asb2Vsb2234.7?103???1581mm2 0.75fsdsin?s0.75?280?sin45?2036mm2,斜筋水平投影长度

1314.5mm。有效

弯起两根φ36的纵筋,Asb12.5?1432.75mm。 高度h0?1500?30?36?2此截面纵筋面积为As?1257?4?5028mm2

?1622.2KNm

25

抗弯承载力设计值同上,即Mu


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