混凝土结构设计
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混凝土结构设计的基本内容混凝土结构设计是指在建筑物或其他工程中使用混凝土材料进行结构设计,以满足建筑物或其他工程的强度、稳定性和耐久性要求。
混凝土结构设计是建筑工程中的重要部分,它直接影响着建筑物的安全性和耐久性。
混凝土结构设计的基本内容包括但不限于材料选用、结构设计、荷载计算、构件设计等内容。
本文将从混凝土结构设计的基本原理、设计方法及其应用进行详细介绍。
一、混凝土结构设计的基本原理1、混凝土的性质混凝土是一种由水泥、砂、石料和水经过一定比例的混合而成的材料,它具有很好的抗压强度和耐久性。
而且混凝土可以根据不同的配比和施工方法,制成各种形状和尺寸的构件,因此在建筑工程中得到了广泛的应用。
2、混凝土结构的设计原理混凝土结构的设计原理是指在给定的荷载作用下,确保混凝土构件在使用寿命内能够安全可靠地工作。
混凝土结构的设计原理主要包括以下几点:首先,要满足强度要求,即混凝土构件的抗压强度、抗拉强度、剪切强度等必须符合规定的要求。
其次,要确保结构的稳定性,即在荷载作用下结构不发生失稳。
第三,要保证结构的耐久性,即结构在使用寿命内不会因环境作用或其他因素而产生破坏。
最后,要充分利用材料的性能,尽量减少结构的自重和成本。
二、混凝土结构设计的方法1、建筑结构设计的基本步骤一般来说,混凝土结构设计包括以下基本步骤:首先,进行结构荷载的计算,包括自重、活载、风载、地震作用等。
其次,根据设计要求确定结构的受力形式和工作性能要求。
然后,根据结构的受力形式和工作性能要求确定结构的布局和构件尺寸。
接着,进行结构的受力分析和计算,确定各个构件的尺寸、配筋和截面形状等。
最后,进行结构的检验和优化,确保结构的安全可靠。
2、混凝土结构的受力分析方法混凝土结构的受力分析方法主要有几种:首先,是弹性力学方法,即根据结构的受力形式和工作性能要求,进行弹性力学分析和计算。
其次,是有限元方法,即利用有限元软件对结构的受力形式和工作性能要求进行数值分析和计算。
混凝土结构设计方法一、前言混凝土结构是建筑结构中最常用的一种结构,其设计方法涉及到混凝土的力学性能、结构的稳定性、使用要求等多方面的因素。
本文将介绍混凝土结构设计的一般方法,包括结构计算、材料选用、设计要求等方面。
二、结构计算1.荷载计算荷载计算是混凝土结构设计的第一步。
荷载的大小和方向将直接影响结构的稳定性和安全性。
常见的荷载包括自重荷载、活荷载、风荷载、地震荷载等。
荷载计算应根据国家规范和现场实际情况进行。
2.结构分析结构分析是混凝土结构设计的核心部分。
结构分析的目的是确定结构的内力、强度和稳定性。
常见的结构分析方法包括静力分析、动力分析、有限元分析等。
3.构件设计构件设计是混凝土结构设计的基础部分。
构件设计应根据结构分析的结果进行。
常见的构件设计包括梁设计、柱设计、板设计、基础设计等。
三、材料选用1.混凝土混凝土是混凝土结构的主要材料。
混凝土的强度、耐久性和变形性能将直接影响结构的安全性和使用寿命。
混凝土的选用应根据结构荷载、要求强度等因素进行。
2.钢筋钢筋是混凝土结构的另一重要材料。
钢筋的强度、粘结性和防腐性将直接影响混凝土结构的强度和稳定性。
钢筋的选用应根据混凝土的强度和结构的要求进行。
3.其他材料除了混凝土和钢筋外,混凝土结构中还常使用其他材料,如砖、石头、木材等。
这些材料的选用应根据结构的要求和使用环境进行。
四、设计要求1.安全性混凝土结构的安全性是设计的首要要求。
混凝土结构应满足国家规范和现场实际情况的要求,确保结构的稳定性、强度和耐久性。
2.使用寿命混凝土结构的使用寿命是设计的重要要求。
混凝土结构应根据使用要求和环境要求,选择适当的材料和设计方案,保证结构的使用寿命。
3.经济性混凝土结构的经济性是设计的重要要求。
混凝土结构应根据实际情况,选择合理的设计方案和材料,保证结构的安全性和使用寿命的前提下,尽可能降低建造成本。
五、总结混凝土结构设计是建筑结构设计中的重要环节。
混凝土结构设计应根据国家规范和现场实际情况进行荷载计算、结构分析、构件设计等方面的工作。
混凝土结构设计混凝土是一种常用的建筑材料,其特点是强度高、耐久性好,并且可以根据需要进行不同形式的设计和施工。
混凝土结构设计是确保建筑物的安全性、稳定性以及承载能力的关键。
在本文中,将探讨混凝土结构设计的重要性,基本原理以及设计过程的关键步骤。
1. 设计目标混凝土结构设计的目标是确保建筑物能够承受正常使用和荷载条件下的力学要求。
这包括结构的强度、刚度、稳定性以及对温度、湿度和地震等外部因素的适应性。
设计过程的首要任务是确定建筑物的设计要求,包括使用目的、荷载条件和建筑规范等。
2. 静力分析静力分析是混凝土结构设计的基础,通过分析各个结构元素的受力情况来确定其尺寸和形状。
静力分析的结果可以用来计算结构的承载能力、变形和应力分布等参数。
在进行静力分析时,需要考虑荷载的类型和大小,结构元素的材料特性,以及支点和边界条件等因素。
3. 结构设计在结构设计过程中,需要确定混凝土结构的几何形状、尺寸和材料性能。
这包括确定梁、柱、板等结构元素的截面形状和尺寸,以及混凝土的配合比和强度等级。
结构设计的目标是使结构在给定的荷载条件下满足强度和稳定性要求,同时尽量减小材料的使用量和施工难度。
4. 构造设计构造设计是指确定混凝土结构的施工方式和连接方法。
在构造设计中,需要考虑结构元素之间的连接和支撑方式,以及施工过程中可能出现的临时荷载和变形。
合理的构造设计可以提高施工效率,减少施工风险,并确保最终结构的质量和稳定性。
5. 材料选用混凝土结构设计需要选择合适的材料来满足设计要求。
重要的材料包括混凝土、钢筋和预应力钢筋等。
混凝土的强度和耐久性取决于水泥的类型和配合比,而钢筋和预应力钢筋的强度和韧性则是确保结构的关键。
在选择材料时,需要考虑其适应性、可获得性以及经济性等因素。
6. 结构施工结构施工是混凝土结构设计的最后一步,包括模板搭设、混凝土浇筑、养护和验收等过程。
在施工过程中,需要确保施工质量和安全,并按照设计要求进行施工计划和施工方案的调整。
混凝土结构的设计方法
混凝土结构的设计方法主要包括以下几个方面:
1. 结构设计原则:综合考虑结构的强度、刚度、稳定性、耐久性以及施工可行性等因素,根据结构承受的荷载和使用要求,确定结构的布局、尺寸和形式等。
2. 荷载计算:根据工程的使用要求和设计规范,分析和计算各种荷载的大小和作用方式,包括常规荷载(如自重、活载、风载等)和非常规荷载(如地震、爆炸、冲击等),并确定施工过程中施加的施工荷载。
3. 结构分析:根据结构的布局和荷载的大小,采用力学原理进行结构的静力分析或动力分析,确定结构各个构件的内力、变形和应力等参数。
4. 材料选择:根据结构的使用要求和设计规范,选择适当的混凝土强度等级、钢筋和预应力钢筋的规格和型号,保证结构的强度和耐久性。
5. 施工工艺:根据结构的特点和要求,制定合理的施工工艺和施工顺序,包括浇筑混凝土、安装和焊接钢筋、预应力张拉和灌浆等工艺操作。
6. 结构细部设计:根据结构的特点和力学要求,设计并确定结构各个连接部位(如节点、墙柱交接、板梁交接等)和构造细部(如开孔、凹槽、压应力区等)的尺寸和形式,保证结构的整体性和安全性。
7. 构造计算:对结构各个构件进行构造计算,确定每个构件的尺寸、配筋和预应力钢筋的布置,以保证结构的合理性和经济性。
8. 施工监督与质量控制:在施工过程中,通过监督和检查,控制结构施工的质量和进度,保证结构的可靠性和耐久性。
总之,混凝土结构的设计方法是一个整体性的过程,需要综合考虑结构的力学性能、耐久性、经济性和施工可行性等因素,通过科学的分析和计算,最终确定合理、安全、经济的结构设计方案。
混凝土建设结构设计规范混凝土建设结构设计规范是指在进行混凝土建设结构设计时需要遵循的一系列规范与标准。
这些规范与标准旨在确保建筑结构的安全、耐久和可靠性,减小人员和财产损失的发生风险。
下面将介绍一些常见的混凝土建设结构设计规范。
一、设计要求1.强度要求:混凝土建设结构应设计为满足强度要求的结构,包括承受正常荷载和临时荷载的能力。
2.刚度要求:建筑结构应设计为具有足够的刚度,以满足使用要求和适应荷载变化。
3.建筑物运动控制:建筑物的运动(如变形、振动等)应在可接受范围内,以确保结构的安全性和舒适性。
二、材料要求1.混凝土参考标准:在混凝土设计中,应根据当地的混凝土参考标准,确定混凝土的强度等级和配合比。
2.钢筋参考标准:在混凝土设计中,应根据当地的钢筋参考标准,选择适当的钢筋种类、强度等级和布置方式。
3.预应力混凝土参考标准:如果设计需要采用预应力混凝土结构,应根据当地的预应力混凝土参考标准,确定预应力筋的类型、强度等级和布置方式。
三、结构构件设计1.承载力设计:结构构件的设计应满足力学基本公式,以确保构件在正常工作状态下的强度和稳定性。
2.碰撞防护设计:在设计中,应考虑到结构构件可能发生碰撞或撞击的情况,采取适当的防护措施,保护结构的完整性和稳定性。
3.防水设计:在混凝土建筑中,应采取适当的防水措施,以确保结构的防水性能。
四、施工工艺要求1.建筑结构施工要求:在混凝土建筑施工过程中,应遵循相关的施工工艺要求,确保结构施工的质量和安全性。
2.注浆施工要求:在需要进行注浆的部分,应根据注浆材料的特性和施工要求,制定相应的注浆施工工艺。
3.预应力构件施工要求:在预应力混凝土构件的施工过程中,应严格按照预应力构件施工工艺要求进行施工。
五、监测与检验要求1.结构监测:在建筑结构的使用过程中,应进行定期的结构监测,以及时发现和修复结构的变形和损伤。
2.材料检验:应对所使用的混凝土、钢筋等材料进行必要的检验,确保其质量符合标准要求。
混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范是指在建筑工程中,为了保证结构安全和经济合理,制定的对混凝土结构的设计和施工的技术规范。
混凝土结构设计规范主要包括以下几个方面。
一、设计原则和要求混凝土结构设计应符合以下原则和要求:安全、经济、适用、美观、可维护等。
设计应遵循结构力学的基本原理,对各材料的性能和力学特性进行合理的选择和计算。
二、荷载设计荷载设计包括常见荷载的计算和分析,如死载、活载、风载、地震作用等。
设计中应根据荷载的不同特点和作用时程,进行道路、桥梁、楼房等建筑的设计。
设计中也要考虑荷载的组合和相互作用的影响。
三、材料选择和性能要求设计中应根据实际情况选用合适的混凝土材料。
混凝土材料应符合相关规范的技术要求,如抗压强度、抗折强度、抗渗透性等。
同时,应考虑材料的可获取性、工期要求、施工性能等因素。
四、构件设计构件设计包括柱、梁、板、墙等混凝土构件的尺寸和受力性能的计算和分析。
设计中应确保构件具有足够的强度和刚度,以承受荷载和变形。
同时,还要考虑混凝土构件与钢筋的布置和连接方式。
五、连接与施工设计中应合理选择连接方式,如焊接、螺栓连接等。
连接处的材料应与构件材料相适应,并满足强度和耐久性要求。
设计中还应考虑施工工艺和施工顺序,以确保结构施工质量和安全。
六、验收标准和检测要求混凝土结构设计完工后,需要进行验收和检测。
验收标准和检测要求包括结构构件的质量要求和检测方法。
设计中应明确验收标准和检测要求,以确保结构的安全性和使用性能。
七、施工管理和质量控制设计中应考虑施工管理和质量控制的要求。
施工管理包括施工单位的人员组织、施工计划、材料采购、施工技术和工艺控制等。
质量控制包括施工过程中的检测、试验和质量验收等措施。
总之,混凝土结构设计规范是保证混凝土建筑结构安全和经济合理的基础。
设计人员应根据实际情况和规范要求,科学合理地进行设计,并严格按照规范进行施工和验收,确保建筑结构的稳定性和使用性能。
混凝土结构设计的一般规定
1、混凝土结构设计应包括下列内容:
1结构方案设计,包括结构选型、构件布置及传力途径;
2作用及作用效应分析;
3结构的极限状态设计;
4结构及构件的构造、连接措施;
5耐久性及施工的要求;
6满足特殊要求结构的专门性能设计。
2、本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,以可靠指标度量结构构件的可靠度,采用分项系数的设计表达式进行设计。
3、混凝土结构的极限状态设计应包括:
1承载能力极限状态:结构或结构构件达到最大承载力、出现疲劳破坏、发生不适于继续承载的变形或因结构局部破坏而引发的连续倒塌;
2正常使用极限状态:结构或结构构件达到正常使用的某项规定限值或耐久性能的某种规定状态。
4、结构上的直接作用(荷载)应根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009及相关标准确定;地震作用应根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011确定。
间接作用和偶然作用应根据有关的标准或具体情况确定。
直接承受吊车荷载的结构构件应考虑吊车荷载的动力系数。
预制构件制作、运输及安装时应考虑相应的动力系数。
对现浇结构,必要时应考虑施工阶段的荷载。
5、混凝土结构的安全等级和设计使用年限应符合现行国家标准《工程结构可靠
性设计统一标准》GB50153的规定。
混凝土结构中各类结构构件的安全等级,宜与整个结构的安全等级相同。
对其中部分结构构件的安全等级,可根据其重要程度适当调整。
对于结构中重要构件和关键传力部位,宜适当提高其安全等级。
6、混凝土结构设计应考虑施工技术水平以及实际工程条件的可行性。
有特殊要求的混凝土结构,应提出相应的施工要求。
混凝土结构设计总说明一、设计背景及要求本混凝土结构设计旨在满足建筑物的强度、稳定性、耐久性和使用功能等要求。
建筑物位于城市中心区域,为多层框架结构,采用钢筋混凝土框架体系。
设计要求结构具有良好的抗震性能和抗震性能,并满足相关国家标准和规范的要求。
二、设计原则1.结构安全性:设计应满足结构强度、刚度、稳定性和耐久性的要求,确保结构在正常使用和极限状态下的安全性。
2.经济性:结构设计应考虑成本因素,在满足安全性的前提下,尽可能减少使用材料的量和投资。
3.施工可行性:设计应考虑到施工的可行性和工艺要求,合理设置构造节点和施工工序。
三、结构形式本建筑采用框架结构,主楼承重系统由混凝土钢筋框架组成。
主梁和主柱采用矩形截面钢筋混凝土构件,副梁和副柱采用T型截面钢筋混凝土构件。
楼板采用预制板和现浇楼板相结合的形式。
四、地基处理与基础设计1.地基处理:根据地勘数据,采取适当的地基处理措施,包括土方开挖、填筑工作和地质灾害防治措施等。
2.基础设计:采用承载力基础,选用适当的承载力设计方法进行计算,确保基础与结构之间的安全性。
五、结构材料及标准2.钢筋:按照GB1499.2-2024《混凝土用钢筋》进行配合设计,强度等级为HRB400。
六、抗震设计1.设计地震烈度:根据地区地震烈度等级,确定设计基准地震烈度参数。
2.荷载计算:根据地震作用下的荷载计算,确定各构件对地震的荷载大小。
3.抗震措施:采用抗震支撑和抗震墙等措施增强结构的抗震性能。
七、构造设计1.构造计算:采用静力计算和动力计算相结合的方法,对结构进行稳定性和抗震性能的可靠性计算。
2.构造节点:合理设置构造节点和连接方式,确保节点的刚度和承载力,避免出现破坏。
3.施工工艺:根据构造设计要求,合理安排施工工艺和工序,确保施工过程中的质量和安全。
八、安全评定根据结构设计方案,进行安全评定和风险评估,预测结构在正常使用和特殊情况下的可靠性和安全性。
九、结构监测与维护1.监测系统:根据结构特点和设计要求,设置结构监测系统,对结构进行定期检测和评估。
混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法主要包括结构设计原则、荷载计算、抗震设计以及细节设计等方面。
在混凝土结构设计过程中,需要合理地确定结构的类型、选取合适的材料、计算结构的荷载及强度,同时还需要考虑结构的抗震性能、防火性能以及施工工艺等因素。
下面将详细介绍混凝土结构设计的方法。
一、结构设计原则1.合理确定结构类型:根据使用功能、荷载特点、地质条件等因素,选择合适的结构类型,如框架结构、桁架结构、壳体结构等。
2.选择合适的材料:混凝土结构设计中,需要选择合适的水泥、骨料、添加剂等原材料,并根据设计要求合理配比,以确保结构的强度和稳定性。
3.协调结构荷载:在设计过程中,需要对各种荷载进行合理的计算和协调,包括常规荷载、临时荷载、地震荷载等。
4.考虑结构的抗震性能:地震是混凝土结构设计中需要特别关注的因素,需要根据地震区域划分和设计要求,进行合理的抗震设计。
二、荷载计算1.建筑物的常规荷载计算:常规荷载包括楼板自重、墙体荷载、屋面荷载等。
根据建筑物类型和空间布置,采用相应的规范进行计算。
2.临时荷载计算:临时荷载包括人员荷载、设备荷载、雨水荷载等。
根据设计要求和规范,进行合理的计算和安排。
3.地震荷载计算:地震荷载是混凝土结构设计中非常重要的一项计算内容。
根据地震区域的地震烈度和设计震级,采用相应的地震规范进行计算。
三、抗震设计1.确定抗震设计的性能目标:根据建筑物的重要性、使用功能等因素,确定抗震设计的性能目标,如抗震设防烈度、最大位移限值等。
2.选取抗震设计方法:常用的抗震设计方法有弹性设计、准弹性设计和弹塑性设计等。
根据具体情况选择合适的设计方法。
3.确定抗震设计的参数:包括地震作用的计算参数、结构基本周期、抗震剪力分配等。
根据规范要求进行合理的计算和确定。
四、细节设计1.结构连接件的设计:对于混凝土结构来说,连接件的设计十分重要,包括梁柱节点、墙柱节点、梁柱连接件等。
需要考虑强度、刚度、耐久性等因素。
混凝土结构设计规范《混凝土结构设计规范》(DG310-2020)是由中国建筑工业出版社发布的国家标准,旨在统一国内混凝土结构设计要求,使混凝土结构能够处理新的荷载、材料及施工技术等发展,规范主要包括:第一章总则1、本规范包括一般要求、分析、设计、健全力学设计、材料及施工性质等内容;2、设计必须符合本规范,重要项目可要求实行加强监护制度;3、设计必须考虑抗震设计、非震动结构安全、合理结构及施工性质;4、非震动结构设计应符合国家标准及本规范;第二章材料1、混凝土结构材料的性质、分类、计量等应服从有关国家标准、本规范和施工文明;2、混凝土材料必须符合设计要求,建议应使用连续等级的高级材料;3、混凝土中掺用外加剂不得超出规定标准,施工时必须采用合格材料;第三章设计1、设计应符合本规范及施工文件;2、设计结构应以安全、结构刚度、使用性能及经济效果为前提;3、设计中要考虑荷载、材料强度、结构力学特性等;第四章施工1、施工必须符合设计施工文件,并遵守国家及地方施工技术规范及有关法律法规;2、施工必须保证材料及结构密实、合理分担力矩、施工及其他构件之间的配合度等;3、施工现场应建立混凝土质量控制系统,以保证施工质量;第五章复核1、设计必须进行复核,应检查设计计算、施工文件等;2、复核必须符合国家标准及施工文件,复核时应注意结构安全性及抗震设计;3、复核前应仔细检查设计、施工文件及其他与设计有关的文件;第六章变更1、如发生变更,必须在工程安全的前提下,批准后方可实施变更;2、变更后须按本规范设计或重新检查已设计的构件,并按照施工及施工文件等办法加以改正;3、变更后必须重新复核,并完成变更复核报告。
目录设计资料 (2)1 道碴槽板的设计 (3)1.1 结构形式及基本尺寸 (3)1.2 荷载与内力 (3)1.2.1 恒载 (3)1.2.2 活载 (4)1.2.3 活载组合 (5)1.2.4 内力组合 (6)1.3 道碴槽板的设计与检算 (7)1.3.1 板厚检算 (7)1.3.2 配筋及检算 (8)1.3.3 混凝土压应力、钢筋拉应力及混凝土拉应力检算 (8)1.3.4 裂缝宽度检算 (10)2 主梁的设计 (12)2.1 结构形式及基本尺寸 (12)2.2 荷载与内力 (12)2.2.1 恒载及恒载内力计算 (12)2.2.2 活载及其内力计算 (13)2.2.3 内力组合 (15)2.3 梁的设计与检算 (16)2.3.1 跨中钢筋设计及检算 (16)2.3.2 主拉应力的检算 (18)2.3.3 剪应力计算及剪应力图 (19)2.3.4 箍筋设计 (20)2.3.5 斜筋设计 (20)2.3.6 弯矩包络图与材料图 (21)2.3.7 跨中截面裂缝宽度计算 (21)2.3.8 跨中截面挠度计算 (22)参考文献 (23)附图设计资料1 结构形式及基本尺寸梁梗中心距 道碴槽宽 每片梁顶宽 计算跨度 梁全长 梁高 跨中腹板厚 180cm390cm192cm1600cm1650cm190cm30cm桥上线路为平坡、直线、单线线路,道碴桥面;设双侧带栏杆的人行道。
3 材料混凝土:250号钢筋:T20MnSi 及A3。
板内:受力钢筋10φ;分布钢筋8φ。
梁内:纵向受力钢筋2φ;箍筋及纵向水平钢筋8φ,架立钢筋14φ。
4 荷载活载:列车活载:中—活载;人行道活载:距梁中心2.45米以内10kPa ; 距梁中心2.45米以外4kPa ; 恒载:人行道板重1.75kPa ; 栏杆及托架重0.76kN/m ; 道碴及线路设备重10kPa ;道碴槽板及梁体自重,按容重253/m kN 计算。
板重可近似按平均厚度计算。
5 规范《铁路桥涵设计规范》TBJ2—85梁体横截面图(单位:cm ):1 道碴槽板的设计1.1 结构形式及基本尺寸采用分片式T 形截面。
梁梗中心距为180cm 。
道碴槽板宽390cm 。
每片梁顶宽192cm 。
跨中腹板厚30cm ,距梁端3m 范围内腹板厚50cm 。
其他尺寸见梁体横截面图1.设计时以1m 长度的道碴槽板进行计算。
1.2 荷载与内力1.2.1 恒载(1)道碴及线路设备重()m kN q /101101=⨯= (2)槽板自重2q由CAD 的面积查询功能可得2643215.30622cm A A A A A A =++++=所以槽板的平均厚度)(9.184522763'cm Ah i =+⨯+=因此槽板自重()m kN l h q i /725.4125109.182'2=⨯⨯⨯=⨯⨯=-γ(3)挡碴墙重1Q挡碴墙的横截面尺寸如图1所示:图1 挡碴墙横截面尺寸(单位:mm )由CAD 的查询功能得: 挡碴墙面积:586.05002cm挡碴墙周长:104.0535cm边界框坐标:X :162.139—407.139 Y :-107.593—192.407质心坐标:X :261.592,Y :317.000 因此可得2558605mm A =,()kN l A Q 465.12511058605651=⨯⨯⨯=⨯⨯=-γ受合力作用点距挡碴墙外缘距离为其质心与边界框边缘横坐标之差,即: 261.592-162.139=99.453(4)人行道板重()m kN q /75.1175.14=⨯= (5)栏杆及托架重2Q()kN Q 76.0176.02=⨯=(作用点距栏杆内侧约0.04m 处) 综合(1)—(5),得恒载计算图:图2 道碴槽板恒载计算图1.2.2 活载(1) 人行道活载距梁中心2.45米以内,'3q 10/kN m =(至挡碴板墙边) 距梁中心2.45米以外,"34/q kN m = (至栏杆处的内侧)(2)列车活载p q (列车荷载以45°角扩散) ①普通列车产生“中—活载”如下② 特种列车产生的“中—活载”如下(道碴槽板的列车活载按特种活载计算,每一个集中荷载按45°角扩散。
)横向扩散宽度:()cm 31432.025.2=⨯+ 纵向荷载宽度:m 2.1 所以()m kN q p /348.662.114.3250=⨯=静动荷载需要考虑动力系数:()1p p q q μ=+静,()611,41230h L μαα⎛⎫+=+=-≤ ⎪+⎝⎭L 为悬臂板的长度,0.9L m =外,0.72L m =内所以 ()1 1.388μ+=外,()1 1.391μ+内,1 1.3895μ+=。
故 ()m kN q p /23.9235.6639.1=⨯= 1.2.3 活载组合 (1)有车列车活载+2.45米以外的人行道活载,即"3p q q + ,如下图:图3 有车时道碴槽板的荷载组合(2)无车:全部人行道活载,即'"33q q + 如图所示图4 无车时道碴槽板的荷载组合1.2.4 内力组合取顺跨方向1米长的板进行计算,以A 截面和C 截面计算为例,其余点的计算结果见表1和表2。
A 截面:()()()()m kN M A ⋅≈-⨯+⨯++⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯+⨯+++⨯=-169.709.063.0465.1263.0725.41064.0205.105.175.110631105476.022()m kN M h ⋅=⎪⎭⎫⎝⎛--⨯⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯=041.603.029.1214.323.9221256.069.156.0421 ()()m kN M h ⋅=⎪⎭⎫⎝⎛+-+⨯-+⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯=558.763.0256.001.005.156.001.005.110256.069.156.042()()kN Q A 339.1363.0725.410465.105.175.176.0=⨯+++⨯+=()kN Q h 298.2529.103.0214.323.9256.041=⎪⎭⎫⎝⎛--⨯+⨯=()()kN Q h 240.756.001.005.11056.042=-+⨯+⨯=C 截面:()()()m kN M C ⋅=+⨯+=817.3245.027.0725.4102()()m kN M h ⋅=+⨯=906.23245.027.023.9221m kN M h ⋅=000.02()()kN Q C 602.1045.027.0)725.410(=+⨯+= ()()kN Q h 406.6645.027.023.921=+⨯= kN Q h 000.02=48.1191.3 道碴槽板的设计与检算1.3.1 板厚检算取板的保护层厚度为20mm ,板的受力钢筋取2010T MnSi φ ,查表知[]MPa g180=σ;混凝土取250号,查表知[]MPa w 5.9=σ,15n =。
()mm a 25520=+=估根据平衡设计的有关原理检算板厚是否合理,检算公式如下:(1) 确定理想受压区高度:[][][]4419.01805.9155.9150=+⨯⨯=+==g w w n n h x σσσα (2) 确定混凝土截面尺寸b 及h :[]w Mbh σαα⋅⎪⎭⎫⎝⎛-=31220,取1100b m cm ==,列表计算如下:表3板厚检算)2mm)mm由上表可知,理实h h <,所以板厚均满足要求。
1.3.2 配筋及检算板各截面的配筋按如下公式计算:[]g g h MA σα⋅⋅⎪⎭⎫⎝⎛-=031 ,计算结果见下表()mm板的最小配筋率min 0.15μ=%,min μμ≥,所以满足要求 1.3.3 混凝土压应力、钢筋拉应力与混凝土主拉应力检算 采用以下公式,利用查表法计算:[]MPa bh M h h .5920=≤=σβσ ,[]MPa bh M g g 18020=≤=σγσ,[]MPa bzQzl zl63.02=≤=-σσ,其中0h λZ=。
计算结果如下2()3m3)m《桥规》中对受弯构件截面受拉的裂缝宽度:[]mm ff 2.0=≤δδ,f δ的计算公式如下:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⋅⋅⋅=z g g f d E r K K μσδ4.088021 MM M M K 2125.03.01++= ()hlg z A A n n n 133211βββμ++=,这里abAA A n g hlg z 21111==βμf δ——计算裂缝宽度(mm ), 1K ——钢筋表面形状系数,对光钢筋1K =1.0,带肋钢筋1K =0.8 1M ——活载作用下的弯矩 2M ——恒载作用下的弯矩 M ——全部计算荷载作用下的弯矩r ——对梁和板,可分别取1.1或1.2d ——受拉钢筋直径z μ——受拉钢筋的有效配筋率表8道碴槽板各控制截面的裂缝宽度的检验)m2 主梁的设计2.1 结构形式及基本尺寸计算跨度16.00m,梁全长16.50m,梁高1.90m,跨中腹板厚30.0cm,距粱端3m范围内腹板厚50cm 。
2.2 荷载与内力2.2.1 恒载及恒载内力计算 (1)主梁自重2q (一恒):梁的自重作均布荷载处理,距梁端3m 处腹板宽度,如下图所示:图5 主梁腹板的变化由CAD 面积查询功能得:窄腹板区段横截面积:2876543211037522cm A A A A A A A A A z =+++++++=宽腹板区段横截面积:2131282cm A A A g z k =+= 梁的平均横截面积:2113765.1665.10cm A A A kz =+=()m kN A q /4.2825101137642=⨯⨯=⨯=-γ(2)道碴、线路设备、人行道板、栏杆及托架重1q (二恒):1q =19.7 kN/m (3)一恒和二恒的和:()m kN q q /1.484.287.1921=+=+由上面可得恒载计算结果,如下图所示:图6 主梁恒载计算图示(4)恒载内力计算以变截面和跨中为例进行计算,其他点的计算结果见表9。
首先计算支座反力:()()kN q q Q 825.39625.821=⨯+= 变截面处:()()kN q q Q Q 525.25231.48825.39632175.2=⨯-=⨯+-=()()m kN q q Q M ⋅=⨯-⨯=⨯+⨯-⨯=819.874921.4875.2825.39632175.222175.22L处: ()()kN q q Q Q L 025.81.48825.39625.8212=⨯-=⨯+-=()()m kN q q Q M L ⋅=⨯-⨯=⨯+⨯-⨯=697.153825.821.488825.39625.821822212在计算移动荷载作用下结构上某一量值的最大值,我们通过运用预先编制好的中—活载的换算荷载表查换算均布荷载K 。