青岛理工大学毕业设计(论文)
长度上的计算的总重力的10%计算,但公路一级汽车荷载的制动力标准值不得小于165KN。同向行驶的双车道的汽车荷载制动力标准值为 一个设计车道的两倍。制动力的着力点在桥面以上1.2m处。
最不利加载长度取30+40m,即边跨、中跨加载。
车道荷载标准值为Pk= 320(40m计算跨径插值得),qk=10.5KN/m。 一个设计车道上车道荷载产生的制动力T=(70×10.5+320)×10%=105.5KN<165KN,取为165KN。
两个车道T=2×165=330KN,移到支座处产生的力矩为990KN.M。 因为该桥为双支座设计,且同号墩截面刚度相同平均分配。 每个墩顶的受力为,FX=165KN,MY=495 KN.M
(3)荷载组合为:1.0×上部传力+1.0墩身自重+1.0×制动力 底端截面内力计算,MIDAS分析得:
单元 1 7 荷载 clCB1 cLCB1 轴向(kN) -5886.5 -5856.4 弯矩-y (kN*m) 2838.61 2597.99 弯矩-z (kN*m) 2034.79 2036.04 表7-2 墩底截面内力表
7.2.3配筋计算
墩柱为双向偏心受压构件,计算依JTGD62-2004,5.3受压构件的计算规定,以及附录C。
先按单向偏心受压构件计算,然后根据JTG D62-2004 5.3.12进行另一偏心方向的正截面承载能力校核。
单向偏心采取试算法,先假定ξ,然后查表C.0.2得A、B、C、D,代入公式
再将ρ带入公式5.3.9-1,得轴向力。
将此轴向力与实际作用的轴向力相比较,如果偏差在2%以内,则该ξ、ρ即为所求者。若不符合条件,则需另加设ξ重复上面的步骤。
校核时,先假定ξ,根据
,
求得偏心距,拿此e0和实际的偏心距比较,若误差在2%以内,则该ξ即为
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所求者。后根据JTG D62-2004 5.3.9-1求得正截面承载力。 (1) 1#墩
L0/2r=4.9956>4.4,应该考虑纵向弯曲对偏心距的影响。
取rs=0.9r=0.54m,则截面的有效高度为h0=r+rs=0.6+0.54=1.14m。 Ⅰ、偏心方向1: 偏心距e0=M/N=0.482m。
混凝土采用c30,fcd=13.8MP,主筋fsd=280MP。 根据规范5.3.10
,
=1.04214. 所以
=0.50。
由JTG D62-2004, C.0.2-2,求配筋率根据JTG D62-2004,5.3.9-1,得下表:
ξ 0.47 0.48 0.49 0.5 0.51 0.52 0.53 A 1.0799 1.111 1.1422 1.1735 1.2049 1.2364 1.268 B 0.6061 0.6136 0.6206 0.6271 0.6331 0.6386 0.6473 C -0.1429 -0.0954 -0.0478 0 0.048 0.0963 0.145 D ρ -0.008254 -0.008138 -0.007991 -0.0078 -0.007598 -0.007346 -0.007284 Nu1(kn) 相差百分比 1.9084 1.9075 1.9053 1.9018 1.8971 1.8909 1.8834 5483.84 6.84081779 5597.70 4.90654785 5712.95 2.94871166 5829.95 0.9612114 5949.18 1.06433067 6071.13 3.13595416 6192.96 5.20568871 表7-3 1#墩柱配筋试算表
显然,当ξ=0.5时,承载力相差小于2%。
此时ρ=-0.0078,由规范9.1.12规定最小配筋率为0.5%, As=0.005×3.14×600^2=5654 MM^2。 根据承载能力复合试算,
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配24二级钢直径25mm,此时钢筋截面积为 12272.5
MM^2,配筋率为1.0417%,0.5 %<1.0851% < 5 %,满足要求。 承载能力复核,仍采用试算法。 公式参见JTG D62-2004,C.0.2-1,根据JTG D62-2004,5.3.9-1,
`ξ 0.48 0.49 0.5 0.51 0.52 0.53 0.54 A 1.111 1.1422 1.1735 1.2049 1.2364 1.268 1.2996 B 0.6136 0.6206 0.6271 0.6331 0.6386 0.6473 0.6483 C -0.0954 -0.0478 0 0.048 0.0963 0.145 0.1941 D 1.9075 1.9053 1.9018 1.8971 1.8909 1.8834 1.8744
偏心距 0.545825 0.5292022 0.51331 0.49809 0.48344 0.4710285 0.4557964 相差百分比 8.61 5.30 2.14 0.89 3.80 6.27 9.30 Nu 5415.10 5622.17 5829.95 6038.45 6247.77 6458.03 6668.72 表7-4 1#墩柱承载能力复核表
当截面相对受压区高度为0.51时比较接近。 在弯矩作用平面内的承载力:
=6038.45 KN>5886 KN满足要求。
Ⅱ、进行另一偏方向的正截面受压承载能力验算: 公式参见JTG D62-2004,C.0.2-1,根据JTG D62-2004,5.3.9-1,
`ξ 0.58 0.59 0.6 0.61 0.62 0.63 A 1.4269 1.4589 1.4908 1.5228 1.5548 1.5868 B 0.6651 0.6635 0.6651 0.6661 0.6666 0.6666 C 0.396 0.4485 0.5021 0.5571 0.6139 0.6734 第38页
D 1.8226 1.8052 1.7856 1.7636 1.7387 1.7103 偏心距 0.4066825 0.3933654 0.3817746 0.3703155 0.358989 0.3477115 相差百分比 11.12 7.48 4.31 1.18 1.91 4.99 Nu 7521.99 7738.39 7955.50 8174.63 8395.74 8619.79 青岛理工大学毕业设计(论文)
0.85 2.2749 0.5414 1.8413 0.9886 0.1650475 54.90 13315.73 表7-5 1#墩柱另一方向承载能力复核表
显然`ξ=0.61,偏心距最为接近,此时Nu=8174KN >5886 KN。 构造上,规范D62-2004,9.6 柱墩台桩基的构造规定: 竖向钢筋之间的净距为14cm,大于5,小于35cm。
箍筋间距不得大于15倍的主筋直径(15×25=375mm),且不大于0.8倍的圆直径96cm,且不大于40cm,最大箍筋间距为37.5cm。 (2) 2#墩
取rs=0.9r=0.54m,则截面的有效高度为h0=r+rs=0.6+0.54=1.14m。 Ⅰ、偏心方向1: 偏心距e0=M/N=0.443m。
由JTG D62-2004,C.0.2-2,求配筋率根据JTG D62-2004,5.3.9-1,得下表:
ξ 0.46 0.47 0.48 0.49 0.5 0.51 0.52 A 1.049 1.0799 1.111 1.1422 1.1735 1.2049 1.2364 B 0.5982 0.6061 0.6136 0.6206 0.6271 0.6331 0.6386 C -0.1903 -0.1429 -0.0954 -0.0478 0 0.048 0.0963 D 1.9081 1.9084 1.9075 1.9053 1.9018 1.8971 1.8909 ρ -0.011163 -0.011185 -0.011189 -0.011172 -0.0111 -0.011065 -0.010973 Nu1(kn) 相差百分比
5425.56 7.35680672 5526.06 5.64072986 5627.05 3.91623764 5728.28 2.1877288 5829.95 0.4516768 5932.41 1.2978521 6035.92 3.06527981 表7-6 2#墩柱配筋试算表
显然,当ξ=0.5时,承载力相差小于2%。
此时ρ=-0.0078,由规范9.1.12规定最小配筋率为0.5%, As=0.005×3.14×600^2=5654 MM^2。 根据承载能力复合试算,
配20二级钢直径25mm,此时钢筋截面积为 9818 MM^2,配筋率为0.868%,0.5 %<0.868% < 5 %,满足要求。
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承载能力复核,仍采用试算法。 公式参见JTG D62-2004,C.0.2-1,根据JTG D62-2004,5.3.9-1,
`ξ 0.5 0.51 0.52 0.53 0.54 0.55 0.56 A 1.1735 1.2049 1.2364 1.268 1.2996 1.3314 1.3632 B 0.6271 0.6331 0.6386 0.6473 0.6483 0.6523 0.6559 C 0 0.048 0.0963 0.145 0.1941 0.2436 0.2937 D
偏心距 相差百分比 7.0237672 Nu 5829.948 1.9018 0.4747741 1.8971 0.4617779 1.8909 0.4492003 1.8834 0.43873 4.0941684 6027.94544 1.2589292 6226.70219 1.100856 6426.3058 1.8744 0.4253009 1.8639 0.4137813 1.8519 0.4026211 4.1285004 6626.25935 6.725236 6827.55655 9.2409865 7029.37879 表7-7 2#墩柱承载能力复核表
当截面相对受压区高度为0.53时比较接近。 在弯矩作用平面内的承载力:
=6426.3058 KN>5886 KN满足要求。
Ⅱ、进行另一偏方向的正截面受压承载能力验算: 依据JTG D62-2004,C.0.2-1,根据JTG D62-2004,5.3.9-1,
`ξ 0.59 0.6 0.61 0.62 0.63 0.85 0.87 A 1.4589 1.4908 1.5228 1.5548 1.5868 2.2749 2.3342 B 0.6635 0.6651 0.6661 0.6666 0.6666 0.5414 0.5191 C 0.4485 0.5021 0.5571 0.6139 0.6734 1.8413 1.9149 第40页
D 1.8052 1.7856 1.7636 1.7387 1.7103 0.9886 0.9397 偏心距 0.3705055 相差百分比 6.571005 Nu 7738.38821 0.3602339 3.61652142 7955.49553 0.3500485 0.68682898 8174.63098 0.339963 2.214215 8395.735 0.3299107 5.10555809 8619.79288 0.161152 53.6467664 13315.7324 13690.839 0.1500433 56.8420134