混凝土连续梁结构计算报告讲解Word文件下载.docx
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4.2kN/m;
(单侧);
(3)栏杆:
2kN/m;
(4)防撞护栏:
10kN/m(单侧);
(5)管线及管线托架:
6kN/m;
(按每根管线15kg/m计算)
(6)外装饰砼挂板:
7.1kN/m(单侧);
(7)外贴面装饰:
3.8kN/m(单侧);
(8)管线下放砼板:
5kN/m(单侧)。
2.活载
荷载标准:
车辆荷载:
按《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)第10.0.3条规定的城-B取值;
非机动车荷载:
无非机动车通行;
消防车荷载:
按《建筑结构荷载规范》第5.1条取值
人群荷载:
按《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)第10.0.5条规定及《城市人行天桥与人行地道技术规范(2003修改版)》(CJJ69-95)第3.1.3条规定取值;
车辆按单车道计算。
分别计算车辆和人群荷载,取其不利值;
3.温度荷载
分别计算结构整体升降温20℃。
日照温差遵照《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)取值,桥面板表面升温14℃,桥面板以下100mm升温5.5℃,桥面板以下400mm升温0℃,负效应减半。
4.风荷载
风荷载标准值计算按《公路桥涵设计通用设计规范》(JTG60-2015)的规定执行。
5.基础不均匀沉降
基础变位:
每个墩按1/3000的跨径进行计算,进行最不利组合。
6.制动力或摩阻力
桥墩制动力、摩阻力遵照《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)取值。
荷载组合
按照《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)执行。
对持久状况承载能力计算进行荷载效应的基本组合,对正常使用极限状态计算进行各种荷载效应的短期效应和长期效应组合,对支座反力计算进行荷载效应的标准组合等。
主要材料及性能指标设计参数
1、混凝土:
主梁C45混凝土(Ⅲ-E环境);
表1.1混凝土材料特性
标号
容重ρ(kN/m3)
fcd(MPa)
ftd(MPa)
E(MPa)
泊松比γ
α
C45
26.0
20.5
1.74
3.35×
104
0.2
1.0×
10-5
混凝土剪切模量Ge=0.4Ec
2、钢材
设计用钢筋为HRB400钢筋,HRB400钢筋必须符合国家标准(GB1499.2—2007)的有关规定。
表1.2普通钢筋材料特性
钢筋种类
弹性模量Es(MPa)
抗拉强度标准值(MPa)
强度设计值(MPa)
fsk
抗拉fsd
抗压fsd’
HRB400
2.0×
105
400
330
2计算依据和内容
计算依据
现行国家及行业有关法规、标准、规程、规范。
计算内容
1、持久状况承载能力极限状态计算;
2、持久状况正常使用极限状态计算;
3纵向计算
计算模型
整体计算采用Midas/Civil2015进行计算。
在实际建模中,对主梁采用梁单元模拟,整个计算模型共66个节点,49个单元,如图3.1所示。
图3.1计算模型图示
主梁单元坐标轴:
X-顺桥向,Y-横桥向,Z-竖桥向,计算采用kN、m制,应力单位为MPa,截面有效宽度参考JTGD62-2004的第4.2.3条规定计算。
图3.2梁底支座布置图(梁底剖面俯视图)(单位:
持久状况承载能力极限状态计算
正截面抗弯承载力验算
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)第5.1.5条及《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)第4.1.6条的规定,本桥计算时取结构重要性系数1.1。
按照钢筋混凝土构件,并根据规范JTGD62-2004第5.1.1-5.2.5的要求对荷载(作用)进行组合计算,验算正截面的抗弯承载力。
表3.1正截面抗弯承载力计算结果
单元
验算
rMu(kN*m)
Mn(kN*m)
1
OK
16817
2
-20
14014
3
637
4
1319
5
2328
6
2910
7
3129
8
3125
9
2897
19875
10
2570
11
2116
12
1555
25347
13
1167
13759
14
539
15
1614
25608
16
2161
17
3278
18
4262
23697
19
5362
23639
20
6181
21747
21
6677
19855
22
6904
23
24
6180
25
26
4261
27
28
2160
27258
29
30
31
32
33
2359
24031
34
9937
35
36
9460
37
38
39
40
41
图3.3基本组合下的弯矩抗力及对应内力(单位:
KN·
m)
图3.3给出了各截面的抗弯承载力及对应的内力,由计算结果可知,截面的设计弯矩均小于截面极限承载弯矩,各截面的抗弯承载力均满足规范要求。
斜截面抗剪承载力验算
按照规范JTGD62-2004的第5.2.6-5.2.12条规定进行斜截面抗剪承载力验算。
箍配筋置为跨中每片腹板2肢Φ16@150mm,腹板加厚段每片4肢Φ16@100mm,计算结果如图3.4所示,表3.4为典型截面位置在基本组合下的抗剪承载能力验算。
表3.2斜截面抗剪承载力计算结果
rVd(kN)
Vn(kN)
4990
309
4847
391
4733
476
4559
681
4194
962
3795
1194
3996
1423
4198
1646
4400
1824
5198
2006
6036
2150
6847
2349
11596
-1122
-897
7578
-793
7414
-589
6248
-382
5248
-130
5236
127
4836
388
4436
651
953
1260
1569
4994
1875
5393
2135
6418
2419
7405
2567
-740
9863
-504
7049
-397
6792
-169
5880
56
4440
250
450
4239
658
916
1213
1374
-81
图3.4基本组合下的剪力抗力及对应内力(单位:
KN)
结果表明验算截面的设计剪力均小于截面极限承载剪力,结构受力安全,斜截面抗剪满足设计规范要求。
抗扭验算
按照规范JTGD62-2004的第5.5.1-5.5.6条规定进行截面抗扭承载力验算。
正常组合下剪力最大时和扭转最大时截面抗扭承载能力验算结果如表3.3所示。
表3.3抗扭承载力计算结果
rTd(kN*m)
Tn(kN*m)
0.00
11823
0
4990
-0.18
309
4847
-0.20
391
4733
476
4559
-0.28
681
4194
0.01
962
3795
12323
1194
3996
12822
1423
4198
0.85
13322
1646
4400
0.89
14438
1824
5198
0.94
15553
2006
6036
5.03
16669
2150
6847
-0.84
17818
2349
11596
-0.21
-1122
-0.19
-897
7578
0.03
-793
7414
0.11
16799
-589
6248
-0.09
15780
-382
5248
14791
-130
5236
13801
127
4836
12812
388
4436
0.17
651
0.18
953
1260
1569
4994
0.88
1875
5393
0.66
2135
6418
-0.01
2419
7405
-0.24
2567
-740
9863
-504
7049
0.08
-397
6792
0.07
14995
-169
5880
56
4440
250
450
4239
658
916
1213
1374
-81
结果表明验算截面的设计扭矩值均小于截面极限承载扭矩。
结构受力安全,截面扭矩满足设计规范要求。
持久状况正常使用极限状态计算
持久状况按正常使用极限状态的要求,采用频遇组合和准永久组合,对构件的裂缝宽度和挠度进行验算。
裂缝宽度验算
按照《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)将各种荷载进行组合,并根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)中第6.4条规定对主梁进行裂缝宽度验算,表3.1为典型截面在频遇组合并考虑准永久效应的裂缝宽度验算。
表3.1正常使用极限状态裂缝宽度验算
钢筋应力(MPa)
wf(mm)
[wf](mm)
0.15
0.15
10.61
22.36
41.21
54.54
0.04
61.83
65.62
56.44
54.78
51.38
36.45
0.02
60.94
0.06
48.18
36.10
42.02
51.58
62.82
68.16
76.77
0.05
85.83
103.59
100.35
97.84
94.04
55.54
39.21
67.37
48.16
32.64
44.50
112.88
112.15
110.71
进行裂缝宽度验算,最大裂缝宽度为0.06mm,小于规范容许的0.15mm,满足要求。
挠度验算
按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)中第6.5.1-6.5.6条的规定对主梁进行挠度验算,图3.7-3.19为在正常使用极限状态下各种荷载工况下的主梁挠度值。
图3.7恒载作用效应下挠度(单位:
图3.8汽车荷载最大竖向挠度(单位:
图3.9汽车荷载最小竖向挠度(单位:
分析位移计算结果表明:
全桥在恒载作用下的最大竖向位移为6.405mm(中跨跨中位置),汽车单项效应造成的最大竖向位移为2.093mm(对应中跨跨中位置)。
考虑到短期组合系数0.7,挠度长期增长系数1.425,主梁在荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响产生的长期竖向挠度值为(6.405+0.7×
2.093)×
1.425=11.214mm<
L/1600=13.13mm,不设预拱度。
在荷载短期效应组合并消除结构自重产生的长期竖向挠度后主梁的最大竖向挠度为0.7×
2.186×
1.425=2.18mm<
L/600=18mm,满足规范要求。
4端横梁计算
端横梁截面计算模型如图4.1所示,横梁共16个单元,梁高1m,梁宽1m。
图4.1横梁计算模型
荷载
(1)恒载
恒载考虑结构自重、二期恒载、预应力二次力、沉降、温度效应等,其中15%按桥面宽度的均布荷载考虑,85%按腹板中心处的集中力加载,各腹板分配的荷载按腹板及其相邻顶底板面积之和的比值确定。
(2)活载
活载仅考虑汽车荷载的作用。
先根据桥梁纵向影响线计算出结构中心作用单列车道荷载时验算横梁处的最大支反力,再将其作为集中力加载于横梁最不利位置。
横梁汽车荷载按规范考虑横向折减,并比较不同车道数加载结果,取最不利情况验算。
(3)非线性温度
整体升降温:
体系升温20℃;
体系降温-20℃。
日照温差遵照《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)取值。
构件按持久状况承载能力极限状态设计,应采用基本组合对构件的承载力进行计算。
按照规范JTGD62-2004的第5.1.1-5.2.5条规定进行正截面抗弯承载力验算。
表4.1端横梁正截面抗弯强度验算
-2
295
-7
387
-16
1672
-28
-47
156
1279
352
538
480
图4.2最大抗力及抗力对应内力图(KN·
图4.3最小抗力及抗力对应内力图(KN·
结果表明,验算截面的设计弯矩均小于截面极限承载弯矩。
结构受力安全,正截面强度满足设计规范要求。
按照规范JTGD62-2004的第5.2.6-5.2.12条规定进行斜截面抗剪承载力验算,计算结果如表4.2所示。
表4.2端横梁正截面抗弯强度验算
495
10
655
21
801
32
3127
233
-58
-39
-19
404
3071
428
451
-198
-42
-27
929
-17
-8
图4.2斜截面抗剪承载能力验算
裂缝宽度计算
按照《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)将各种荷载进行组合,并根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)中第6.4条规定对横梁进行裂缝宽度验算,最大裂缝宽度为0.077m,小于规范容许的0.15mm,满足要求。
图4.3横梁抗裂性验算
5中横梁计算
中横梁截面计算模型及预应力配束立面如图4.1所示,横梁共16个单元,梁高1.6m,梁宽2m。
图5.1横梁计
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