中南大学12米钢筋混凝土梁设计

12米钢筋混凝土铁路简支梁计算任务书班级：学号：姓名：2011/12/30目录第一部分课程设计任务书设计资料.................................................1第二部分道碴槽板的设计计算（一）荷载...............................................2（二）板厚的验算.........................................8（三）配筋并检算最小配筋率...............................9（四）混凝土压应力、钢筋拉应力检算.......................9（五）裂缝宽度验算......................................13第三部分主梁的设计计算（一）主梁荷载及内力...................................12（二）梁的主拉应力的检算...............................15（三）检算是道碴槽板厚度与宽度是否满足T型梁设计.......16（四）主梁的跨中截面主筋设计...........................16（五）主梁的跨中截面主筋及混凝土正应力的检算............17（六）剪应力图绘制......................................18（七）箍筋设计.........................................19（八）斜筋设计.........................................20（九）为绘制弯矩包络图和材料图计算跨中截面最大M值.....20（十）跨中截面裂缝宽度检算………………………………….20（十一）跨中挠度检算……………………………………………….211钢筋混凝土铁路简支梁设计第一部分课程设计任务书设计资料1、结构型式及基本尺寸采用分片形式T形截面。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180cm390cm192cm12.00m12.50m1.55m30cm2、桥上线路与人行道桥上线路为平坡、直线、单线铁路，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φ10；分布钢筋φ8。梁内：纵向受力钢筋φ20；箍筋及纵向水平钢筋φ8；架立筋φ14。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（集中作用于栏杆中心）0.76kN/m（顺桥）；道碴及线路设备重10kPa；道碴槽板及梁体自重，按容重25kN/m3计算。板自重可近似按平均厚度计算。5、规范《铁路桥涵设计规范》TB2005《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB10002.3--20052⑧⑧⑨⑨⑦⑥④⑤②③③①1:130390/23155151570639312647452710301027105人行道步版二．设计计算内容第一部分道碴薄板的设计和计算一．荷载计算与组合1.恒载（1）板的自重1q（按平均厚度fh）)(5.85063)1512(2/121cmA)(5.60745)1512(2/122cmA)(5.52627)1524(2/123cmA)(5.4816)5.2473195(2/124cmA)(7010726cmA（按矩形估算）)(5.3062705.4815.52625.6075.8502264321cmAAAAAA板平均高度)(904.18452727635.3062cmLAhf3)/(726.4100/25904.1811mKNrhqcf（2）道碴及线路设备重：)/(101102mKNq（3）外挡碴墙重1Q外挡碴墙的几何尺寸如图所示：挡碴墙x251113024.58162.51612.262.56.11.8586.05()222Acm（）4125586.05101.465()cQAkN51Q作用点：140300701/216080(14036/3)44140(14022)1/23618(18436/3)61122/2(18461/3)Ax599.5xmm取为99mm。（4）人行道板重：31.7511.75(/)qkNm（5）栏杆及托架重：20.76QkN综上可得恒载的计算图示如下：4道碴槽板恒载受力示意图尺寸单位：cm恒载引起的内力计算：在顺跨度方向取１米宽的板带进行计算。E截面：222411.10.761.11.751.06/21.8192EMQqlkNm0.761.751.062.615QkNEA截面：1.690.6320.76(1.10.63)1.751.465(0.630.099)0.514.7260.637.167()AMxdxkNm0.761.751.061.46514.7260.6313.357()QkNAB截面：1.690.920.76(1.10.630.27)1.751.465(0.630.270.099)14.726(0.630.27)/211.310BMxdxkNm0.761.751.061.46514.7260.917.333()QkNBC截面：2210(0.480.27)/24.726(0.450.27)/24.037()CMkNm100.754.726(0.750.03)10.903QkNCD截面：22100.48/24.7260.45/21.631()DMkNm100.484.7260.456.927()QkND梁中线挡碴墙边支架边q3=1.75kN/mq1+q2=(4.725+10)kN/mQ2=0.76kNQ1=1.465kNEABCD栏杆柱内侧52.活载（1）列车活载特种列车产生的“中—活载”如下：在横向分布：按1：1扩散，枕下道碴厚0.32m，枕长2.50m。故横向分布至3.14m。在纵向分布：考虑相邻枕轨间的影响，由实验，在纵向分布至顶长1.2m。即如下图所示：250KN250KN250KN1.5m1.5m1.2m32cm250/2kN250/2kN45°314/2m32cm道碴槽板的列车活载按特种活载。02250/266.348/1.571.2pqkNm计算活载冲击系数611()30L=4(1)2hh为轨底至梁顶高度。(++0.32=0.02+0.16+0.32=0.50mh垫板厚）（轨枕厚）4(10.5)2外悬臂板长900.9Lcmm外6(1)12.0()1.388300.9外02(1)1.38866.34892.091/ppqqkNm外外内悬臂板长720.72Lcmm内6(1)12.0()1.391300.72内02(1)1.39166.34892.290/ppqqkNm内内（）6两者差值较小，取其平均值:)/19.922290.92091.922mKNqqqppp（外内横向分布于板顶3.14m范围内（对称于梁中线）（2）人行道静活载距梁中心2.45m以内：'310qkPa;距梁中心2.45m以外：34qkPa.（3）活载内力组合（分有车、无车情况讨论）：活载组合①：有车--列车活载+2.45m以外的人行道活载，即''3pqq，板与人行道荷载分布图如下：1.06220.540.562.24144(1.060.5)1.747()2EEQkNMxdxkNm240.5692.190.2525.28810.25/26.0392AAQkNMkNm224(1.69-1.13)+92.19240.5692.190.5250.179()11(1.961.4)16.22722BBQkNMkNm2292.190.52+4292.190.7569.143()92.190.75/225.928CCQkNMkNm292.190.4844.299()92.190.48/210.620()DDQkNMkNm活载组合②：无车--全部的人行道活载，即'''33qq，板与人行道荷载分布图如下：qp=92.19kN/mq3=4kN/mEABCD7q3'=10kN/m4kN/mEABCD2240.56100.57.2414(1.060.5)100.50.5/22.9972EEQkNMkNm22227.241110(1.130.6)4(1.691.13)7.558()22AAQkNMkNm22227.241110(1.40.9)4(1.961.4)9.51322BBQkNMkNm00CCMkNmQkN00DDQkNMkNm结合前面部分的恒载计算有：板与人行道荷载分布表板自重道碴及线路设备重2.45m以内2.45m以外人行道步板重列车活载挡碴墙重栏杆及托架重q1(KNm/)q2(KN/m)'3()qKpa''3()qKpa3()qKpaqP(kPa)Q1(kN)Q2(kN)4.725101041.7592.21.4650.76活载引起的内力计算：在顺跨度方向取１米宽的板带进行计算。综合以上计算，弯矩和剪力如下表控制力M=恒载M+max{活载①M，活载②M}控制力Q=恒载Q+max{活载①Q，活载②Q}8弯矩表如下截面EABCD恒载弯矩(kN·m)1.8197.16711.3104.0371.631活载①弯矩(kN·m)1.7476.03916.22725.92810.620活载②弯矩(kN·m)2.9977.5589.51300控制力M(kN·m)4.81614.72527.53729.96512.251剪力表如下截面EABCD恒载剪力(kN)2.61513.35717.33310.9036.927活载①剪力(kN)2.2425.28850.17969.14344.299活载②剪力(kN)7.247.247.2400控制力Q(kN)9.85538.64567.51280.04651.226二．板厚检算板的净保护层厚度取为34cm，板的受力钢筋采用HRB33512,查《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB10002.3--2005,得[]180sMPa混凝土标号为250,查TB10002.3--2005得[]9.5bMPa，15n20626()amm0159.5/0.4418159.5180bbsnxhn202(1/3)bMbh取1100bmcm2020.55880.4418(10.4418/3)9.51MhM截面EABCDM（KNm）4.81614.72527.53729.96512.25100.5588hM(cm)5.1889.07113.812.9408.274ah0（cm）7.78811.67115.00515.54010.874实h（cm）12152424159由上表可以看出实算hahh0每一个控制截面均成立，因此板厚检算合格。三．配筋并检算最小配筋率（查规范有%15.0min）由)-(88.088.00ahhZ实ssMAZ26amm截面EABCDZ