1、鋼筋混凝土結構課程設計2013年12月專業班級:姓名學號:指導教師:設計任務書一、設計題目：鋼筋混凝土三跨連續T形梁結構設計設計時間:2013年12月23日一12月29日二、設計資料1.橋梁截面，跨徑及橋寬結構形式：三跨連續T形梁計算跨徑：m=20.6m橋面凈空：9 m2 設計荷載公路-I級，米用車道荷載，不計人群荷載等荷載橫向分布系數m=0.63 材料混凝土：主梁用 C40 混凝土， 橋面鋪裝統一采用 9cm 厚細石砼與 2cm 厚瀝 青砼組合，容重為 25kN/m 3，23kN/m 3，普通鋼筋：采用 HRB335 級和 R235 級鋼筋；4材料性能參數：（1）混凝土強度等級為 C40 ，

2、主要強度指標：強度標準值： fck=26.8 MPa ，f tk =2.4 MPa強度設計值： fcd=18.4 MPa ，ftd=1.65 MPa彈性模量 ：Ec=3.25 X104 MPa2）普通鋼筋a. 縱向抗拉及構造普通鋼筋采用 HRB335，其強度指標抗拉強度指標： fsk=335 MPa抗拉強度設計值： fsd=280 MPa彈性模量： Es =2.0 X105 MPab. 采用的 R235 鋼筋，其強度指標抗拉強度指標： fsk=235MPa抗拉強度設計值： fsd=195 MPa彈性模量： Es =2.1 X105 MPa5 設計依據（1）交通部頒公路橋涵設計通用規范 JTG

3、D60 2004 簡稱“規范”；（2）交通部頒公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范JTG D622004 簡稱“公預規 ”；（3）房屋建筑制圖統一標準。三、設計要求1 、結構計算書（詳盡的計算過程， A4 打印）2 、手繪結構圖， 2 號圖紙 1 張，包括如下內容 （1）主梁全梁縱向配筋圖；（2）彎矩包絡圖與抵抗彎矩圖（可取對稱結構）；（3）剪力包絡圖與計算剪力分配圖；（4）截面配筋圖。設計計算書一、擬定截面尺寸、荷載計算橋體采用5片并列同等型號T型梁，假定邊板截面形狀和大小均與中板相同。T型梁具體尺寸如下圖所示:1600 (1580)1300200單位：mm按圖式尺寸計算出梁的橫截面積及

4、加鋪層橫截面積:2梁的橫截面積s=0.428 m，2細石混凝土加鋪層 3=0.144 m ，_ 2瀝青混凝土面層 S2 =0.032 m，_ 2自重產生的均布荷載：g= i S=25kN/m3X0.428 m + 23kN/m 3 x( 0.144+0.032)2m = 14.748kN/m,根據公路橋規的規定和計算跨徑用線性內插法求得車道集中荷載標準值Pk=242.4kN ，車道均布荷載標準值qk=10.5kN/m，車道均布荷載：q=0.6q k=0.6車道集中荷載：P=0.6P k=0.610.5 kN/m =6.3kN/m242.4kN=145.4kN,、作彎矩圖、剪力圖I、彎矩包絡圖1

5、、作出恒載作用下的彎矩圖;A 1/4L1/2L3/4L B3/2LC123r »4將第一跨等分為四份D625.87D156.5恒載作用下的彎矩圖（單位：KN -m）117.3430.3469.469.4625.8g=14.748KN/m2、作出各跨分別承受活載時的彎矩圖均布活載:q=6.3KN/m178.2集中活載:206.1245.1117.0-66.844均布活載作用在第一跨的彎矩圖（單位:kN m)均布活載作用在第三跨的彎矩圖（單位:kN m)P=145.4KN299.5集中活載作用在第一跨中點的彎矩圖（單位：kN m）P=145.4KN524.2集中活載作用在第二跨中點的彎矩

6、圖（單位：kN m）wen23.1j18718.737.4 56274.9P=145.4KN299.5112.3A77fwe集中活載作用在第三跨中點的彎矩圖（單位：kN m）3、將梁的左半部分分為 4等分，將每個等分點截面上的恒載彎矩值與所有活載正彎矩組合 疊加，或所有活載負彎矩組合疊加，即得各截面的最大（小）彎矩值。各點的最大最小彎矩 值計算如下：M min1 =1.2*430.3-1.4*(33.4+56.2)=390.92M min2 =1.2*469.4-1.4*(66.8+112.3)=312.54M min3 =1.2*117.3-1.4*(100.3+168.5)=-235.56

7、M minB =1.2*(-625.8)-1.4*(178.2+133.7+299.5+224.6)=-1921.36M min4 =1.2*156.5-1.4*(66.8+66.8+112.3+112.3)=-313.68M max1 =1.2*430.3+1.4*(206.1 + 11.1+299.5+18.7)=1265.92M max2 =1.2*469.4+1.4*(245.1+22.3+599+37.4)=1828.6M max3 =1.2*117.3+1.4*(117+33.4+149.8+56.2)=639.72M maXB =1.2*(-625.8)+1.4*(44.6+74

8、.9)=-583.66M max4 =1.2*156.5+1.4*(200+524.2)=1201.681921.364313.681201.68583.66639.72 931.5312.54235.56390.924、將各截面的最大彎矩值和最小彎矩值在同一圖中，按同一比例用豎標表示。并分別以曲 線相連，即得彎矩包絡圖。jF*1570.54/1265.921828.60彎矩包絡圖（單位：kN m）U、剪力包絡圖1、作出恒載作用下的剪力圖;151.9182.32、作均布活載作用下A、B支座截面的剪力為最大的剪力圖均布活載作用在第一跨的剪力圖（單位：KN）2.273.5 q=6.3KN/m2.2

9、車f ¥10.810.856.2均布活載載作在第三跨時的剪力圖圖單位:：kKN）3、作集中活載作用下A、B支座截面的剪力為最大的剪力圖P=145.4KN58.218.287.287.218.23.63.6集中活載作用在第一跨時的彎矩圖（單位：KN）10.9P=145.4KN72.710.972.710.910.972.7集中活載作用在第二跨時的剪力圖（單位：KN）P=145.4KN3.63.687.218.218.258.258.2集中活載作用在第三跨時的剪力圖（單位:KN)4、將恒載作用下的剪力值與各支座處的最大（最小）剪力值組合疊加就得到各支座截面最大（最小）剪力值，各截面的最大

10、最小剪力計算如下:0121.441.2121.51.46.510.90eilluB 宕1.2-182.31.473.56.587.210.9-468.1nun4 £1.2151.91.410.818.200141.68V _. _ ,1.2-151.91.464.910.872.718.2-415.521.2182.31.42.23.600210.641.2121.51.456.22.258.23.6314.08V-1.2-182.31.42.23.600-210.64Vd十rEL&SJr S.1.2151.91.410.864.918.272.7415.52v 亠1.2-1

11、51.91.410.818.200-141.681.2182.31.46.573.510.987.2468.1按同一比例用豎標表示。 并分別以直468.1將各截面的最大剪力值和最小剪力值在同一圖中, 線相連，即得剪力包絡圖。314.1415.5121.4210.6rr51.8141.7468.1136.9 “O'6141.7415.5A/J剪力包絡圖（單位：KN ）從彎矩包絡圖 中可知抗彎最不利截面為 1/4L-1/2L 間的某截面、L處、3/2L處，其中 第一個最不利截面的彎矩值與 1/2L處截面的彎矩值相差不大，可以把 1/2L作為第一個最 不利截面。進行抗彎縱筋設計時把這三個截面

12、分別作為控制截面進行設計。從剪力包絡圖中可知抗剪的最不利截面為 支座A處、支座B左和支座B右處截面。進 行抗剪腹筋設計時把這三個截面作為控制截面進行設計。三、抗彎控制截面的抗彎縱筋設計第一跨1/2L處I、截面設計1、T形截面受壓翼板有效寬度 bfhf100 1402120mmbf1 1 20600 6867mm3bf22000mmbf3b 2bh 12hf200 2 0 12 120 1640mm故取有效寬度bf =1640mm2、判定T形截面類型采用焊接鋼筋骨架可設 as =30+0.07h=30+0.07 x1300=121mm有效高度：h0 =1300-12 仁 1179mm5 hf(h

13、o號)=18.4 X1640 X120 1179-120/2)=4052.03 kN m >M (=1828.60kN m)故屬于第一類T形截面。3、求受壓區高度X由式 °Md M u fcdbfX(h°-)得，6X1828.60 X10 =18.4 X1640x(1179-),2整理得：X -2358 X+121195.7=0 ,I解得：x=52.6mm< hf (=120mm)將x=52.6代入fcdb'fXfsd As，得受拉鋼筋面積AsfcdbfX18.4 1640 52-65669mm2fsd2802選擇832鋼筋As =6434 mm，布置為

14、4層鋼筋，每層2根。保護層厚度取35mm>32mm(鋼筋直徑)，則鋼筋橫向凈距：Sn =200-(2 X35)-(2 x35.8=58.4>40mm及1.25 X32=40mm ，故此配置滿足構造要求。n、截面復核as 35 2 35.8 106.6mm實際有效高度：ho 1300 106.6 1193.4mm1判定T形截面類型fcdbf hf 18.4 1640 120N mm 3.62kN mfsdAs 280 6434 1.802kN m可知fcdbfhffsdAs，故為第一類T形截面2求受壓區高度x由 fcdbfxfsdAs得f sd AsXf cdb f280 64341

15、8.4 164059.7mm hf120mm3 正截面抗彎承載力xMufcdbf Xh°218.4 1640 59.71193.459.722096kN m 1828.60kN m抗彎承載力滿足要求。配筋率6434200 1193.42.700min0.200故截面復核滿足要求。第一跨L處（L處承受負彎矩，按矩形截面計算）I、截面設計1、假設as =110mm ，則截面的有效高度 h0=13OO-11O=119Omm2、判斷是否采用雙筋截面2fcdbh0b(10.5 b)18.4 200 11902 0.56 (10.5 0.56)2101.18kN ?m1921.36kN?m故應采

16、用單筋截面3、求受壓區高度:x2)，由式 °Md M fcdbf x(h°0.5x)得,61921.36 x10 =18.4 X200x(1190-2整理得： x -2380 x+1044217.4=0解得：x=580.18mm<bh° (=0.56*1190=666.4mm)4、受拉鋼筋面積將各將各已知值帶入fcd bfx fsdA，得受拉鋼筋面積As 3f sd18.4* 200* 580.1827625.22mm280選擇鋼筋為21032鋼筋As -8042.5 mm，布置為5層鋼筋，每層2根。保護層厚度取35mm>d (=32mm )及30mm

17、，則鋼筋橫向凈距：Sn =200- (2 X35 )(2 X35.8 ) =58.4>40mm 及1.25 X32=40mm ，故此配置滿足構造要求。H、截面復核1、as 35 2.5 35.8 124.5mm實際有效高度： h0 =1300-124.5=1175.5mm求受壓區高度 x280* 8042.5 x18.4* 200由 fcdb xfsdAs 得612mmbh0( 0.56 1175.5mm 658.28mm)正截面抗彎承載力Mufcd bx ho18.4* 200* 612*(1175.5 0.5* 612)1958kN m 1921.36kN m抗彎承載力滿足要求。配筋

18、率bAt8042.5200 1175.53.4%min(0.2%)，故截面復合滿足要求3第二跨3l處T形截面有效寬度bfhf120mm1bf1 20600 6867mm3bf2 2000mmbf3b 2bh 12hf 200 2 0 12 120 1640mm故取有效寬度 bf=1640mm2、判定T形截面類型采用焊接鋼筋骨架可設 as =30+0.07h=30+0.07X1300=121mm有效高度：h0 =1300-12 仁1179mm1 1fcdbf hf(h0hf)=18.4 X 1640 X 120 X ( 1179-120/2) =4052.03 kN m >M(=1201.

19、68 kNm )故屬于第一類T形截面。3、求受壓區高度由式0M dMuxfcdbfX(h。才得,1201.68 x106=18.4 X1640x(1179-2整理得：X -2358 X +79644.75=0解得：x=34.3mm< hf(=120mm)將x=34.3mm 代入fcdbf Xfsd As，得受拉鋼筋面積fcdbf xf sd18.4 1640 34.328023697 mm2Sn =200- (2 X35 ) - (2 X35.8 )選擇632鋼筋As =4826 mm，布置為3層鋼筋，每層2根。保護層厚度取35mm>d ( =32mm )，則鋼筋橫向凈距:=58.

20、4mm>40mm及1.25 X32=40mm ，故此配置滿足構造要求。n、截面復核as 35 1.5 35.8 88.7mm實際有效高度：ho=1300-88.7=1211.3mm1判定T形截面類型fcdbf hf18.4 1640 120 3.62kN mfsdAs 280 4826 1.35kN m可知fcdbfhffsdAs，故為第一類T形截面2、求受壓區高度 x由 fcdbfxfsdAs得x280 482618.4 164044.8mm hf'( 120mm)3、正截面抗彎承載力x44 8Mufcdbf x ho18.4 1640 44.8 1211.31607.3kN

21、m 1201.68kN m2 2抗彎承載力滿足要求。配筋率bh°4826200 1211.31.99%min(0.2%)，故截面復合滿足要求截面縱筋設計綜合表:截面位置根數與直徑層數帶肋外徑保護層厚度配筋面積有效高度0.5L832435.83564341193.41.0L10 32535.83580421175.51.5L632335.83548261211.3四、腹筋設計10至 L處21、截面尺寸檢查根據構造要求，梁最底層鋼筋232通過支座截面，支點截面有效高度為：35.8ho 1300351247.1mm2支座截面抗剪承載力：(0.51 103)jfU?bh0 (0.51 10

22、3h；40 200 1247.1 804.5kN r0Vd ( 314.1kN)截面尺寸符合要求。2、檢查是否需要根據計算配置箍筋:支點處：0.5 10 3 ftdbh00.5 10 3 1.65 200 1247.1 205.8kN第一跨 1l處：(0.5 10 3)ftdbh0(0.5 10 3) 1.65 200 1193.4 196.9kN則有 °Vd/2( 51.8kN)(0.5 103)ftdbg°Vd,0( 314.1kN),故可在梁跨中的某長度范圍內按構造配置箍筋，其余區段應按計算配置腹筋。3、計算剪力圖分配支點處： VoVd,o 314.1kN1 ,第一跨

23、L 處：V1/20V1/2 51.8kN2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h=1300mm 范圍內，箍筋的間距最大為100mm。距支座中心線h/2處的計算剪力值由剪力包絡圖按比例求得，為:V°lh(V。Vi®l297.6kN314.1 20600 1300 (314.1 51.85)20600其中混凝土和鋼筋承擔的剪力計算值至少0.6V' 178.6kN ；彎起鋼筋承擔的剪力計算值至多0.4V' 119.0kN，根據比例可求得彎起鋼筋區段長度為：4672mm由以上數據作出剪力分配圖如下所示:8.54671.95628.1103004

24、、箍筋設計采用8mm雙肢箍，箍筋截面積：Asv門代2 50.3 100.6mm26434跨中截面受拉鋼筋配箍率：R/2100 200 1193.4 27 彳5,取皿彳5支座截面 受拉鋼筋配箍率：Po 0.64跨中處有效高度：ho 1193.4mm支座處有效高度：h01247.1mm平均值:2.5 0.64211934 1247.121220.3mm由公式得箍筋間距 Sv為:Sv12 3 (0.56 10 6)(2 0.6p) fcuMsvfsvbh；'2(V )1.02 1.12 (0.56 10 6) (2 0.6 1.57).40 100.6 195 200 1220.32297.

25、62=831.7mm取Sv2501h(650mm)及400mm配筋率:SVAsvbSv100.6200 2500.2000 0.18 °。 滿足要求綜上可知，在支座中心向跨徑長度方向的1300mm 內取Sv=100mm ，爾后至第一跨0.5L處截面統一的箍筋間距取Sv 250mm5、彎起鋼筋及斜筋的設計設焊接鋼筋骨架的架立鋼筋（HRB335 ）為222 , a$ 56mm彎起鋼筋彎起角度為45 ,彎起鋼筋末端與架立鋼筋焊接。為得到每對彎起鋼筋分配的剪力，由各排彎起鋼筋的末端轉折點應落在前一排彎起鋼筋彎起點的構造規定來得到各排彎起鋼筋的彎起點計算位置，首先要計算彎起鋼筋上、下彎起點之間

26、的垂直距離hi。現擬彎起N1N5鋼筋，將計算的各排彎起鋼筋彎起點截面的hi以及距中心支座距離Xi、分配的剪力計算值 Vsbi、所需的彎起鋼筋面積Asbi值列入下表。彎起鋼筋計算表彎起點12345hi （mm）1125109010541018982距支座中心距離Xj （mm）11252215326942875269>4671.9計算剪力值Vsbi（kN）119.0106.971.131.2需要的彎筋面積" 2Asbi（ mm）801.5720.0478.9210.1可提供的彎筋面積幾2Asbi（ mm）1609160916091609（2 32 ）（2 32 ）（2 32 ）（2

27、 32 ）彎筋與梁交點到支座中心距離xc（mm）564169027793841各排彎起鋼筋彎起后，相應的正截面抗彎承載力M ui計算如下表所示鋼筋彎起后相應各正截面抗彎承載力梁區段截面縱筋有效高度h0 (mm )T形截面類別受壓區高度X ( mm )抗彎承載力M ui (kN m )支座中心1占八、2321247第一類14.9561.01 占2占>八、J八、4321230第一類29.91096.32占3占J八、O八、6321211第一類44.81607.03點4點8321193第一類59.72095.41 L L處21、截面尺寸檢查根據構造要求，梁最底層鋼筋232通過支座截面，支點截面有

28、效高度為:35.8ho 1300351247.1mm2支座截面抗剪承載力:(0.51 1O3)jfU?bho (0.51 10 3;40 200 1247.1 804.5kNr°Vd ( 468.1kN)截面尺寸符合要求。2、檢查是否需要需要根據計算配置箍筋:支點處：0.5 10 3 ftdbh00.5 10 31.65 200 1247.1 205.8kN第一跨 1l處：(0.5 10 3) ftdbh0(0.5 10 3) 1.65 200 1193.4 196.9kN則有 °Vd,i/2( 51.8kN)(0.5 103)ftdbh。°Vd,L( 468.1

29、 kN)，故可在梁跨中的某長度范圍內按構造配置箍筋，其余區段應按計算配置腹筋。3、計算剪力圖分配支點處：V0Vd,L 468.1kN1 ,第一跨一L 處：Vl/20Vl/2 51.8kN2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h=1600m 范圍內，箍筋的間距最大為100mm。距支座中心線h/2處的計算剪力值由剪力包絡圖按比例求得，為：V' V°l h(V。Vl/2)468.1 20600 1300 (468.1 51.8)441 8kNl20600.其中混凝土和鋼筋承擔的剪力計算值至少0.6V' 265.1kN ；彎起鋼筋承擔的剪力計算值至多0.

30、4V' 176.7kN，根據比例可求得彎起鋼筋區段長度為：4372mm由以上數據作出剪力分配圖如下所示:4、箍筋設計8.1采用8mm雙肢箍，箍筋截面積:2Asv nA2 50.3100.6mm跨中截面受拉鋼筋配箍率P/21006434200 119342.7 2.5,取 pi/22.5支座截面受拉鋼筋配箍率：p00.64跨中處有效高度：h01193.4 mm支座處有效高度：h°1247.1mm平均值：p 25 0641.572hb1193.4 1247.121220.3mm由公式得箍筋間距 Sv為:Sv12 1(0.56 10 6)(20.6p)fcu,kAsvfsvbh02

31、 2 6 21.01.1(0.56 10 ) (2 0.6 1.57). 40 100.6 195 200 1220.32441.82=378.7mm取Sv1250 h( 650mm)及400mm配筋率:SVAsvbSV茹五O.20。°.18。0滿足要求綜上可知，在支座中心向跨徑長度方向的1300mm 內取Sv=100mm ，爾后至第一跨處截面統一的箍筋間距取 Sv 250mm25、彎起鋼筋及斜筋的設計設焊接鋼筋骨架的架立鋼筋（HRB335 ）為222 , a$ 56mm彎起鋼筋彎起角度為45 ,彎起鋼筋末端與架立鋼筋焊接。為得到每對彎起鋼筋分配的剪力，由各排彎起鋼筋的末端轉折點應落

32、在前一排彎起鋼筋彎起點的構造規定來得到各排彎 起鋼筋的彎起點計算位置，首先要計算彎起鋼筋上、下彎起點之間的垂直距離hi。現擬彎起N5N7鋼筋，將計算的各排彎起鋼筋彎起點截面的hi以及距中心支座距離Xi、分配的剪力計算值 Vsbi、所需的彎起鋼筋面積 Abi值列入下表。彎起鋼筋計算表彎起點12345hi (mm )11251090105410351017距支座中心距離Xi (mm )11252215326942875269>4671.9計算剪力值Vsbi(kN )176.7157.5101.140.5需要的彎筋面積幾2Asbi ( mm)11901061681273可提供的彎筋面積2Am

33、(mm)1609160916091609(2 32 )(2 32 )(2 32 )(2 32 )彎筋與梁交點到支座中心距離x(mm )564169027793841各排彎起鋼筋彎起后，相應的正截面抗彎承載力Mui計算如下表所示鋼筋彎起后相應各正截面抗彎承載力梁區段截面縱筋有效高度T形截面類別受壓區高度抗彎承載力x (mm )ho (mm )支座中心12321247第一類14.9561.0占八、1 占2占>八、J八、4321230第一類29.91096.32占3占J八、O八、6321211第一類44.81607.03點4點8321193第一類59.72095.44占5占八、O八、10 32

34、1176第一類74.62563.43L L處21、截面尺寸檢查根據構造要求，梁最底層鋼筋232通過支座截面，支點截面有效高度為：35.8h01300351247.1mm2支座截面抗剪承載力：(0.51 10 3) Jfcu,kbh0 (0.51 10 3)40 200 1247.1804.5kNr0Vd ( 421.3kN)截面尺寸符合要求。2、檢查是否需要需要根據計算配置箍筋:3支點處：0.5 10 ftdbh00.510 31.65 200 1247.1205.8kN第二跨 處：(0.5 10 3)ftdbh0(0.5 10 3) 1.65 200 1211.3199.9kN則有 

35、6;Vd,i/2( 136.9kN) (0.5 103)ftdbh。°Vd,°( 415.5kN)，故可在梁跨中的某長度范圍內按構造配置箍筋，其余區段應按計算配置腹筋。3、計算剪力圖分配支點處：V0°Vd,0415.5kN第-跨|l處:Vl /20V1/2136.9kN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h=1300mm 范圍內，箍筋的間距最大為100mm 。距支座中心線h/2處的計算剪力值由剪力包絡圖按比例求得，為:V' V°l h(V。V|/|)415.5 20600 1300 (415.5 136.9)20600397.9kN其中混凝土和鋼筋承擔的剪力計算值至少0.6V' 238.7kN ；彎起鋼筋承擔的剪力計算5886mm值至多0.4V'159.2kN，根據比例可求得彎起鋼筋區段長度為:由以上數據作出剪力分配圖如下所示:4、箍筋設計采用8mm雙肢箍，箍筋截面積:2Asv nAsv1 2 50.3 100.