2012-2013學(xué)年第一學(xué)期《混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)》任務(wù)書(shū)(10級(jí)路橋)(1)

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)設(shè) 計(jì) 題 目 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋設(shè)計(jì) 專 業(yè) 年 級(jí) 2010級(jí)道路與橋梁專業(yè) 學(xué) 生 姓 名 班級(jí) 、學(xué)號(hào) 完成期限 2012 年 12 月 24 日開(kāi)始 2013 年 1 月 5 日結(jié)束指導(dǎo)教師 何 建 2011年12月 24日發(fā)題先張法預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)資料（一）設(shè)計(jì)荷載本橋設(shè)計(jì)荷載等級(jí)確定為汽車荷載（公路級(jí)），人群荷載為3.5KN/m2（二）橋面跨徑及凈寬標(biāo)準(zhǔn)跨徑：Lk=20m計(jì)算跨徑：L=19.50 m主梁全長(zhǎng)： 19.96m。（三）主要材料1混凝土采用C40混凝土澆注預(yù)制主梁；防撞欄桿采用C30混凝土；鉸縫采用C40混凝土澆注，封錨混凝土也使用C40；橋面連續(xù)采用C30混凝土。2鋼筋 普通鋼筋主要采用HRB335鋼筋，預(yù)應(yīng)力鋼筋為標(biāo)準(zhǔn)鋼絞線。3板式橡膠支座橡膠支座（四）施工工藝后張法施工，預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用兩端同時(shí)對(duì)稱張拉。（五）計(jì)算方法及理論極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)。(六)設(shè)計(jì)依據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004），以下簡(jiǎn)稱通用規(guī)范。公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D60-2004）。二、構(gòu)造布置及尺寸（一）橋梁橫斷面空心板的橫斷面具體尺寸見(jiàn)圖1。三、板的毛截面幾何特性計(jì)算邊、中板毛截面幾何特性 表21板號(hào)邊板中板幾何特性面積抗彎慣性矩截面重心到頂板距離面積抗彎慣性矩截面重心到頂板距離0. 72100.07980.4180. 55510.06220.484四、主梁內(nèi)力計(jì)算 跨中、支點(diǎn)截面公路級(jí)荷載產(chǎn)生的內(nèi)力 表4-2 截面板號(hào)荷載橫向分布系數(shù)彎矩影響線不計(jì)沖擊力=(kN·m)計(jì)沖擊力=1.274(kN·m)剪力影響線不計(jì)沖擊力=(kN)計(jì)沖擊力=1.274(kN)(m2)(m)(m2)(m)跨中邊板0.31546.374.82513.21653.314.820.560.7477.32中板0.305496.91632.5758.8174.87邊板0.31534.783.61384.54489.525.420.7585.12108.36中板0.305372.33473.9882.41104.91距支點(diǎn)h邊板0.3155.130130.59166.245.410156.38199.070.3893.1103.2800.48150.428000.950.46300.9-中板0.3055.130129.66165.065.410155.36197.770.38353.1103.2800.4810.428000.950.46200.9-支點(diǎn)邊板0.315-5.420178.14226.770.4075-4.2100.5-01中板0.305-5.420177.35225.770.4025-4.2100.5-01支點(diǎn)剪力橫向分布系數(shù)在本端支點(diǎn)處為0.5，L/4處與跨中橫向分布系數(shù)一致，支點(diǎn)與L/4之間線性變化，為計(jì)算方便，采用與影響線面積相應(yīng)的橫向分布系數(shù)平均值。4.2 作用效應(yīng)組合4.2.1 基本組合（用于結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)） 通規(guī)4.1.61式1）其中各分項(xiàng)系數(shù)的取值如下結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，=1.1；結(jié)構(gòu)自重分項(xiàng)系數(shù)， 1.2汽車荷載（含沖擊力）的分項(xiàng)系數(shù)，取1.42）基本組合計(jì)算永久作用的設(shè)計(jì)值與可變作用設(shè)計(jì)值組合表 表4-3-1（邊板）板號(hào)作用分類組合計(jì)算表達(dá)式跨中距支點(diǎn)h支點(diǎn)彎矩(kN·m)剪力(kN)彎矩(kN·m)剪力(kN)彎矩(kN·m)剪力(kN)剪力(kN)邊板永久作用一期恒載869.220651.92 90.26 162.47 162.59 180.52 二期恒載653.330490.00 67.84 122.12 122.21 135.69 1522.5501141.92 158.10 284.59 284.80 316.21 1827.0601370.30 189.72 341.51 341.76 379.45 可變作用（計(jì)沖擊力）653.3177.32489.52 108.36 166.24 199.07 226.77 914.63108.25685.33 151.70 232.74 278.70 317.48 使用階段2175.8677.321631.44 266.46 450.83 483.87 542.98 3015.86119.082261.19 375.56 631.68 682.51 766.62 永久作用的設(shè)計(jì)值與可變作用設(shè)計(jì)值組合表 表4-3-2（中板）板號(hào)作用分類組合計(jì)算表達(dá)式跨中距支點(diǎn)h支點(diǎn)彎矩(kN·m)剪力(kN)彎矩(kN·m)剪力(kN)彎矩(kN·m)剪力(kN)剪力(kN)中板永久作用一期恒載669.24 0501.93 69.49 125.09 125.18 138.99 二期恒載555.96 0416.97 57.73 103.92 104.00 115.46 1225.20 0918.90 127.22 229.01 229.18 254.45 1470.24 01102.68 152.66 274.81 275.02 305.34 可變作用（計(jì)沖擊力）632.57 74.87 473.98 104.91 165.06 197.77 225.77 885.60 104.82 663.57 146.87 231.08 276.88 316.08 使用階段1857.77 74.87 1392.88 232.13 394.07 426.95 480.22 2591.42 115.30 1942.88 329.48 556.48 607.09 683.56 4.2.2 作用短期效應(yīng)組合(用于正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì))永久荷載作用為標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻遇值效應(yīng)組合,其效應(yīng)組合表達(dá)式為 通規(guī)4.1.7-1式式中 -可變作用效應(yīng)的頻遇值系數(shù): 汽車荷載（汽車荷載不計(jì)沖擊力）=0.7,溫度梯度作用=0.8。4.2.3 作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合（用于正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)）永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)永久值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為： 通規(guī)4.1.7-2式式中第j個(gè)可變作用效應(yīng)的準(zhǔn)永久值系數(shù)，汽車荷載（不計(jì)沖擊力）=0.4，溫度梯度作用=0.8；作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值,結(jié)構(gòu)抗裂驗(yàn)算時(shí),其中可變作用僅考慮汽車等直接作用于構(gòu)件的荷載效應(yīng)。作用短期和長(zhǎng)期效應(yīng)組合計(jì)算 表44作用分類組合計(jì)算表達(dá)式跨中距支點(diǎn)h支點(diǎn)彎矩(kN·m)剪力(kN)彎矩(kN·m)剪力(kN)彎矩(kN·m)剪力(kN)剪力(kN)邊板永久作用1522.55 01141.92 158.10 284.59 284.80 316.21 可變作用（不計(jì)沖擊力）513.21 60.74 384.54 85.12 130.59 156.38 178.14 359.25 42.52 269.18 59.58 91.41 109.47 124.70 205.28 24.30 153.82 34.05 52.24 62.55 71.26 1881.80 42.52 1411.10 217.68 376.00 394.27 440.91 1727.83 24.30 1295.74 192.15 336.83 347.35 387.47 中板永久作用1225.20 0918.90 127.22 229.01 229.18 254.45 可變作用（不計(jì)沖擊力）496.91 58.81 372.33 82.41 129.66 155.36 177.35 347.84 41.17 260.63 57.69 90.76 108.75 124.15 198.76 23.52 148.93 32.96 51.86 62.14 70.94 1573.04 41.17 1179.53 184.91 319.77 337.93 378.60 1423.96 23.52 1067.83 160.18 280.87 291.32 325.39 五、設(shè)計(jì)要求1、對(duì)一塊空心板進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋配筋計(jì)算和驗(yàn)算，空心板可為邊板或中板。2、制圖計(jì)算工作完成后，需要把計(jì)算結(jié)果用圖紙表現(xiàn)出來(lái)。設(shè)計(jì)圖紙包括主梁外形尺寸圖、主梁預(yù)應(yīng)力鋼束構(gòu)造圖、主梁普通鋼筋構(gòu)造圖、主梁端部鋼筋構(gòu)造圖、鋼絲束錨具詳圖等，圖中應(yīng)包含鋼筋明細(xì)表及材料用量表3、計(jì)算說(shuō)明書(shū)要求計(jì)算步驟條理清楚，有算式，有說(shuō)明，并附有必要的示意圖，字跡工整，書(shū)面清楚。4、其他要求（1）將任務(wù)書(shū)打印后放在計(jì)算書(shū)前面。 （2）設(shè)計(jì)過(guò)程要求手算手寫(xiě)，不允許采用軟件計(jì)算 （3）杜絕抄襲，若發(fā)現(xiàn)兩份相同的計(jì)算書(shū)，同時(shí)取消二人成績(jī)。 （4）圖紙附在計(jì)算書(shū)后。 六、主要參考文獻(xiàn)1、公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范2、公路配筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋通設(shè)計(jì)規(guī)范 3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理教材7