桥梁工程课程设计计算说明书。
题目名称:钢筋混凝土t形简支梁设计。
姓名: 刘鹏
班级: 道桥11-3班。
学号: 311107001116
指导教师: 徐海滨
20 14 年07月02日。
课程设计任务书。
设计资料。一)具体的个人设计资料。
设计荷载:公路一级;
桥面净宽:7+2×1.5;
计算跨径:19.7m;
混凝土标号:c25;
主梁根数:4;
横隔梁根数:5
人群荷载3.5kn/m2、每侧栏杆和人行道重8.54kn/m2。
1.5%的桥面横坡,边缘最小厚度8cm;容重r1为24kn/m3;沥青混凝土2cm,容重r2为21kn/m3。
三)设计要求:
1)行车道板内力计算(按铰接悬臂板计算)
a.恒载产生的内力(按纵向1m宽的板条计算)
1.每延米板上的结构自重g
2.每米板宽条的恒载内力。
b.活载产生的内力。
c.内力组合,求出 mmax , qmax
1.承载能力极限状态内力组合计算。
基本组合。所以行车道板的内力组合为。
2.正常使用极限状态内力组合计算。
短期效应组合。
四)主梁的内力计算。
a.恒载产生的主梁内力(m1/2l 、m1/4l、q1/2l、qo)
结构自重集度计算表。
边主梁自重产生的内力。
注:括号()内值为中主梁内力。
b.活载产生的主梁内力(m1/2lmax 、m1/4lmax、q1/2lmax、qomax)
.荷载位于支点处时:(见下图)
1号梁的荷载分布系数为。
2号梁的荷载分布系数为。
人行道上没有布载,是因为人行道上荷载引起的负反力,再考虑荷载组合时反而会减小2号梁的受力。
.荷载位于跨中处时(按横向铰接樑法计算)
1.计算截面特性。
截面形心距翼板顶面距离e=18×130×(130/2)+(199-18) ×12×6÷(18×130+(199-18) ×12)=36.59cm
抗弯掼距为:i=1/12×18×(130)3+(18×130)(130/2-36.59)2+1/12(199-18) ×12)3+(199-18) ×12×(36.
59-12/2)2=26619491cm4
t1/b1=12/199<0.1,得c2=1/3;t2/b2=12/(130-12)=0.102,得c2=0.312
抗扭弯矩为:it=∑cibi(ti)3=1/3×199×(12)3+0.312×58×(18)3=220160cm4
3.求刚度参数和y
y=5.8i/it(b/l)2=5.8×26619491/220160×(199/1790)2=0.722
=390i/(l)4(d1/h1)3=390×22619491/(1790)4×(91/9)3=0.888
/(1+y)=0.888/1.722=0.5156
有计算结果可见,值对正则方程式系数的影响很小,可忽略不计。
1号梁荷载分布系数图。
公路i级:m=1/2(0.7+0.43+0.235-0.035)=0.665
人群荷载:m=0.887-0.2=0.687
公路i级:m=1/2(0.4+0.31+0.245+0.154)=0.554
人群荷载:m=0.462+0.1=0.562
荷载横向分布系数汇总。
五)绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如下图。
公路i级作用下,1#梁支点的最大剪力为。
#梁支点截面人群荷载的最大剪力为。
公路i级作用下,2#梁支点的最大剪力为。
#梁支点截面人群荷载的最大剪力为。
预规》第4.2.2规定,翼板计算宽度bf 按下式计算,并取其中最小值。
已知1号梁跨中弯矩。
所以为第二类t形梁。
4)、主梁变形计算。
1.持久状况正常使用状态下裂缝宽度验算。
可变荷载频遇值产生的跨中长期挠度。
5)判断是否设置预拱度。
根据《桥规》要求,当由荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应组合影响产生的长期挠度超过跨径的1/1600时,应设置预拱度。
6)计算预拱度最大值。
根据《桥规》要求,预拱度值等于结构自重和1/2可变荷载频遇值所产生的长期挠度。
六)横梁内力的计算。
对于具有多跟根内横隔梁的桥梁,由于主梁跨中处的横隔梁受力最大,横梁跨中截面受力最不利,故通常只要计算横梁中间的内力,其他横梁可偏安全地仿此设计。
1.确定作用在中横梁上的计算荷载,对于跨中横隔梁的嘴部利荷载布置如图。
纵向一列车轮对于中横梁的计算荷载为:
2.绘制中横隔梁的内力影响线。
p=1作用在1号梁轴上时。
p=1作用在4号梁轴上时。
p=1作用在4号梁轴上时。
由已学影响线的知识可知,影响线必在r-r截面处有突变,根据和连线延伸至r-r截面,即为值(1.0),由此即可绘出影响线如图m2-3影响线所示。
3.绘制剪力影响线。
对于一号主梁处截面的影响线可计算如下:
p=1作用在计算截面以右时。
p=1作用在计算截面以左时。
绘成影响线如图所示。
4.截面内力计算。
将所求得的计算荷载在相应的影响线上按最不利荷载位置加载,对于汽车荷载并计入冲击影响力,则得到如下所示结果。
5.内力组合(考虑到横隔梁的结构自重内力甚小,计算中可略去不计):
承载能力极限状态内力组合计算。
基本组合。正常使用极限状态内力组合计算。
短期组合。
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