8m钢筋混凝土空心板简支梁 计算书共11页word资料.docx

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8m钢筋混凝土空心板简支梁计算书共11页word资料

8m钢筋混凝土空心板简支梁桥

单靠“死”记还不行,还得“活”用,姑且称之为“先死后活”吧。

让学生把一周看到或听到的新鲜事记下来,摒弃那些假话套话空话,写出自己的真情实感,篇幅可长可短,并要求运用积累的成语、名言警句等,定期检查点评,选择优秀篇目在班里朗读或展出。

这样,即巩固了所学的材料,又锻炼了学生的写作能力,同时还培养了学生的观察能力、思维能力等等,达到“一石多鸟”的效果。

上部结构计算书

一、课本、报刊杂志中的成语、名言警句等俯首皆是,但学生写作文运用到文章中的甚少,即使运用也很难做到恰如其分。

为什么?

还是没有彻底“记死”的缘故。

要解决这个问题,方法很简单,每天花3-5分钟左右的时间记一条成语、一则名言警句即可。

可以写在后黑板的“积累专栏”上每日一换,可以在每天课前的3分钟让学生轮流讲解,也可让学生个人搜集,每天往笔记本上抄写,教师定期检查等等。

这样,一年就可记300多条成语、300多则名言警句,日积月累,终究会成为一笔不小的财富。

这些成语典故“贮藏”在学生脑中,自然会出口成章,写作时便会随心所欲地“提取”出来,使文章增色添辉。

设计基本资料

单靠“死”记还不行,还得“活”用,姑且称之为“先死后活”吧。

让学生把一周看到或听到的新鲜事记下来,摒弃那些假话套话空话,写出自己的真情实感,篇幅可长可短,并要求运用积累的成语、名言警句等,定期检查点评,选择优秀篇目在班里朗读或展出。

这样,即巩固了所学的材料,又锻炼了学生的写作能力,同时还培养了学生的观察能力、思维能力等等,达到“一石多鸟”的效果。

1、跨度和桥面宽度

标准跨径：

8m

计算跨径：

7.6m

桥面宽度：

4.5m，净宽：

3.9m

2、技术标准

设计荷载：

公路Ⅱ级×0.7，人群荷载取3kN/m2

设计安全等级：

二级

3、主要材料

混凝土：

混凝土空心板和铰接缝采用C30混凝土；桥面铺装采用10~12cmC40混凝土。

混凝土的重度按26kN/m2计算。

二、构造形式及截面尺寸

本桥为C30钢筋混凝土简支板，由4块宽度为0.99m的空心板连接而成。

桥上横坡根据桥面铺装来进行控制。

空心板截面参数：

单块板高0.42m，宽0.99m，板件预留1cm的缝隙用于灌注砂浆。

C30混凝土空心板抗压强度标准值

=20.1Mpa，抗压强度设计值

=13.8Mpa，抗拉强度标准值

=2.01Mpa，抗拉强度设计值

=1.39Mpa，C30混凝土的弹性模量为

=3×104Mpa。

图1桥梁横断面构造及尺寸图式（单位：

cm）

三、空心板截面几何特性计算

1、毛截面面积计算

空心板剖面图详见图2，

A=83×42+（4×26/2+4×8/2+12×8-3.14×222/4）×2

=3054.12cm2

图2中板截面构造及尺寸（单位：

cm）

2、毛截面中心位置

=19.90cm（即毛截面重心离板下边缘距离为19.90cm）

3、毛截面惯性矩计算

=4.86×105cm4

空心板截面的抗扭刚度可简化为如图3所示的箱型截面近似计算所以得到抗扭刚度为：

图三抗扭惯性矩简化计算图（单位：

cm）

四、主梁内力计算

1、永久作用效应计算

a、空心板自重（一期结构自重）G1

G1=3054.12×10-4×26=7.94kN/m

b、桥面自重（二期结构自重）G2

桥面栏杆自重线密度可按照单侧8kN/m计算。

桥面铺装采用10～12cm厚C40混凝土则全桥宽铺装层每延米重力为0.12×25×4.0=12kN/m。

为计算方便，桥面系的重力可平均分配到各空心板上，则每块空心板各分配到的每延米桥面系重力为：

C、铰接缝自重计算（二期结构自重）G3

由上述计算得空心板每延米总重力为：

G=7.94+7+0.48=15.42kN/m

则桥梁的弯矩图为：

剪力图为：

2、可变作用效应计算

1荷载横向分布系数计算

根据公路规范，公路Ⅱ级的车道荷载的均布荷载标准值qk=7.875kN/m,本桥设计采用公路Ⅱ级×0.7进行计算，故本桥qk=5.6kN/m。

计算弯矩时，

计算剪力时,

A.冲击系数和车道折减系数计算；结构的冲击系数

与结构的基频f有关，故先计算结构的基频。

简支梁的基频计算如下：

其中：

由于1.5《f《14Hz，故可由下式计算出汽车荷载的冲击系数为

当车道大于两车道时，应根据适当进行车道折减，但折减后不得小于用两车道布载的计算结果。

由此可知汽车荷载折减系数为

B.汽车荷载横向分布系数的计算：

空心板荷载横向分布系数按铰接板法计算。

a.荷载横向分布系数计算：

空心板的刚度参数

，由下式可得

已算出

，

，

，

代入得

表二横向分布影响线坐标值表

板号

单位荷载作用位置（i号板中心）

1

2

3

4

1

0.04

0.341

0.273

0.208

0.178

0.06

0.375

0.280

0.192

0.153

0.0436

0.347

0.274

0.205

0.173

2

0.04

0.273

0.276

0.243

0.208

0.06

0.280

0.287

0.241

0.192

0.0436

0.274

0.278

0.243

0.205

按下列方式布载，可进行各板荷载横向分布系数计算，具体详见图四。

图四各板横向分布影响线及最不利布载图（单位：

cm）

计算公式如下：

，

，计算结果见表三：

表三各板荷载横向分布系数计算表

板号

1号板

2号板

荷载种类

1车道

人群荷载

1车道

人群荷载

荷载

横向

分布

系数

0.311

0.311

0.276

0.276

0.196

0.173

0.234

0.205

或

0.507

0.484

0.510

0.481

由上表计算结果可以看出，2号汽车荷载横向分布系数最大。

为设计和施工方便，各空心板设计成统一规格，按最不利组合进行设计，即选用2号板横向分布系数，跨中和l/4处的荷载横向分布系数取下列数值：

，

表四空心板的荷载横向分布系数

作用种类

全截面

汽车荷载

0.510

人群荷载

0.481

2可变作用效应内力计算：

根据荷载横向分布系数的定义，可根据工程力学方法计算活载内力。

截面内力的一般公式可表述如下：

式中：

S---所求截面的弯矩或剪力

1+μ---汽车荷载的冲击系数，按《公路桥涵设计通用规范》

（JTGD60-2019）规定取值,根据上面计算结果，本桥取1.366；对于人群荷载，不计冲击影响，即1+μ=1；

ξ---多车道桥涵的汽车荷载折减系数，按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2019）规定取值，本桥取1。

mi---对于所计算主梁的横向分布系数；

qk---车道荷载的均布荷载标准值，对于公路-二级×0.7取qk=10.5×0.75×0.7=5.5kN/m；

ωj---使结构产生最不利效应的同号影响线面积；

Pk---车道荷载的集中荷载标准值，按以下规定选取：

桥梁计算跨径小于或等于5m时，取180kN;计算跨径等于或者大于50m时，取360kN;计算跨径在5～50m之间时，采用直线内插求得。

本桥计算跨径为7.6m，采用直线内插计算得Pk=190.4kN。

计算剪力效应时，Pk尚应乘以1.2的系数（主要用于验算下部结构或上部结构腹板的受力）。

y---所加载影响线种一个最大影响线峰值。

本桥跨中弯矩的影响线：

本桥支座剪力的影响线：

根据以上公式：

M汽=1.366×0.510×（5.5×1/2×7.6×1.9+190.4×1.9）

=280kN·m

Q汽=1.366×0.510×（5.5×1/2×7.6×1+190.4×1）

=148kN

M人=1×0.481×（3×1/2×7.6×1.9）=11kN·m

Q人=1×0.481×（3×1/2×7.6×1）

=6kN

综上，桥梁总内力为：

M=124+280+11=415kN·m

Q=65+148+6=219kN

五、截面配筋计算

1、受弯计算

受弯构件纵向受拉钢筋面积计算

一、构件编号:

L-1

二、设计依据

《混凝土结构设计规范》GB50010-2019

三、计算信息

1.几何参数

截面类型:

矩形

截面宽度:

b=1000mm

截面高度:

h=420mm

2.材料信息

混凝土等级:

C30fc=14.3N/mm2ft=1.43N/mm2

受拉纵筋种类:

HRB400fy=360N/mm2

受压纵筋种类:

HRB400fy=360N/mm2

受拉纵筋最小配筋率:

ρmin=max（0.2,45*ft/fy）=max（0.2,45*1.43/360）=max（0.2,0.179）=0.200％（自动计算）

受压纵筋最小配筋率:

ρ'min=0.200％

受拉纵筋合力点至近边距离:

as=35mm

受压纵筋合力点至近边距离:

as'=35mm

3.受力信息

M=415.000kN*m

4.设计参数

结构重要性系数:

γo=1.0

四、计算过程

1.计算截面有效高度

ho=h-as=420-35=385mm

2.计算相对界限受压区高度

ξb=β1/（1+fy/（Es*εcu））=0.80/（1+360/（2.0*105*0.0033））=0.518

3.确定计算系数

αs=γo*M/（α1*fc*b*ho*ho）=1.0*415.000*106/（1.0*14.3*1000*385*385）=0.196

4.计算相对受压区高度

ξ=1-sqrt（1-2αs）=1-sqrt（1-2*0.196）=0.220≤ξb=0.518满足要求。

由于ξ<=ξb，因此按构造配筋

A's=ρ'min*b*h=0.200％*1000*420=840mm2

5.计算纵向受拉筋面积

As＝α1*fc*b*ho*ξ/fy=1.0*14.3*1000*385*0.220/360=3364mm2实际配筋3529.36mm2.验算受拉钢筋最大、最小配筋率

ρ=As/（b*h）=3364/（1000*420）=0.801％

ρmax=ξb*α1*Fc/Fy*ho/h=0.518*1*14.3/360.0*385/420=1.885％

ρ=0.801％≥ρmin=0.200％,满足最小配筋率要求。

ρ=0.801％≤ρmax=1.885％,满足最大配筋率要求，

2、受剪计算

受弯构件箍筋面积计算

一、构件编号:

L-1

二、设计依据

《混凝土结构设计规范》GB50010-2019

三、计算信息

1.几何参数

截面类型:

矩形

截面宽度:

b=1000mm

截面高度:

h=420mm

集中荷载作用点至支座或节点边缘的距离：

a=200mm

2.材料信息

混凝土等级:

C30fc=14.3N/mm2ft=1.43N/mm2

箍筋种类:

HRB400fyv=360N/mm2

箍筋间距:

s=100mm

最小配箍率:

ρmin=0.200％

纵筋合力点至近边距离:

as=40mm

3.荷载信息

V=219.000kN

4.设计参数

结构重要性系数:

γo=1.0

四、计算过程

1.计算截面有效高度和腹板高度

ho=h-as=420-40=380mm

hw=ho=380mm

2.确定受剪面是否符合条件

当hw/b=380/1000=0.380≤4时

V≤0.25*βc*fc*b*ho/γo混规（6.3.1-1）

=0.25*1.0*14.3*1000*380/1.0=1358.500kN截面符合条件。

3.确定是否需要按构造箍筋

λ=a/ho=200/380=0.526<1.5，取λ=1.5

1.75/（λ+1）*ft*b*ho/γo=1.75/（1.500+1）*1.43*1000*380/1.0=380.380kN≥V=219.000kN

不进行斜截面的承载力计算，仅需按构造要求配置箍筋。

4.计算箍筋面积

Asv=（0.24*ft/fyv）*b*s=（0.24*1.43/360）*1000*100=95mm2

5.验算最小配箍率

ρ=Asv/（b*s）=95/（1000*100）=0.095％

ρ=0.095％<ρmin=0.200％,不满足最小配箍率要求。

取As=ρmin*b*s=0.200％*1000*100=200mm2。