兰州交通大学毕业设计（论文）
第四章 轨道板的配筋 第一节 轨道板配筋的计算
对于轨道板的配筋计算，本文采用结构设计原理中的容许应力法及静力平衡的方法及相应的原则来配筋。并且认为在钢筋混凝土结构中受拉区只有钢筋承受拉应力，认为钢筋和混凝土的弹性模量在加载过程中不会发生变化。
据混凝土设计原理A得到的C50混凝土和精轧螺纹预应力筋及普通筋HRB335的参数为：fsd= 280 N/mm2 ，fcd= 22.4 N/mm2 ，fpd= 650 N/mm2 ，fpk=540 N/mm2 。
第二节 轨道板设计荷载弯矩值的确定
可以将轨道板的设计弯矩值近似的等于有限元软件ANSYS模型模拟轨道板计算得到的弯矩值加上温度梯度引起的弯矩。
轨道板X轴的弯矩：
Mx?Mcux?MQ?2.498?106?9.15?106?11.648?106 N·mm 轨道板Y轴的弯矩：
My?Mcuy?MQ?9.549?106?9.15?106?18.699?106 N·mm
第三节 轨道板纵向配筋计算
一、 轨道板采用的混凝土及钢筋
轨道板采用C50高强混凝土，采用精轧螺纹钢筋配置轨道板的预应力筋，非预应力筋采用HRB335配筋。
二、 轨道板预应力筋的配筋
已知：
fsd= 280 N/mm2 ，fcd= 22.4 N/mm2 ，fpd= 650 N/mm2 ，fpk=540 N/mm2 ；
假设 as=60mm，c=40mm 则
h0?h?as?190–60=130mm 取 x??b?h0?0.518?130=67.34 mm 取 ?con?0.8，fpk?0.8?540?432N/mm2
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?1?30%??con?30%?132?12.96 N/mm2 ep?h/2?as= 190/2-60=35 mm
A?Ax= 2500?190 = 475000 mm2
2 Ix?bh3/12?（h-x）?Ax=3.294?109 mm4
W?Wx?Ix/(h/2)?34.67?106 mm3
轨道板的纵向预应力钢筋应力应满足：
MsW Npe?1ep0.85(?)AW 式中 Npe—使用阶段预应力钢筋永存应力的合力；
Ms—按作用（或荷载）短期效应组合计算的弯矩值； A、W—构件混凝土全截面和对抗裂边缘的弹性抵抗矩；
ep—预应力钢筋的合力作用点至混凝土截面重心轴的距离。 求得 Npe?0.127?106 N 取 Npe=0.127?106
所需要的预应力钢筋截面面积如下： Apx?Npe?con??1
求得 Apx= 419.98 mm2 取预应力筋的直径d=18 mm ，则钢筋的根数为 n?Apx??d2/4= 2
为了安全考虑，预留足够的应力，选取n = 4
则 Apx= 4???d2/4 = ??182 = 1018 mm2
预应力筋的布置方式为：混凝土两侧边到预应力筋的最小净间距为405mm ，预应力筋之间的净间距分别为400mm，818mm 。
三、 纵向非预应力筋的配筋
由 fsd?As?fpd?A?AP?fcd?b?x34
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式中 fsd—普通钢筋HRB335抗拉强度设计值； As—受拉钢筋面积；
fpd—精轧螺纹钢筋的抗拉强度标准值； Ap—预应力钢筋截面面积； fcd—C50混凝土强度设计值。
2得 As?11104.8mm
则 AS/2?11104.8/2?5552.4mm2
查表，选取HRB335筋为15?22 ，取两侧的保护层厚度为40mm，则钢筋间的净间距为：s=(2500-40?2-15?12)/14=149.3mm。并且要求轨道板截面对称配筋，所以轨道板采用双筋，上下层的配筋方式相同。
四、 配置箍筋
箍筋按构造要求配置，即应满足最大间距及最小直径的构造要求：
查表知，150＜h＜300，所以选取箍筋最大间距为150mm，h＜800，所以箍筋选择最小直径d?6mm。
第四节 轨道板横向配筋计算
一、 轨道板采用的混凝土及钢筋
轨道板采用C50高强混凝土，采用精轧螺纹钢筋配置轨道板的预应力筋，非预应力筋采用HRB335配筋。
二、 轨道板横向预应力筋的配筋
查表知：fsd=280 N/mm2，fcd=22.4 N/mm2 ，fpd=650 N/mm2 ，fpk= 540 N/mm2 ；
假设as=60 mm，c=40mm
则 h0?h?as=190-60=130 mm 取 ?con?0.8fpk?0.8?540 = 432 N/mm2
取 x??b?h0=0.518?130 = 67.34 mm
?1= 30%??con=30%?432 =129.6 N/mm2
ep?h/2?as=190/2-60=35mm A?Ay=5350?190=1016500mm2
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Iy?bh3/12?(h?x)2?Ay?7.049?109 mm4
W?Wy?Ix/(h/2)=74.2?106 mm3
轨道板的横向预应力钢筋应力应满足：
MsW Npe? 1ep0.85(?)AW求得 Npe?0.2037?106 N 取 Npe=0.2037?106 N 所需要的预应力钢筋截面面积如下： Apx?Npe?con??1
式中 Npe—使用阶段预应力钢筋永存应力的合力；
Ms—按作用（或荷载）短期效应组合计算的弯矩值； A、W—构件混凝土全截面和对抗裂边缘的弹性抵抗矩；
ep—预应力钢筋的合力作用点至混凝土截面重心轴的距离。 得 Apx=673.61 mm2 ，
取预应力筋的直径d=18 mm，则钢筋的根数为 n?Apx??d2/4= 2.647
为了安全考虑，预留足够的应力，选取 n=12
则 Apy?12???d2/4=3???182 =3053.7 mm2
预应力筋的布置方式为：混凝土两侧边到预应力筋的最小净间距为37mm ，预应力筋之间的净间距为：s =（5350-37?2-12?18）/11=460mm。
三、 轨道板横向非预应力筋的配筋
由公式 fsd?As?fpdA?Ap?fcd?b?x式中 fsd—普通钢筋HRB335抗拉强度设计值； As—受拉钢筋面积；
fpd—精轧螺纹钢筋的抗拉强度标准值； Ap—预应力钢筋截面面积；
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fcd—C50混凝土强度设计值。 得 As=11927.9 mm2
则 As/2=11927.9/2=5963.95 mm2 ，查表，选取HRB335筋为24Φ18，取两侧保护层厚度为44 mm，则钢筋间的净间距为:s=（5350-44?2- 24?18）/23=210mm。 并且要求轨道板截面对称配筋，所以轨道板采用双筋，上下层的配筋方式相同。
四、 配置箍筋
箍筋按构造要求配置，即应满足最大间距及最小直径的构造要求：
查表知，150＜h＜300，所以选取箍筋最大间距为150mm，h＜800，所以箍筋选择最小直径d=6 mm。
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