水工钢筋混凝土结构课程设计计算计算书.docx

水工钢筋混凝土结构课程设计计算说明书课程水工钢筋混凝土结构课程设计一、拟定轨道梁的截面尺寸T型梁截面尺寸：b=600mm,h=1600mm,hf=300mm,br=1600mm.梁的净跨度In=(7-0.6÷2)=6.7m，支座宽度a=0.6m>0.05Ic=0.05×7.3=0.365m,故计算弯矩时梁的计算跨度IO=Lo51II=LO5x6.7=7.035m,为了简化计算，此处简化为7m,即lo=7m°IAnrl93Ju6二、T型梁所受荷载钢筋混凝土T形梁的自重：gk=(1.1×0.3+0.9×0.6)×25=21.75(AV/?)门座起重机的自重：Gk=(195×IO3)×10=195XIOiV=1950A/V门座起重机的起重量：Qk=(10XIO3)×10=10×IO4/V=IoOLV混凝土强度等级采用C25(因工作桥纵梁处于露天)，纵筋采用11级(HPB335)钢筋，箍筋采用I级(HPB235)钢筋。由附表可查得材料强度设计值九=12.5Nmm2=310Nmm九、,=210犷皿2。荷载分项系数加=1.05,q=1.5(起重机械荷载)，结构安全级别为H级,结构重要性系数YO=L0,正常运营期为持久状况，设计状况系数-=1.0,结构系数Yd=L2。三、内力计算1.集中荷载作用下的内力计算梁上作用的集中活荷载是门座起重机自重G2k和其起重力4,门座起重机自重大小不变位置可变；门座起重机起重量的大小和位置均可变化,但其对梁的荷载作用通过门座起重机的轮子传地到梁上。活荷载需要考虑各种可能的不利作用方式。利用书本上附录八可计算出集中荷载作用下各跨十分点截面上的最大与最小弯矩值及支座截面的最大与最小剪力值。其计算公式为M=<¼或财=aGloV=0Q或V=G集中荷载计算值：由于门座起重机有四条腿，每条腿由两个轮子支撑，因此其作用在梁上的集中载荷为S+0)/8。Q=YQ(或+4)/8=1.5×(1950+100)/8=384.375kN故。1o=384.375×7=2690.6kNo系数a、。可根据荷载的作用图示，由附录八查出每一荷载作用时的系数值，然后叠加得出。附录八是将每跨分为十等分。本文为了计算简便，仅考虑中间跨的C、22、24、25四个截面的内力。算出每种集中荷载图示作用下每个截面的内力值，组合后就可以得出各截面的最不利内力值。集中荷载作用下的内力计算结果列于表1。表1集中荷载作用下的内力计算表序号荷载简图计算截面的弯矩/kN-m支座剪应力值/kNC222425CLCR1AiAAAi作用于9、11、24、26截面(0.0103-0.0172-0.0845-0.0671)×2690.6=-426.46(0.0077-0.0128+0.0389+0.0094)×2690.6=116.23(O.0051-0.0085+0.1624+0.0859)×2690.6=658.93(O.0038-0.0064+0.1242+0.1242)×2690.6=661.35(-0.0131+0.0218+0.6175+0.3625)×2690.6=2660.20(O.0489-0.0855-0.1057-0.0839)×2690.6=-611.302AAAAAA作用于8、10、23、25截面(0.0206+0-0.0766-0.0792)×2690.6=-363.77(0.0154+0+0.0686+0.0208)×2690.6=281.97(0.0102+0+0.1139+0.1208)×2690.6=658.93(O.0076+0+0.O866+0.1708)×2690.6=713.01(-0.0261+0+0.7266+0.5000)×2690.6=3230.07(O.0978+0-0.O958-0.0990)×2690.6=-254.533最不利荷载组合Max：-363.77Min：-426.46Max：281.97Min：116.23Max：658.93Min：658.93Max：713.01Min：661.35Max：3230.07Min：2660.20Max：-254.53Min：-611.302.均布荷载作用下的内力计算在均布恒载作用下的最大与最小弯矩值，可利用附录九的表格计算。为了与集中荷载作用下的弯矩值组合，本文只计算相应的几个截面弯矩值。计算公式："皿=agl+=agl；+均布荷载设计值：g=rGgk=l.05×21.75=22.84kN故glj=22.84×72=1119.16kN计算结果列于表2。.表2均布恒载下的弯矩计算表截面系数agl=弯矩值/(kNm)C-0.0790-88.4122+0.00111.2324+0.041146.0025+0.046151.59在均布荷载作用下的最大与最小剪力可利用附录六的表格计算。计算公式：V=gln+qln均布荷载设计值：g=cgk=1.05×21.75=22.84kN故gll,=22.84×6.7=153.03kN计算结果列于表3o表3均布恒载下的剪力计算表支座系数Z,=剪力值(kN)C10.50076.52Cr-0.500-76.523.最不利内力组合各截面的最不利内力，是由集中荷载和均布荷载产生的最不利内力相叠加并乘以系数九及“值后得到。计算结果列于表4。表4最不利内力设计值组合计算截面的弯矩设计值/(kNm)支座截面剪力设计值/kNA222425ClCr由集中荷载产生最大值-363.77281.97658.93713.013230.07-254.53最小值-426.46116.23658.93661.352660.20-611.30由均布荷载产生恒定不变-88.411.2346.0051.5976.52-76.52总的最不利内力最大值-452.18283.20704.93764.603306.59-331.05最小值-514.87117.46704.93712.942736.72-687.82四、配筋计算纵向钢筋计算（中间跨配筋计算）1 .该跨最大弯矩在25截面MDaX=764.60kN-m。最大剪力在支座处nax=3306.59kN.,估计为双排钢筋，取a=130mm,则a=130z三z,o=h-a=1600-130=1470三hf、300 1470=0. 204 > 0. 1.=k=Z=2333.3三r33br=b+12r.=600+12×300=4200三故bf取2333.3mm2 .配置抗弯钢筋判别为T形截面类型Ifebrhf人凤-=12.5×2333.3×30(X1470-)=9624.86KNmy21.22Mu=764.60KNm<IfCbf,人儿-女)/d2故属于第一种情况xhf,按宽度为2333.3的矩形梁算久=-i-=764.6。Xla=°。3fb.A/12.5×2333.3×14702=-1-2s=1-1-2×0.01213=0.01221,fc.12.5×0.01221×2333.3×1470门八24 =B_u._=1688.70mm5 fy310故取7018(1781mm2)箍筋计算（配置抗剪箍筋）L截面尺寸复核：(1479.300)=954.0b600(0.3)=(0.3×12.5×600X1470)=3307.50>K7=3306.591九1.2故截面尺寸满足抗剪条件。2 .验算是否需按承载力计算确定箍筋：VC=0.Q7fcb0=0.07×12.5×600×1470=771.75kN<dK7=1.2×3306.59=3967.91kN应有计算确定腹筋用量。3 .腹筋计算初选双肢箍筋。10200Asv=157mm2s=200<ST=250三=娟=bs=0.13%>0.12%满足要求600X200a157Vv=1.25f“=1.25×210××1470=302.9IkNsvJ"s°200VcS=VC+Vsv=771.75+302.91=1074.66<dVl=3967.9IkAr应增设弯起钢筋帮助抗剪。九w一VCSfysin45o3967.91-1074.66310x0.707=13.20mm2由纵筋弯起»18（ASb=254.5i三2）满足计算要求。第一排弯起的钢筋起弯点离支座距离s1+h-a-a,=100+1600-130-90=1480mm说明：按施工要求取2016帮助绑扎钢筋。因为h=1600mm高度较高，所以按构造要求在h中间加腰筋2014,有利于钢筋的绑扎固定及钢吩的竖向稳定性。五、裂缝开展宽度及变形验算1、裂缝开展宽度验算：由（X=LO,2=l.O,a3=l.5,c=50mm,d=16m,Es=2×IO5O. 87h0J5=335. 69Mpa764.6×IO6O.87×1470×1781ple=Ay/A,f=1781/(130×600)=0.0228则 maxl23c + dEs 0.30 + 1.4区50 + 180.30 + 1.4 × 0. 0228335.69=1.0×1.0×1.5××2×10°=0.172mm<,w3=0.25mm满足裂缝宽度要求。2、变形验算：计算梁的短期刚度：=r'f17811470 × 600=2. 02 × IO 3M - b)hfbho(1600 - 600)x 3001470 × 600=0. 34Bs=(0.025+0.28%p)(1+0.55y+0.12)ECbMBS=(0.025+0.28%P)(I+0.55"+0.12f)Ecb=(0.025+0.28×20x%×2.02×IO3)(1+0.55×0.34)×2.55×IO4×600×147032.55×104=1.70×IO15Nmnr计算梁的长期刚度：B1=B=1.70×10152=8.49×IO14Nmm25B1 48=4. 60mm764.60×700028.49×IOu1.4.6O,YIL7000L600满足挠度要求。六、弯矩包络图可根据表4各截面的最大、最小弯矩设计值坐标点绘制而得。（图）七、剪力包络图可根据表4的支座截面最大与最小剪力设计值，按作用相应荷载的简支梁计算出各截面的剪力设计值而绘得。