钢筋混凝土简支T梁桥主梁配筋设计示例.docx
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钢筋混凝土简支T梁桥主梁配筋设计示例
钢筋混凝土简支T梁桥主梁配筋设计
1•计算书
1.1设计资料
1.1.1桥梁跨径及桥宽
标准跨径:
20.00m;
主梁全长:
19.96m;
计算跨径:
19.50m;
桥面净宽:
净7m+2*0.75m=8.5m。
1.1.2设计荷载
汽车荷载采用公路一B级,人群荷载3kN/m
1.1.3主梁纵横面尺寸
图1主梁横断面图(单位:
mm
支座中心线
i
1
17(内)
16(内)
1,
15(外)
口
14(外)
1—,
J胡51aco
r
9瑶
主梁中线
图2主梁纵断面图(单位:
mm
1.1.4梁控制截面的作用效应设计值:
(1)用于承载能力极限状态计算的作用效应组合设计值
跨中截面弯矩组合设计值叽冷1850.2KNm,其他各截面弯矩可近似按抛物线
变化计算。
支点截面剪力组合设计值Vd,0367.2KNm,跨中截面剪力组合设计值
Vdf64.2KN,其他截面可近似按直线变化计算。
(2)用于正常使用极限状态计算的作用效用组合设计值(梁跨中截面)
恒载标准值产生的弯矩MGK750KN
不计冲击力的汽车荷载标准值产生的弯矩
短期荷载效应组合弯矩计算值为
长期荷载效应组合弯矩计算值为
人群荷载标准值产生的弯矩值为
MQ1K
562.4KN
1198.68
KN
m
1002.46
KN
m
55KN
m
m
m
Ml
MQ2K
Ms
1.1.5材料要求
(1)梁体采用C25混凝土,抗压设计强度fcd11.5Mpa|
(2)主筋采用HRB335钢筋,抗拉设计强度fsd280Mpa
1.2截面钢筋计算
1.2.1跨中截面的纵向受拉钢筋的计算
1、计算T形截面梁受压翼板的有效宽度:
(b)
LI
180
(a)
图2跨中截面尺寸图(尺寸单位:
mm)
为了便于计算,将图2(a)的实际T型截面换算成图2(b)所示的计算截面
80140
2
110mm
其余尺寸不变,故有:
(1)
bf
1
3195006500mm(L。
为主梁计算跨径)
2bh12hf1802012110
1500mm
bf
1600mm(等于相邻两梁轴线间的距离)
取上述三个数据中最小的值,故取bf1500mm
3、判断T形梁截面类型
判断为I类T形截面,
4、受压区高度
6X
1850.210611.51500x(1179)
2
整理后,可得到x22358x2145160
bVb24ac
x
2a
X1
2358)〔2358厂厂2145162763mmh
1300mm舍去
X2
(2358)(2358)24嗨95mmhf
110mm适合
5、主筋面积计算
将各已知值及x95mm代入式(3-40),即QbfXfsdAs,
5853mm2
根据以下原则:
a选用钢筋的总面积应尽量接近计算所需的钢筋As;
b、梁主筋直径不宜小于10mm,也不能大于40mm,一般为12~32mm,本设计采用16mm和32mm两种钢筋搭配,选用8C32+4C16,截面面积为7238mm2;钢筋叠高层数为6层,
c、受拉钢筋的布置在满足净保护层的条件下,应尽量靠近截面的下边缘,钢筋的净距和叠高都满足构造要求。
故混凝土厚度取35mmd32mm及附表1-8中规定的30mm,钢筋间横向净距Sn180235235.838.4mm40mm不满足构造要求。
故应选用直径较小的组合选用8C28+4C16,混凝土保护层厚度取35mmd28mm及附表1-8中规定的30mm,钢筋间横向净距Sn180235231.646.8mm40mm,且满足1.25d1.25284046.8的构造要
求。
总的钢筋截面面积为8*615.8+4*201.1=5730.4mm2,接近As5853mm2,满足要求,
钢筋布置图见图3
1600(1580)
8C28+4C16
u
180
图3钢筋布置图
6、截面复核
已设计的受拉钢筋中8C28的截面面积为615.8*8〜4926mm2,4C16的截面面积
为4*201.1〜804mm2,fsd280Mpa。
由图3钢筋布置图可求得as,即
a4926(35231.6)804(35431.618.4)110mm
3s4926804mm
则有效高度h013001101190mm
1、由式(3-46)GbfhffsdAs计算
Gbfhf11.51500110
1.90106Nmm
1.90KNm
fsdAs(4926804)280
1.6106Nmm
1.60KNm
fcdbfhffsdAs,故为第一类T形截面
2、受压高度x
由式(3-40)GbfXfsdAs,求得x
fsdA2805730
93mmhf(110mm)
fcdbf11.51500
x
3、正截面抗弯承载力
1.2.2腹筋的计算
1、检查截面尺寸
根据构造要求,梁最底层钢筋2C28通过支座截面,支座截面有效高度
31.6
h0h(35)130050.81249mm
2
(0.51103)f7bh(0.51103y252001249
637KN°Vd,0367.2KN
截面尺寸符合设计要求
{判断依据:
检查截面尺寸(由抗剪上限值控制),要求°Vd(0.51103)、,f7bg(式中Vd为支点剪力组合设计值,h°为支点截面有效高度),否则修改尺寸。
V(0.511O3)、.fU?
bh0(式中Vd为支点剪力组合设计值,h0为支点截面有效高度),
否则修改尺寸。
}
2、检查是否需要设置腹筋
33
(1跨中段截面(0.5010)2ftdbh。
(0.5010)1.231801190131.73KN
(1支座截面(0.50103)2ftdbh0(0.50103)1.231801249138.26KN
因0Vi(64.2KN)(0.50103)2陰匕%0乂,。
(367.2心),故可在梁跨中的某长度
围按构造配置钢筋,其余区段可应按计算配置腹筋。
{判断依据:
检查是否需要设置腹筋
(1若oVd(0.50103)2ftdbh0,则不必按计算设置腹筋,只需要按构造要求配
钢筋(R235钢筋时,(sv)min0.18%,HRB335钢筋时,(sv)min0.12%)
(2)若(0.50103)2ftdbh。
V(0.51103)f7bh。
,需要进行腹筋设计}
3、剪力图分配
{计算步骤:
(1绘制剪力Vd沿跨径变化的图;
(2)求出按构造配置钢筋的长度l;
(3)由剪力包络图求出距支座中心线h/2处的计算剪力V,其中由混凝土箍筋
承担的剪力为0.6V,由弯起钢筋承担的剪力为0.4V。
计算:
在图4所示的剪力包络图中,支点处剪力计算值V0Vd,0,跨中处剪力计算值
Vx0Vd,x(0.5103)ftdbh0131.73KN的截面距跨中截面的距离可由剪力包络
图按比例求得,为
LVxV“2
2V。
Vl/2
2173mm
在l1长度可按构造要求布置钢筋。
同时根据《公路桥规》规定,在支座中心线向跨径
长度向不小于1倍梁高h1300mm围,钢筋的间距最大为100mm
梁跨中线
图4.计算剪力分配图
距支座中心线的h/2处的计算剪力值(V')由剪力包络图按比例求得,为
VLV。
h(V。
V“2)
L
19500367.21300(367.264.2)
19500
347KN
其中应由混凝土和箍筋承担的剪力计算值至少为0.6V208KN;应由弯起钢筋(包
括斜筋)承担的剪力计算值最多为0.4V138.8KN,设置弯起钢筋区段长度为4560mm。
4、箍筋计算
{计算依据:
常用箍筋直径应不小于8mm,且不小于1/4主筋直径和股数,再按下式计算箍筋
“c1232(0.56106)(20.6P)fkA,fsvbhc2/、
间距:
Sv2(mm)
(V)2
式中:
V—距支座中心h/2处截面上的计算剪力值(KN)
P—斜截面纵向受拉钢筋的配筋率,P100,当P2.5时,取P2.5;
bho
i—异号弯矩影响系数。
计算简支梁和连续梁近边支点梁段的抗剪承载力时,
!
1.0;计算连续梁和悬臂梁近中支点梁段的抗剪承载力时,i0.9
3—受压翼缘的影响系数。
31.1;
b—通过斜截面受压区顶端截面上的有效高度,自纵向受拉钢筋合力点到受压边缘
的距离(mm);
ho—斜截面受压端正截面上的有效高度,自纵向受拉钢筋合力点到受压边缘的距离
(mm);
fcu,k—混凝土强度等级(Mpa);
fSv—箍筋的抗拉强度设计值(Mpa),取值不宜大于280Mpa昇
计算:
采用直径为8mm的双肢箍筋,箍筋截面积AsvnAsv1250.3100.6mm2
在等截面钢筋混凝土简支梁中,箍筋尽量做到等距离布置。
为计算简便按式(4-5)设
计箍筋时,式中的斜截面纵筋配筋百分率p及斜截面有效高度h。
可近似按支座截面和跨
中截面的平均值取用,计算如下:
跨中截面
P1/22.682.5,取Pi/22.5,h01190mm
支点截面
p00.64,h01247mm
则平均值分别为p
2.50.64,一,11901247
1.57,h01219mm
22
箍筋间距Sv为
Sv
1232(0.56106)(20.6P)化*人「£3%2
1(1.1)2(0.56106)(20.61.57).25100.619518012192
(347)2
=334mm
确定箍筋间距Sv的设计值尚应考虑《公路桥规》的构造要求。
1
若箍筋间距计算值取Sv300mm-h650mm及400mm,是满足规要求的,但采
2
用C8双肢箍筋,箍筋配筋率sv心100.60.17%0.18%(R235钢筋时),故不
bS/200300
满足规规定。
现取Sv250mm计算的箍筋配筋率sv0.2%0.18%,且不小于
1
h650mm和400mm。
2
综合上述计算,在支座中心向跨径长度向的1300mm围,设计箍筋间距Sv100mm,
尔后至跨中截面统一的箍筋间距取Sv250mm。
5、弯起(斜筋)计算
{计算步骤:
(1)第一道斜筋按0.4V设计计算
Vsb10.4V(0.75103)fsdAsdiSins
式中:
Asb1为所需的第一道弯筋面积
fsdsins
(2)计算i点截面处的剪力Vi(如图4所示)。
VsbiViVcs对于第二道斜筋,
Vsb2V2Vcs,由此可求得Vsb2,同样按照上述法确定由主筋弯起还是需另加斜筋。
直到
i点在c点之右为止,从而得到全部斜筋按斜截面抗剪确定的初弯起位置。
(3)按同时满足梁跨间隔正截面和斜截面的抗弯要求确定弯起钢筋的最
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