装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算(G-M法).doc
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1、 桥 梁 工 程课 程 设 计课题名称:装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算(G-M法)学生学号:0801110223 专业班级:08交通土建02班 学生姓名:陶畅 学生成绩: 指导教师:杨爱平陈旭勇 课题工作时间:2011.06.07 至 2011.06.27 武汉工程大学环境工程与城市建设学院一、课程设计的任务和基本要求课题名称:装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算(G-M法:比拟正交异性板法)1.设计资料桥面净宽净-8+20.75m人行道主梁跨径及全长标准跨径 =20.00m(墩中心距离)计算跨径 =19.50m(支座中心距离)主梁全长 = 19.96m(主梁预制长度)设计荷载汽车荷载公路级,人群荷
2、载3kN/m2。材料钢筋:主筋用级钢筋,其他用级钢筋。混凝土:C40。计算方法:极限状态法结构尺寸参考标准图集,选用结构尺寸如下图所示,其中橫隔梁用五根。设计依据中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准(JTG B01-2003).中华人民共和国交通部发布.第1版.北京:人民交通出版社, 2004(2)中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004).简称“桥规”.中华人民共和国交通部发布.第1版.北京:人民交通出版社, 2004(9) 中华人民共和国行业标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004),简称“公预规”.中华人民共和国交通部发布
3、.第1版.北京:人民交通出版社, 2004(9)2.基本要求可采用计算机打印或钢笔书写,书写必须工整严禁以任何形式抄袭别人的计算成果书写设计计算说明书一份。指导教师签字: 教研室主任签字: 杨 爱 平 章 国 成2011年6 月7 日 2011年6 月7 日二、进度安排: 2011年6月 7 日2011年6月 8 日 主梁计算; 2011年6月 9 日2011年6月10日 横梁的计算;2011年6月11日2011年6月12日 行车道板计算;2011年6月13日2011年6月14日 支座计算; 2011年6月15日2011年6月16日 基础计算;2011年6月17日 答辩、交说明书。三、应收集资
4、料及主要参考文献 叶见曙主编.结构设计原理.第1版.北京:人民交通出版社, 1998(3) 白宝玉主编.桥梁工程.第1版. 北京:高等教育出版社,2005 公路桥涵设计手册.梁桥(上、下册).人民交通出版社.2000 易建国主编.桥梁计算示例丛书.混凝土简支梁(板)桥.第2版.北京:人民交通出版社, 2000四、课程设计摘要(中文)本课程设计为计算跨径20米装配式钢筋混凝土简支T梁桥。该设计的目地是让同学们对同学们梁结构设计有进一步的了解,也是对已学课程内容的回顾和应用,对我们将后来的设计工作有很大的指导作用!本课程设计包括以下内容:主梁的计算,主要包括荷载横向分布系数的计算(G-M法)、作用
5、效应的计算、截面设计、配筋与验算、裂缝宽度与挠度的验算;横梁的计算,主要包括弯矩计算(G-M法)、截面配筋与验算、剪力效应计算及配筋设计;行车道板的计算,主要包括确定计算图式、永久荷载及其效应计算、截面设计、配筋与强度验算;支座的计算,主要包括选定支座尺寸、确定支座厚度、验算支座的偏转及抗滑稳定性。整个结构在设计过程中,严格遵循相关的专业规范的要求,参考相关资料和有关最新的国家标准规范,对涉及的各个环节进行综合全面的科学性考虑。设计合理可行性的建筑结构方案是现场施工的重要依据。五、答辩记录: 答辩意见及答辩成绩答辩小组教师(签字): 2011 年 月 日总评成绩:(教师评分75%+答辩成绩25
6、%) 课程设计评审标准(指导教师用)评价内容具 体 要 求权重调查论证能独立查阅文献和从事其他调研;能提出并较好地论述课题的实施方案;有收集、加工各种信息及获得新知识的能力。0.1实践能力能正确选择研究(实验)方法,独立进行研究工作。如装置安装、调试、操作。0.2分析解决问题能力能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题;能正确处理实验数据;能对课题进行理论分析,得出有价值的结论。0.2工作量、工作态度按期圆满完成规定的任务,工作量饱满,难度较大,工作努力,遵守纪律;工作作风严谨务实。0.2质 量综述简练完整,有见解;立论正确,论述充分,结论严谨合理;实验正确,分析处理科学;文字通顺,技术用语准
7、确,符号统一,编号齐全,书写工整规范,图表完备、整洁、正确;论文结果有应用价值。0.2创 新工作中有创新意识;对前人工作有改进或独特见解。0.1第一章 主梁的计算(一)主梁的荷载分布系数(按GM法)(1)主梁的抗弯及抗扭惯矩和求主梁界面的重心位置(图1-1):平均板厚:T型截面抗扭惯矩近似等于各个矩形截面抗扭惯矩之和,即; 式中:矩形截面抗扭惯矩刚度系数; ,相应各矩形截面的宽度和厚度。查桥梁工程表2-5-1可知:,故单位宽度抗弯及抗扭惯矩:(2)横梁抗弯及抗扭惯矩翼板有效宽度计算(图1-2)横梁长度取为两边主梁的轴线间距,即:,查桥梁工程表2-5-3得:,所以:求横梁截面重心位置:横梁的抗弯
8、及抗扭惯矩、:,查查桥梁工程表2-5-1得,但由于连续桥面板的单宽抗扭惯矩只有独立板宽扁板者的一半,可取。,查表得:,故有:单位宽度抗弯及抗扭惯矩:(3)计算抗弯参数和抗弯参数式中为桥梁承重结构的半宽,即:按公预规3.1.6条,取,则:(4)计算荷载弯矩横向分布影响线坐标已知,查G-M图表,可得表中数值。见表(1-1)表1-1 荷载弯矩横向分布影响线坐标值梁位荷载位置 0.920.951.001.051.081.051.000.950.921.081.091.101.111.060.990.920.840.791.291.261.211.111.000.900.810.720.661.561.
9、4301.261.090.960.830.730.660.581.971.531.301.080.910.790.660.570.480.750.890.991.141.211.140.990.890.751.531.431.321.261.120.890.620.350.102.892.101.761.391.000.630.23-0.17-0.563.362.762.111.480.890.38-0.18-0.58-1.064.403.502.401.560.630.12-0.56-1.07-1.69用内插法求各梁位处横向分布影响线坐标值见图(1-3) 列表计算各梁的横向分布系数影响线坐标
10、值(表1-2)梁号计算式荷载位置 1.6421.4501.2681.0880.9500.8220.7160.6420.5603.5682.9082.1681.4960.8380.328-0.256-0.678-1.186-1.926-1.458-0.900-0.4080.1120.4940.9721.3201.746-0.346-0.262-0.161-0.0730.0200.0890.1740.2370.3133.2222.6462.0071.4230.8580.417-0.082-0.441-0.8730.6440.5290.4010.2850.1720.083-0.016-0.088-0
11、.1751.2061.1921.1661.1101.0240.9360.8540.7680.7122.3461.8321.5841.3381.0480.7340.3860.038-0.296-1.140-0.640-0.418-0.228-0.0240.2020.4680.7301.008-0.205-0.115-0.075-0.041-0.0040.0360.0840.1310.1812.1411.7171.5091.2971.0440.7700.4700.169-0.1150.4280.3430.3020.2590.2090.1540.0940.034-0.0230.9200.9501.0
12、001.0501.0801.0501.0000.9500.9200.7500.8900.9901.1401.2101.1400.9900.8900.7500.1700.0600.010-0.090-0.130-0.0900.0100.0600.1700.0310.0110.002-0.016-0.023-0.0160.0020.0110.0310.7810.9010.9921.1241.1871.1240.9920.9010.7810.1560.1800.1980.2250.2370.2250.1980.1800.1561、5梁 2、4梁 3梁 (系梁位在O点的K值) (5)绘制横向分布系数图
13、,求横向分布系数。按照桥规4.3.1和4.3.5条规定:汽车边缘距人行道边缘距离不小于0.5米,人群荷载取,人行道板以竖向力作用在一块板上。 人群荷载: 人行道板: 梁端剪力横向分布系数(按杠杆法)公路级(图1-6) 人群荷载 图1-6图1-7 人群荷载作用下影响线坐标值(二)作用效应计算1、永久作用效应(1)永久荷载假定桥面构造各部分重力平均分配给主梁承担,计算见表1-3。表1-3钢筋混凝土T型梁桥永久荷载计算构件名构件简图及尺寸(cm)单元构件体积及算式(m3)容重每延米重量主梁1308181818025横隔梁25桥面铺装29180沥青混凝土:混凝土垫层(取平均厚9cm): 2324人28
14、14行道部28分10015 151041042502325252525182525一侧人行道部分每2.5米长时重12.40kN,1.0米长时重12.40/2.5=4.94(kN/m)。按人行道板横向分布系数分摊至各梁的部分为:1号、5号梁: , 2号、4号梁: , 3号梁: ,各梁的永久荷载汇总于表(1-4)表1-4各梁的永久荷载(单位:)梁号主梁横梁栏杆及人行道铺装层合计1(5)2(4)310.3110.3110.310.721.431.432.322.001.544.724.724.7218.0718.4618.00(2)永久作用效应计算影响线面积计算见表表1-5 影响线面积计算值项目计算
15、面积影响线面积永久作用效应计算汇总于表1-6表1-6永久作用效应计算表梁号(kN)1(5)18.0747.53858.8718.0735.65644.2018.079.75176.182(4)18.4647.53877.4018.4635.65658.1018.469.75179.99318.0047.53855.5418.0035.65641.7018.009.75175.502、可变作用效应(1)简支梁桥自振频率:,C40混凝土,介于和之间,按(桥规)4.3.2条规定,冲击系数按下式计算:(2)公路级均布荷载,集中荷载影响线面积按照桥规4.3.1条规定,公路级级均布荷载,集中荷载。(计算跨
16、径为19.5m,故值需进行内插计算)计算剪力效应时: 人群荷载为:公路级及其影响线面积表(1-7)表1-7公路级及其影响线面积表项目顶点位置L/2处10.5285.647.53L/4处10.5285.635.65支点处10.5285.69.85L/2处10.5285.62.438(3)可变作用效应(弯矩)计算表1-8公路级产生的弯矩(单位)梁号内力(1)1+(2)(3)(4)(5)(6)弯矩效应 (1)(2)(3)(4)+(5)(6)10.5590.5591.301910.547.5335.65285.64.8753.6561376.461032.3120.4890.48947.5335.65
17、4.8753.6561204.10903.0430.4220.42247.5335.654.98753.6561056.77779.31人群产生的弯矩(单位)表1-9人群产生的弯矩(单位)梁号内力(1)(2)(3)弯矩效应(1)(2)(3)10.6210.621347.5335.6588.5566.4220.4110.411347.5335.6558.6043.9630.3220.322347.5335.6545.9134.44基本荷载组合:按桥规4.1.6条规定,永久作用计算值效应可变作用计算值效应的分项系数为:永久作用分项系数:;汽车作用分项系数:;人群作用分项系数:。弯矩基本组合见表表1
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