空心板设计计算

空心板设计计算

《课程设计报告》

系别：建筑科学与工程学院土木工程指导教师：樊华老师

专业班级：土交1002班

学生姓名：戴美荣(101502203)

（课程设计时间：2012年12 月24 日——2010年12 月28 日）

钢筋混凝土基本构件设计理论

课程设计任务书

一、目的要求

在学习《桥梁工程》之前，必须掌握《混凝土基本构件设计理论》，它是一门专业基础课，而且是进行桥梁设计时不可缺少的工具，必须能熟练进行钢筋混凝土构件的设计与计算。为了达到这一要求，特安排钢筋混凝土基本构件的课程设计，目的在于使同学能正确运用《混凝土基本构件设计理论》中的理论知识，通过系统地解决桥梁结构中钢筋混凝土空心板梁的设计计算，进一步牢固掌握钢筋混凝土受弯构件设计方法，以便为以后普通钢筋混凝土桥梁设计打下可靠的基础。

二、设计题目

钢筋混凝土简支空心板桥空心板设计。

三、设计资料

环境条件：I类环境条件

结构安全等级：二级。

1.某公路钢筋混凝土简支空心板桥空心板设计结构尺寸。

标准跨径：13.00m；

计算跨径：12.640m；

空心板全长：12.96m；

2.计算内力

（1）使用阶段的内力

弯矩M（KN.m）剪力V(KN)

1/4截面1/2截面支点截

面1/2截面

1 结构

自重

282.12 389.50 123.16 0

2 汽车

荷载

254

.30

338.82 128.24 55.88

3 人群

荷载

35.88 41.17 16.56 5.01

（表中汽车荷载内力已计入汽车冲击系数）

（2）施工阶段的内力

简支空心板在吊装时，其吊点设在距梁端a=500mm处，13m空心板自重

在跨中截面的弯矩标准值M k

，1/2

=190.42k N·m，吊点的剪力标准值V0=71.98kN。

3.材料

主筋用HRB335级钢筋

f sd＝280N/mm2；f sk＝335N/mm2；E s＝2.0×105N/mm2。

箍筋用R235级钢筋

f sd＝195N/mm2；f sk＝235N/mm2；E s＝2.1×105N/mm2。

混凝土强度等级为C30

f cd＝13.8N/mm2；f ck＝20.1N/mm2；f td＝1.39N/mm2；

f tk＝2.01N/mm2；E c＝3.00×104N/mm2。

四、设计内容

1、进行荷载组合，确定计算弯矩，计算剪力

2、采用承载能力极限状态计算正截面纵向主钢筋数量

3、进行斜截面抗剪承载力计算

4、全梁承载力校核

5、短暂状况下应力计算

6、进行正常使用极限状态的变形及裂缝宽度验算；

7、绘制钢筋配筋图

8、工程数量表的绘制

五、提交成果和设计要求

1、设计计算说明书（手写稿和打印稿并提供电子版，打印稿采用A4纸，采用统一打印封面左侧装订。.计算书要程序分明，文字通顺，书写工整，引出资料来源）；

2、空心板的配筋图（A3，图面整洁、紧凑，符合工程制图要求）；

3、设计时间一周；

4、按老师规定题目计算，不得自行更改题目。

《混凝土基本构件设计理论》

课程设计指导书

课程设计的内容为装配式钢筋混凝土空心板设计计算，具体内容有：（一）结构主要尺寸的估算

（二）板与梁的设计计算

1．根据题目所规定的设计活荷载，用影响线计算出跨中和L/4截面处的弯矩，跨中和支点处的剪力，并据此绘出弯矩和剪力包络图。

按极限状态法计算时，要按荷载的分项安全系数进行荷载组合，求得控制截面的设计荷载效应Md和Qd。

2．设计跨中截面钢筋

按极限状态计算正截面强度时，首先注意材料的强度值的取用，弯矩与剪力的单位取值要与之一致，按T梁截面的受压区翼缘的计算宽度，进行鉴别T 形梁的计算类型，并进行设计，同时对设计好的T形梁进行正截面强度复核。

3．抗剪配筋计算

按极限状态法计算时，进行斜截面的抗剪钢筋设计，最大设计剪力V d，要取用距支座中心h/2处的数值，其中混凝土与箍筋共同承担至少60%，弯起钢筋承担不超过40%，腹筋设计好后要进行斜截面抗剪强度和抗弯强度验算。

4．绘制主梁配筋布置图

按极限状态设计时，要进行全梁承载能力校核，详见教材有关内容规定。

5．裂缝宽度验算：要求在计算荷载作用下，验算主梁跨中截面处的裂缝宽

度，w fk 必须小于规范中的容许值。

6．挠度验算：计算由设计荷载产生的挠度不得大于规范规定值。

7．作一根主梁的材料用量表，计算各种编号、钢筋的总用量，以及混凝土

用量。

8．将以上设计计算的成果，绘制成空心板纵横断面的配筋图作施工用，图

中还列有钢筋和混凝土的用量表，各编号钢筋的大样图。

9．整理计算说明书。

计算书要求程序分明，列出算式，说明引用规范与资料来源，文字要通顺，

书写清晰。

钢筋混凝土简支空心板设计

1、计算内力设计值

①承载能力极限状态设计时作用效应的基本组合

跨中截面：

0γm kN M l d .8584.98717.414.18.082.3384.150.3892.10.12/,=⨯⨯+⨯+⨯⨯=）（ 0γkN V l d 944.830.514.18.08.554.102.10.12/,=⨯⨯+⨯+⨯⨯

=）（ 1/4跨截面：

0γm kN M l d .749.73488.354.18.030.2544.112.2822.10.14/,=⨯⨯+⨯+⨯⨯=）（ 支点截面：

0γkN V d 0992.34656.164.18.024.1284.116.1232.10.10,=⨯⨯+⨯+⨯⨯=）（ ②正常使用极限状态设计时作用效应组合

1）作用短期效应组合

m kN M l s .112.61317.410.182.3383

.17.050.3892/,=⨯+⨯+= m kN M l s .93.45488.350.13.2543

.17.012.2824/,=⨯+⨯+= 2）作用长期效应组合

m kN M l l .220.51017.414.082.3383

.14.050.3892/,=⨯+⨯+= m kN M l s .718.37488.354.03.2543

.14.012.2824/,=⨯+⨯+=

2、截面转化

将空心板截面换算成等效的工字形截面的方法，先根据面积、惯性矩不变的原则，将空心板圆孔折算成k k h b ⨯的矩形孔，则有