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文檔簡介
1、<p><b> 課程設(shè)計說明書</b></p><p> 課程名稱:《道路與橋梁工程設(shè)計》課程設(shè)計 </p><p> 題目名稱: 鋼筋混凝土簡支T梁橋設(shè)計計算 </p><p> 班 級:2009 級 土木工程 專業(yè) 4 班</p><p> 姓 名:
2、 </p><p> 學(xué) 號: </p><p> 指導(dǎo)教師: </p><p><b> 評定成績:</b></p><p><b> 教師評語:</b></p><p>&
3、lt;b> 指導(dǎo)老師簽名:</b></p><p> 2011年 月 日</p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 設(shè)計任務(wù)書(1)</b></p><p><b> 設(shè)計資料(4)</b></p>
4、<p> 一、行車道板的內(nèi)力計算與組合(5)</p><p> 二、主梁的荷載橫向分布系數(shù)計算(7)</p><p> ?。ㄒ唬⒅c截面的橫向分布系數(shù)計算(7)</p><p> ?。ǘ?、跨中截面的橫向分布系數(shù)計算(8)</p><p> 三、主梁內(nèi)力計算(11)</p><p> (
5、一)、恒載內(nèi)力計算(11)</p><p> ?。ǘ?、活載內(nèi)力計算(13)</p><p> ?。ㄈ?、荷載組合(18)</p><p> 四、橫隔梁內(nèi)力計算(19)</p><p> 五、主梁變形驗算(21)</p><p> 六、設(shè)計依據(jù)與參考文獻(xiàn)(23)</p><p>
6、; 鋼筋混凝土簡支T梁橋設(shè)計計算課程設(shè)計任務(wù)書</p><p><b> 題目:</b></p><p> 鋼筋混凝土簡支T梁橋設(shè)計計算</p><p> 1.課程設(shè)計教學(xué)條件要求 </p><p> 橋梁結(jié)構(gòu)課程設(shè)計是土木工程專業(yè)橋梁工程實踐環(huán)節(jié)課,通過設(shè)計進(jìn)一步鞏固橋梁結(jié)構(gòu)基本原理和基本知識,以及橋梁構(gòu)造,
7、培養(yǎng)設(shè)計動手能力,初步學(xué)會運(yùn)用橋梁設(shè)計規(guī)范,橋梁標(biāo)準(zhǔn)圖,估算工程材料數(shù)量,完成橋梁總體布置圖的技能。并為畢業(yè)設(shè)計以及今后專業(yè)工作中奠定必要基礎(chǔ)。</p><p> 本課程設(shè)計要求學(xué)生在一周的時間內(nèi)通過指導(dǎo)教師的指導(dǎo),完成《任務(wù)書》中的全部內(nèi)容,學(xué)生通過本課程的設(shè)計練習(xí),使學(xué)生掌握鋼筋混凝土簡支T梁設(shè)計計算的步驟和方法,學(xué)會對T梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計算、汽車荷載和人群荷載內(nèi)力計算、內(nèi)力組合;在汽車和人群荷載內(nèi)力計算
8、時,學(xué)會用桿杠原理法、偏心受壓法和G-M法求解荷載橫向分布系數(shù)。</p><p><b> 2.課程設(shè)計任務(wù)</b></p><p><b> 2.1 設(shè)計資料</b></p><p> 1 橋面凈寬:凈-7或8或9+2×1.0或0.75或0.5m人行道(各人按表中數(shù)據(jù)查詢)</p><
9、p><b> 2 主梁跨徑及全長</b></p><p> 標(biāo)準(zhǔn)跨徑:lb=10或13或16或20.00m(墩中心距離)(各人按表中數(shù)據(jù)查詢)</p><p> 計算跨徑:l =9.50或12.50或15.50或19.50m(支座中心距離)(對應(yīng)上面之?dāng)?shù)值)</p><p> 主梁全長:l全=9.96或12.96或15.96或19
10、.96m(主梁預(yù)制長度)(對應(yīng)上面之?dāng)?shù)值)</p><p><b> 3 設(shè)計荷載 </b></p><p> 汽車I級;人群荷載3.0kN/m2或4.0kN/m2或5.0kN/m2(各人按表中數(shù)據(jù)查詢)</p><p> 汽車Ⅱ級;人群荷載3.0kN/m2或4.0kN/m2或5.0kN/m2(各人按表中數(shù)據(jù)查詢)</p>
11、<p><b> 4 材料x</b></p><p> 鋼筋:主筋用Ⅱ級鋼筋,其他用Ⅰ級鋼筋。</p><p> 混凝土:20號或25號或30號(自選)</p><p><b> 5 橋面鋪裝:</b></p><p> 瀝青表面處厚2cm(重力密度為23KN/m3),C25混凝
12、土墊層厚6~12cm(重力密度為24KN/m3),C30T梁的重力密度為25KN/m3。</p><p><b> 6 T梁簡圖如下:</b></p><p> 主梁截面尺寸可參考已有設(shè)計數(shù)據(jù)自己擬定</p><p> (根據(jù)橋面凈寬選取翼緣寬、主梁高、梁肋寬等)</p><p><b> 2.2、計算
13、內(nèi)容</b></p><p> 1 行車道板的內(nèi)力計算和組合;</p><p> 2 計算主梁的荷載橫向分布系數(shù)</p><p> 用杠桿原理法求支點截面的橫向分布系數(shù),用偏心壓力法求跨中截面的橫向分布系數(shù)。</p><p><b> 3 主梁內(nèi)力計算;</b></p><p>
14、; 4 橫隔梁內(nèi)力計算;</p><p><b> 5 主梁配筋;</b></p><p><b> 6 主梁變形驗算。</b></p><p> 3.課程設(shè)計報告書主要內(nèi)容</p><p> 計算說明書包括:行車道板的內(nèi)力計算和組合;主梁的荷載橫向分布系數(shù)的計算;主梁內(nèi)力計算;橫隔梁內(nèi)力
15、計算、配筋;主梁變形驗算; 鋼筋布置圖。</p><p><b> 4.課程設(shè)計要求</b></p><p> (1)學(xué)生按時完成課程設(shè)計,遵守課程設(shè)計要求與紀(jì)律。</p><p> ?。?) 學(xué)生獨立完成課程設(shè)計任務(wù)。指導(dǎo)教師分時段驗收學(xué)生完成的階段任務(wù)。</p><p> ?。?)學(xué)生按時提交課程設(shè)計成果和打印或
16、手寫的課程設(shè)計報告書。</p><p> 5.課程設(shè)計參考資料</p><p> ?。?]《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTG–D60-2004).人民交通出版社,2004</p><p> ?。?]《公路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG–D60-2004).人民交通出版社,2004</p><p> ?。?]姚玲森,《橋梁工
17、程》.出版社:人民交通出版社,1993</p><p> ?。?]范立礎(chǔ),《橋梁工程》(上、下冊).出版社:人民交通出版社,1996</p><p> 6.設(shè)計進(jìn)度、時間安排</p><p> 時間:第12周(11月14日~11月18日)</p><p> 第一天上午(星期一):布置設(shè)計任務(wù),閱讀設(shè)計任務(wù)書、指導(dǎo)書及設(shè)計例題,復(fù)習(xí)有關(guān)課
18、程內(nèi)容。</p><p> 下午進(jìn)行行車道板的內(nèi)力計算;</p><p> 第二天上午(星期二):計算主梁的荷載橫向分布系數(shù); </p><p> 下午進(jìn)行主梁內(nèi)力計算;</p><p> 第三天(星期三):橫隔梁內(nèi)力計算;</p><p> 第四至五天(星期四、星期五):主梁配筋和主梁變形驗算,并繪制主梁配
19、筋施工圖,最后提交設(shè)計成果。</p><p><b> 橋梁工程課程設(shè)計</b></p><p><b> 設(shè)計資料</b></p><p> 1 橋面凈寬 凈-9+2×0.75m人行道</p><p><b> 2 主梁跨徑及全長</b>
20、;</p><p> 標(biāo)準(zhǔn)跨徑 lb=16.00m(墩中心距離)</p><p> 計算跨徑 l=15.50m(支座中心距離)</p><p> 主梁全長 l全= 15.96m(主梁預(yù)制長度)</p><p> 3 設(shè)計荷載 汽車Ⅱ級;人群荷載5.0kN
21、/m2。</p><p><b> 4 材料x</b></p><p> 鋼 筋:主筋用Ⅱ級鋼筋,其他用Ⅰ級鋼筋。</p><p><b> 混凝土:25號</b></p><p> 5 橋面鋪裝:瀝青表面處治厚2cm(重力密度為23KN/m3),C25混凝土墊層厚9cm(重力密度為24K
22、N/m3),C30T梁的重力密度為25KN/m3。</p><p><b> 6 T梁簡圖如下:</b></p><p> 圖1.橋梁橫剖圖 單位:cm</p><p> 圖2.橋梁縱剖圖 單位:cm</p><p> 圖3.主梁斷面圖 (cm) 圖4.橫梁斷面圖(cm)<
23、/p><p><b> 一、行車道板的計算</b></p><p> 1.恒載及其內(nèi)力(以縱向1m寬的板條進(jìn)行計算)</p><p> 每延米板上的恒載g:</p><p><b> 合計:</b></p><p> 每米寬板條的恒載內(nèi)力</p><
24、p> T梁翼板所構(gòu)成的鉸接懸臂板如圖5所示。</p><p><b> 圖5.行車道板構(gòu)造</b></p><p> 2.汽車車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力</p><p> 將車輛荷載后輪作用于鉸縫軸線上,后軸作用力為140kN,輪壓分布寬度</p><p> 如圖6所示,車輛荷載后輪著地長度為,寬度則
25、</p><p> 圖6.車輪荷載計算圖</p><p> 荷載對于懸臂梁根部的有效分布寬度:</p><p> 由于這是汽車荷載局部加載在T梁的翼緣板上,故沖擊系數(shù)取</p><p> 作用于每米寬板條上的彎矩為</p><p> 作用于每米寬板條上的剪力為:</p><p><
26、;b> 3.內(nèi)力組合</b></p><p> ?。?)承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計算</p><p> 所以,行車道板的設(shè)計內(nèi)力為</p><p> ?。?)正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合計算</p><p> 二、主梁的荷載橫向分布系數(shù)計算</p><p> (一)、計算支點截面的橫向分布系數(shù)(利
27、用杠桿原理法)。</p><p> 圖7.支點處橫向分布系數(shù)圖 單位:cm</p><p><b> 1號梁</b></p><p> 對于汽車荷載 </p><p> 對于人群荷載 </p><p><b> 2 號梁</b></p>&
28、lt;p> 對于汽車荷載 </p><p> 對于人群荷載 (由于是出現(xiàn)負(fù)的,取零,出于安全考慮)</p><p><b> 3 號梁</b></p><p> 對于汽車荷載 </p><p> 對于人群荷載 </p><p> ?。ǘ⒂嬎憧?/p>
29、中截面的橫向分布系數(shù)(利用偏心壓力法)。</p><p> 當(dāng)荷載位于跨中時,此橋在跨度內(nèi)設(shè)有橫隔板,具有強(qiáng)大的橫向聯(lián)結(jié)剛性,且承重結(jié)構(gòu)的長度比為</p><p> 但此處仍按剛性橫梁法繪制影響線并計算橫向分布系數(shù),本橋各根主梁的橫向截面均相等,梁數(shù)n=5, 梁間距為2米。</p><p> 圖8.荷載橫向分布系數(shù)圖 單位:cm</p><
30、p><b> 1號梁 </b></p><p> 由、繪制1#梁的橫向影響線,如上圖及最不利荷載位置。</p><p> 進(jìn)而由、計算橫向影響線的零點位置,設(shè)零點至1號梁位的距離為x,則:</p><p><b> 解得: </b></p><p> 零點位置已知后,就可以求出各類
31、荷載相應(yīng)于各個荷載的橫向影響線豎直坐標(biāo)。</p><p> 對于汽車荷載 </p><p><b> 對于人群荷載 </b></p><p><b> 2號梁</b></p><p> 由、繪制2#梁的橫向影響線,如上圖及最不利荷載位置</p><p>
32、 對于汽車荷載 </p><p> 對于人群荷載 </p><p><b> 3號梁 </b></p><p> 由、繪制3#梁的橫向影響線,如上圖及最不利荷載位置</p><p><b> 對于汽車荷載 </b></p><p><b>
33、對于人群荷載 </b></p><p><b> 橫向分布系數(shù)</b></p><p><b> 三、 主梁內(nèi)力計算</b></p><p> (一)、恒載內(nèi)力的計算</p><p><b> 1.恒載集度</b></p><
34、p><b> 主梁:</b></p><p><b> 橫隔梁:</b></p><p><b> 對于邊主梁:</b></p><p><b> 對于中主梁:</b></p><p><b> 橋面鋪裝:</b>&l
35、t;/p><p><b> 欄桿和人行道:</b></p><p> 作用于邊主梁的全部恒載g為:</p><p> 作用于中主梁的恒載強(qiáng)度為:</p><p><b> 2.恒載內(nèi)力</b></p><p> 計算邊主梁的彎矩和剪力,計算圖式如圖9所示,則</p
36、><p> 圖9.恒載內(nèi)力計算圖式</p><p><b> 主梁恒載內(nèi)力計算表</b></p><p> 注:括號( )內(nèi)值為中主梁內(nèi)力。</p><p><b> 支點剪力</b></p><p><b> 1 5梁</b></p>
37、<p><b> 2 3 4梁</b></p><p> ?。ǘ?、荷載內(nèi)力計算</p><p> 1.均布荷載和內(nèi)力影響線面積計算</p><p> 均布荷載和內(nèi)力影響線面積計算表</p><p> 2. 公路-Ⅱ級中集中荷載計算</p><p><b> 計算
38、彎矩效應(yīng)時 </b></p><p><b> 計算剪力效應(yīng)時 </b></p><p><b> 3. 計算沖擊系數(shù)</b></p><p> 結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度量:</p><p> 主梁截面形心到T梁上緣的距離:</p><p><b>
39、 跨中截面慣性矩:</b></p><p> 查表C25混凝土E取</p><p><b> 則沖擊系數(shù)</b></p><p><b> 因雙車道不折減,故</b></p><p><b> 4. 跨中彎矩計算</b></p><p&
40、gt; 由于跨中彎矩橫向分布系數(shù)1#、5#梁最大,所以只需計算1#、5#梁的彎矩,計算如下:</p><p> ?。?)對于1#梁和5#梁</p><p> 公路—Ⅱ級汽車活載的跨中彎矩: </p><p> 人群荷載的跨中彎矩:</p><p> (2)對于2#和4#梁</p><p> 公路
41、—Ⅱ級汽車活載的跨中彎矩:</p><p> 人群荷載的跨中彎矩:</p><p><b> ?。?)對于3#梁</b></p><p> 公路—Ⅱ級汽車活載的跨中彎矩:</p><p> 人群荷載的跨中彎矩:</p><p><b> 5. 跨中剪力計算</b>
42、;</p><p> ?。?)對于1#和5#梁</p><p> 公路—Ⅱ級汽車活載的跨中剪力:</p><p> 人群荷載的跨中剪力:</p><p> ?。?)對于2#和4#梁</p><p> 公路—Ⅱ級汽車活載的跨中剪力:</p><p> 人群荷載的跨中剪力:</
43、p><p><b> ?。?)對于3#梁</b></p><p> 公路—Ⅱ級汽車活載的跨中剪力:</p><p> 人群荷載的跨中剪力:</p><p><b> 6.支點剪力計算</b></p><p> 橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度</p><
44、p> 附加三角形重心影響線坐標(biāo) :</p><p> ?。?)對于1#和5#梁</p><p> 公路—Ⅱ級汽車活載的支點剪力:</p><p> 人群荷載的支點剪力:</p><p> (2)對于2#和4#梁</p><p> 公路—Ⅱ級汽車活載的支點剪力:</p><p&
45、gt; 人群荷載的支點剪力:</p><p><b> ?。?)對于3#梁</b></p><p> 公路—Ⅱ級汽車活載的支點剪力:</p><p> 人群荷載的支點剪力:</p><p><b> (三)、 荷載組合</b></p><p><b
46、> 其中,,,,</b></p><p><b> 跨中彎矩組合</b></p><p><b> 跨中剪力組合</b></p><p><b> 支點剪力組合</b></p><p><b> 四、橫隔梁內(nèi)力計算</b><
47、;/p><p> 1.作用在中橫隔梁上的計算荷載:對于跨中橫隔梁的最不利荷載布置如圖10所示。</p><p> 圖10.跨中橫隔梁受載圖 單位:cm</p><p> 縱向一列車輪對于中橫隔梁的計算荷載為:</p><p><b> 計算彎矩時</b></p><p><b>
48、計算剪力時</b></p><p> 2.繪制中橫隔梁的內(nèi)力影響線</p><p> 圖11.中橫隔梁內(nèi)力影響線 單位:cm</p><p> P=1作用在1#梁時:</p><p> P=1作用在5#梁時:</p><p> P=1作用在3#梁時:</p><p> 1
49、#主梁處右截面剪力影響線:</p><p> P=1作用于1#梁截面的右邊時</p><p><b> 即 </b></p><p> P=1作用于1#梁截面的左邊時</p><p><b> 即 </b></p><p> 繪成的影響線,如上圖11所示。<
50、;/p><p><b> 3.截面內(nèi)力的計算</b></p><p><b> 公路-II級:</b></p><p><b> 剪力的計算:</b></p><p> 4. 內(nèi)力組合(鑒于橫隔梁的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力甚小,計算中可略去不計)</p><p>
51、;<b> 五、主梁變形驗算</b></p><p> 跨中截面主梁結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的最大彎矩,汽車產(chǎn)生的最大彎矩(不計沖擊系數(shù))為,人群產(chǎn)生的最大彎矩為,主梁開裂構(gòu)件等效截面的抗彎剛度</p><p><b> 1.驗算主梁的變形</b></p><p> 可變荷載頻遇值產(chǎn)生的跨中長期撓度:</p>&
52、lt;p><b> 2. 預(yù)拱度計算</b></p><p><b> 應(yīng)設(shè)計預(yù)拱度</b></p><p><b> 應(yīng)做成平順曲線</b></p><p><b> 五、變形驗算</b></p><p> 按規(guī)范變形可按下列公式計算&l
53、t;/p><p><b> ,,</b></p><p><b> ,</b></p><p> 換算截面中性軸距T梁頂面的距離x</p><p><b> 代入各數(shù)值后</b></p><p><b> 解方程得:</b>&
54、lt;/p><p> 算開裂截面的換算慣性矩</p><p> 活載撓度計算,汽車荷載不計沖擊系數(shù)時:</p><p><b> 橫載撓度計算</b></p><p> 梁橋主梁跨中最大允許撓度:</p><p><b> 變形驗算滿足要求。</b></p>
55、<p> 六、設(shè)計依據(jù)與參考文獻(xiàn)</p><p> 1.《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTG–D60-2004).人民交通出版社,2004</p><p> 2.《公路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG–D60-2004).人民交通出版社,2004</p><p> 3.姚玲森,《橋梁工程》.出版社:人民交通出版社,1993<
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