1、一. 目錄 二.任務書結構設計原理課程設計設計任務書(鋼筋混凝土簡支T梁主梁設計)1. 設計資料橋梁跨徑標準跨徑：16.00m；主梁全長：15.96m；計算跨徑：15.60m；設計荷載恒載產生的彎矩：686.64kN·m汽車荷載產生的彎矩：435.60 kN·m（已計入沖擊系數） 356.60 kN·m（未計入沖擊系數）人群荷載產生的彎矩： 94.33 kN·m支點計算剪力：401.11 kN·m跨中計算剪力：101.55 kN·m材料要求1）梁體采用C25混凝土，抗壓設計強度；2）主筋采用HRB400鋼筋，抗拉設計強度。（注： 鋼筋

2、均采用焊接骨架； 每個同學按要求選擇相應序號數據進行設計計算； 箍筋采用R235級鋼筋，彎起鋼筋和斜筋采用與主筋相同等級的鋼筋。 主梁橫斷面圖2、設計計算內容1) 正截面強度設計與驗算2) 斜截面強度設計與驗算3) 用C語言或FORTRAN9O編寫程序對手算結果進行驗算（包括正截面的截面設計與強度復核，斜截面的截面設計中的箍筋的計算）4) 主梁裂縫寬度驗算5) 主梁撓度驗算。6) 繪制配筋圖一張，并計算鋼筋與混凝土數量。3、應提交的成果1) 設計計算書一份2) 源程序一份（還包括數據的輸入以及結果的輸出，打印一份，電子版一份,獨立完成，不得與他人雷同）3) 配筋圖一張（3號圖紙，可手繪也可用C

3、AD繪圖，必須獨立完成，不得與他人雷同）三.結構設計原理課程設計指導書1、目的1、本課程是一門理論性與實踐性都較強的專業基礎課，同時也是一門結構設計技術課程，涉及的知識面廣。在學習過程中，要熟練運用基礎理論知識，還須綜合考慮材料、施工、經濟、構造細節等各方面的因素，通過課程設計環節，鍛煉培養解決實際工程問題的能力。 2、提高計算、繪圖、使用規范手冊和編寫技術文件、計算機語言應用等基本技能，使學生了解結構設計的主要內容和要求； 3、掌握設計原則、設計方法、步驟； 4、樹立正確的設計思想以及嚴謹負責、實事求是、刻苦鉆研、勇于創新的作風。 2、設計步驟1、熟悉設計任務書，根據老師所給的題目，清楚自己

4、應該設計的內容2、進行荷載的效應組合（包括承載能力極限狀態的基本組合和正常使用階段的長期組合及短期組合）3、進行正截面承載力計算（計算縱向受力鋼筋的數量）4、進行正截面承載力的復核5、進行斜截面承載力的計算（包括箍筋和彎起鋼筋的數量計算）6、進行斜截面承載力的復核 （1）斜截面的抗彎承載力復核（抵抗彎矩圖的繪制） （2）斜截面的抗剪載力復核7、正常使用階段的驗算 （1）最大裂縫寬度的驗算 （2）撓度驗算（包括預拱度的設置）8、編寫程序對正截面以及斜截面的箍筋計算的手算結果進行驗算（程序框圖見附件）3、繪圖 繪制結構施工圖，以及抵抗彎矩圖，均應按規范要求繪制。4、編寫計算書 設計計算書主要內容：

5、1、 目錄2、 任務書3、 指導書4、 設計資料5、 小結、體會5、設計目標和要求 1、整個設計應在指導教師的指導下獨立完成，不得抄襲或請他人代做； 2、設計計算書除應包括設計所必要的過程、設計方法和必要的分析、結論外，還應文理通順，字跡工整； 3、設計過程中，要勤學苦練，廣泛查閱資料文獻、規范手冊，注意鍛煉自己的獨立分析問題和解決問題的能力； 4、繪制的施工圖符合標準要求，布局合理，內容全面、正確； 5、嚴格紀律。 6、成績評定方法 根據學習態度及出勤情況，按進度完成任務情況，計算書及圖紙質量，質疑情況，按百分制評定成績。四.計算書第一章 設計資料橋梁跨徑標準跨徑：16.00m；主梁全長：1

6、5.96m；計算跨徑：15.60m；設計荷載恒載產生的彎矩：686.64kN·m汽車荷載產生的彎矩：435.60 kN·m（已計入沖擊系數） 356.60 kN·m（未計入沖擊系數）人群荷載產生的彎矩： 94.33 kN·m支點計算剪力：401.11 kN·m跨中計算剪力：101.55 kN·m材料要求1）梁體采用C25混凝土，抗壓設計強度；2）主筋采用HRB400鋼筋，抗拉設計強度。第二章 作用效應組合設計值2.1用于承載能力極限狀態計算的作用效應組合設計值跨中截面彎矩組合設計值，其他各截面彎矩可近似按拋物線變化計算。支點截面剪力組

7、合設計值，跨中截面剪力組合設計值，其他截面可近似按直線變化計算。2用于正常使用極限狀態計算的作用效用組合設計值（梁跨中截面）恒載標準值產生的彎矩不計沖擊力的汽車荷載標準值產生的彎矩 人群荷載標準值產生的彎矩值為 荷載短期效應組合彎矩計算值荷載長期效應組合彎矩計算值第三章 進行正截面承載力計算與驗算3.1截面設計由設計資料查附表得，彎矩計算值3.1.1、計算T形截面梁受壓翼板的有效寬度：圖2 跨中截面尺寸圖（尺寸單位：mm）為了便于計算，將實際T型截面換算成圖2所示的計算截面 其余尺寸不變，故有： （1） (為主梁計算跨徑)（2）（3）（等于相鄰兩梁軸線間的距離）取上述三個數據中最小的值，故取3

8、.1.2、因采用的是焊接鋼筋骨架，設鋼筋重心至梁底的距離，則梁的有效高度即可得到，。3.1.3、判斷T形梁截面類型由判斷為類T形截面，3.1.4、受壓區高度可由式（3-41）即得到整理后，可得到 適合3.1.5、主筋面積計算將各已知值及代入式（3-40），即，求出 根據以下原則：a、選用鋼筋的總面積應盡量接近計算所需的鋼筋；b、梁內主筋直徑不宜小于10mm，也不能大于40mm，一般為1232mm，本設計采用RHB400:28mm和25mm兩種鋼筋搭配，選用632+416，截面面積為4677mm2；鋼筋疊高層數為4層，c、受拉鋼筋的布置在滿足凈保護層的條件下，應盡量靠近截面的下邊緣，鋼筋的凈距和

9、疊高都滿足構造要求。故混凝土厚度取及附表1-8中規定的30mm，鋼筋間橫向凈距滿足構造要求。總的鋼筋截面面積為6615.8+2490.9=4677mm2,接近，滿足要求，鋼筋布置圖見圖3圖3鋼筋布置圖3.2、截面復核已設計的受拉鋼筋中628的截面面積為615.8*63695mm2，225的截面面積為2*490.9982mm2，。由圖3鋼筋布置圖可求得，即則有效高度 、由式（3-46）計算 ，故為第一類T形截面、受壓高度由式（3-40），求得、正截面抗彎承載力由式（3-41），求得正截面抗彎承載力又，故截面復核滿足要求。第四章 斜截面承載力的計算與驗算4.1、檢查截面尺寸根據構造要求，梁最底層鋼

10、筋228通過支座截面，支座截面有效高度截面尺寸符合設計要求判斷依據：檢查截面尺寸（由抗剪上限值控制），要求（式中為支點剪力組合設計值，為支點截面有效高度），否則修改尺寸。（式中為支點剪力組合設計值，為支點截面有效高度），否則修改尺寸。4.2、檢查是否需要設置腹筋（1）跨中段截面（2）支座截面因，故可在梁跨中的某長度范圍內按構造配置鋼筋，其余區段可應按計算配置腹筋。判斷依據：檢查是否需要設置腹筋（1）若，則不必按計算設置腹筋，只需要按構造要求配鋼筋（R235鋼筋時，HRB335鋼筋時，）（2）若，需要進行腹筋設計4.3、剪力圖分配計算步驟：（1）繪制剪力沿跨徑變化的圖；（2）求出按構造配置鋼筋的

11、長度l；（3）由剪力包絡圖求出距支座中心線h/2處的計算剪力，其中由混凝土箍筋承擔的剪力為，由彎起鋼筋承擔的剪力為。計算：在圖4所示的剪力包絡圖中，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要求布置鋼筋。同時根據公路橋規規定，在支座中心線向跨徑長度方向不小于1倍梁高范圍內，鋼筋的間距最大為100mm。 圖4.計算剪力分配圖 距支座中心線的h/2處的計算剪力值（V）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；應由彎起鋼筋（包括斜筋）承擔的剪力計算值最多為，設置彎起鋼筋區段長度為3519mm。4.4、箍筋計算計

12、算依據：常用箍筋直徑應不小于8mm，且不小于1/4主筋直徑和股數，再按下式計算箍筋間距：（mm）式中：距支座中心h/2處截面上的計算剪力值（KN） P斜截面內縱向受拉鋼筋的配筋率，,當時，取；異號彎矩影響系數。計算簡支梁和連續梁近邊支點梁段的抗剪承載力時，；計算連續梁和懸臂梁近中支點梁段的抗剪承載力時，受壓翼緣的影響系數。；通過斜截面受壓區頂端截面上的有效高度，自縱向受拉鋼筋合力點到受壓邊緣的距離（mm）；斜截面受壓端正截面上的有效高度，自縱向受拉鋼筋合力點到受壓邊緣的距離 （mm）；混凝土強度等級（Mpa）；箍筋的抗拉強度設計值（Mpa），取值不宜大于280Mpa。計算：采用直徑為8mm的雙

13、肢箍筋，箍筋截面積在等截面鋼筋混凝土簡支梁中，箍筋盡量做到等距離布置。為計算簡便按式(4-5)設計箍筋時，式中的斜截面內縱筋配筋百分率p及斜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，計算如下：跨中截面 ，取，支點截面 ，則平均值分別為，箍筋間距為= 281mm 確定箍筋間距的設計值尚應考慮公路橋規的構造要求。 若箍筋間距計算值取及400mm，是滿足規范要求的，但采用8雙肢箍筋，箍筋配筋率（R235鋼筋時），滿足規范規定。 綜合上述計算，在支座中心向跨徑長度方向的1300mm范圍內，設計箍筋間距，爾后至跨中截面統一的箍筋間距取。4.5、彎起（斜筋）計算計算步驟：（1）第一道斜筋按設計計

14、算 （mm2）式中：為所需的第一道彎筋面積（2）計算i點截面處的剪力（如圖4所示）。對于第二道斜筋，由此可求得 ，同樣按照上述方法確定由主筋彎起還是需另加斜筋。直到i點在c點之右為止，從而得到全部斜筋按斜截面抗剪確定的初彎起位置。（3）按同時滿足梁跨間隔正截面和斜截面的抗彎要求確定彎起鋼筋的最終彎起點的位置。計算：設焊接鋼筋骨架的架立鋼筋（HRB400）為12，鋼筋重心至梁受壓翼板上邊緣距離。彎起鋼筋的彎起角度為45°，彎起鋼筋末端與架立鋼筋焊接。為了得到每對彎起鋼筋分配的剪力，由各排彎起鋼筋的末端折點應落在前一排彎起鋼筋的構造規定來得到各排彎起鋼筋的彎起點計算位置，首先要計算彎起鋼

15、筋上、下彎點之間垂直距離 見圖5現擬彎起N1N5鋼筋，將計算的各排彎起鋼筋彎起點截面的以及至支座中心距離、分配的剪力計算值、所需的彎起鋼筋面積列入表1中。現將表1中有關計算如下：根據公路橋規規定，簡支梁的第一排彎起鋼筋（對支座而言）的末端彎起點應位于支座中心截面處。這時，為表1彎起鋼筋計算表彎起點1234hi(mm)1151111911011091距支座中心距離xi（mm）1151227033714462分配的計算剪力值Vsbi（KN）162.17139.0887.5136.78需要的彎筋面積Asbi（mm2）927795500211可提供的彎筋面積Asbi（mm2）1232（228）1232

16、（228）603（216）982(225)彎筋與梁軸交點到支座中心距離x'c(mm)583173428603668彎筋的彎起角為45°，則第一排彎筋（2N3）的彎起點1距支座中心距離為1151mm。彎筋與梁縱軸線交點1距支座中心距離為對于第二排彎起鋼筋，可得到彎起鋼筋（2N2）的彎起點2距支點中心距離為分配給第二排彎起鋼筋的計算剪力值，由比例關系計算可得到： 得 其中，；設置彎起鋼筋區段長為3519mm。所需要提供的彎起鋼筋截面積（）為、繪制彎矩包絡圖 包絡圖是在荷載作用下沿跨徑變化最大彎矩圖。嚴格的繪制方法應按梁上各截面的彎矩影響線布置荷載而求得。但一般中小橋可根據？求得的

17、跨中彎矩近似按拋物線規律求出梁上其他位置的值，再連成圓順的曲線，即得彎矩包絡圖，簡支梁彎矩包絡圖拋物線公式近似為：式中：從跨中算起，即跨中縱坐標為0，支點縱坐標；（圖5）計算如下：先按拋物線公式近似求出控制截面的彎矩值。已知，配置跨中截面鋼筋，具體尺寸見圖6（跨中處）：通過以上五個控制截面，就可以把他們連接成一光滑的曲線。所得到的圖7（a、b）的彎矩包絡圖。、繪制承載能力圖承載能力圖就是沿梁長各截面所能承受的最大彎矩圖。他是根據沿跨徑各截面的主筋所能承受的最大彎矩繪制的。計算如下：跨中截面尺寸及配筋見圖6(1)跨中截面：配有632+616共6對鋼筋鋼筋中心至梁底緣的距離 （翼緣平均厚度）故按類

18、截面計算從上述計算可知確實屬于類截面。故有： （2）彎起或截斷一對216鋼筋后：鋼筋中心至梁底緣的距離 （翼緣平均厚度）故按類截面計算從上述計算可知確實屬于類截面。故有：（3）彎起或截斷兩對416鋼筋后：解得 （4）彎起或截斷三對616鋼筋后：解得 （5）彎起或截斷四對616+232鋼筋后：解得 （6）彎起或截斷五對616+432鋼筋后：解得 由以上所求得的承載力值就可做出承載能力圖根據按抗剪要求，現求得斜筋位置分別為93cm、182 cm、268 cm、345 cm、441 cm（均系距支點的距離）。假設全部利用主筋彎起，且認為彎起鋼筋的面積均能滿足計算的要求，（若不能滿足，則需另加斜筋）這

19、樣就可得到如圖7（a）的承載力圖，即ABCDEFGHIJKL所連成的折線。在繪制承載力圖時，一般認為彎筋進入受壓后不能承受彎矩，在受拉區承受的彎矩是直線變化的，并假設中和軸近似取在梁高一半處，則得到圖7（a）的BC、DE、FG、HI、JK等斜線。4.6、斜截面的抗剪強度復核（1）確定驗算斜截面的具體位置a、距支點中心h/2；b、起彎點截面及受拉鋼筋不受力處的截面；c、箍筋數量發生變化處的截面；d、梁肋寬度改變處截面。（2）計算截面的抗剪承載能力式中要求： 預應力提高系數。對鋼筋混凝土受彎構件，；斜截面內縱向受拉鋼筋的配筋率，當時，取箍筋配筋率，見式（4-2）箍筋的抗拉強度設計值（Mpa），取值

20、不宜大于280Mpa；普通彎起鋼筋的抗拉強度設計值（Mpa）；普通彎起鋼筋與構件縱向軸線的夾角；驗算斜截面受壓區頂端正截面上的腹板厚度（mm）；驗算斜截面受壓端正截面上的有效高度，自縱向受拉鋼筋合力點到受壓邊緣的距離（mm）；斜截面所穿過的，在一個彎起鋼筋平面內的彎起鋼筋總截面面積（mm2），其他符號同前；撓度和裂縫寬度驗算1、裂縫寬度驗算（1）帶肋鋼筋系數=1.0、荷載短期效應組合彎矩計算值荷載長期效應組合彎矩計算值系數系數：非板式受彎構件=1.0（2）鋼筋應力（3）換算直徑的計算因為，受拉區采用不同的鋼筋直徑對于焊接鋼筋骨架，式中的或應乘以1.3的系數即（4）縱向受拉鋼筋配筋率所以取=0.0