土木工程本科毕业设计计算书完整版.docx
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土木工程本科毕业设计计算书完整版
土木工程本科毕业设计计算书完整版
1设计差不多资料..........................................................................................................................1
1.1概况.....................................................................................................................1
1.2要紧技术标准.....................................................................................................1
1.3要紧材料.............................................................................................................1
1.4施工方式.............................................................................................................2
1.5设计要点.............................................................................................................2
1.6其他事项.............................................................................................................2
2毛截面几何特性运算............................................................................................................3
2.1差不多资料.............................................................................................................3
2.1.1桥梁跨径及横截面布置...............................................................................3
2.1.2材料规格.......................................................................................................3
2.2结构运算简图.....................................................................................................4
2.3毛截面几何特性运算.........................................................................................5
2.3.1截面图示.......................................................................................................5
2.3.2毛截面的几何特性.......................................................................................5
3内力运算及组合.....................................................................................................................7
3.1荷载.....................................................................................................................7
3.1.1结构恒载作用...............................................................................................7
3.1.2支座不平均沉降...........................................................................................7
3.1.3活载...............................................................................................................8
3.2内力运算.............................................................................................................8
3.3汽车荷载作用效应运算...................................................................................21
3.3.1冲击系数和车道折减系数.........................................................................21
3.3.2运算主梁的荷载横向分布系数.................................................................22
3.3.3汽车荷载效应内力运算.............................................................................24
3.4综合考虑温度和基础沉降作用后的内力组合...............................................25
3.4.1内力组合原理.............................................................................................25
3.4.2承载能力极限状态组合.............................................................................25
3.4.3正常使用极限状态内力组合.....................................................................27
4预应力钢筋的估算与布置.................................................................................................35
4.1运算原理...........................................................................................................35
4.2预应力钢筋估算结果.......................................................................................35
4.3预应力筋布置原那么...........................................................................................39
4.4预应力钢筋的布置...........................................................................................42
4.5预应力缺失运算...............................................................................................42
5截面强度验算........................................................................................................................47
5.1差不多理论...........................................................................................................47
5.2运算公式...........................................................................................................47
6抗裂验算.................................................................................................................................54
6.1规范要求...........................................................................................................54
6.1.1正截面抗裂验算.........................................................................................54
6.1.2斜截面抗裂验算.........................................................................................54
6.2正截面抗裂验算...............................................................................................54
6.3斜截面抗裂验算...............................................................................................55
7持久状况构件的应力验算.................................................................................................60
7.1运算内容及原理...............................................................................................60
7.1.1正截面混凝土压应力验算.........................................................................60
7.1.2预应力钢筋拉应力验算.............................................................................60
7.1.3混凝土主压应力验算.................................................................................61
7.2运算结果................................................................................................................................61
8变形验算与预拱度运算.....................................................................................................69
参考文献.....................................................................................................................................71
致谢..............................................................................................................................................72
1设计差不多资料
1.1概况
虎平大桥施工图设计为预应力混凝土先简支后连续T梁结构;该桥是一条高速公路上的一座跨线桥,其下无不良地质构造且地面起伏较平缓;设计时遵循施工过程进行,共分为四个施工时期,预应力钢筋的布置按照承载能力极限状态下的最大、最小弯矩构成的包络图进行;设计时必须遵照〝安全、适用、经济、美观〞的差不多原那么进行设计,同时应充分考虑建筑技术的先进性以及环境爱护和可连续进展的要求。
1.2要紧技术标准
〔1〕设计荷载:
公路I级;
〔2〕桥面宽度:
共两幅,每幅宽16m,横坡:
2%;
〔3〕设计洪水频率:
不考虑;
〔4〕地震动参数:
不考虑。
1.3要紧材料
〔1〕混凝土:
预制T梁、纵横向的湿接缝、封锚、墩顶现浇连续段、桥面现浇层均采纳C50
混凝土;
桩基采纳C25混凝土;其余构件采纳C30混凝土;
〔2〕预应力钢材:
预应力钢筋采纳«公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范»〔JTG
D62-2004〕中规定的低放松钢绞线〔1×7标准型〕,抗拉强度标准值fpk=1860MPa,抗
拉强度设计值
fpd=1260MPa,公称直径15.2mm,公称面积140mm2,弹性模量
p
E=1.95⨯105MPa。
〔3〕钢材:
一般钢筋采纳R235、HRB335钢筋其标准应符合GB13013-1991和GB1499-1998的规定。
凡钢筋直径≥12mm者,均应采纳HRB335热轧带肋钢;凡钢筋直径<12mm者,采纳R235钢,钢板应符合GB700-88规定的Q235钢板。
〔4〕锚具:
采纳OVM夹片式群锚,并采纳与其配套的千斤顶。
〔5〕预应力管道:
采纳预埋圆形和扁形塑料波浪管成型。
〔6〕支座:
桥梁支座依照设置部位的不同,分别采纳GYZ、GYZF4板式橡胶支座,其技术性能应符合«公路板式橡胶支座»〔JT/T4-93〕的要求。
〔7〕伸缩缝:
EF80型型钢伸缩装置。
〔8〕其它:
砂、石、水的质量要求应符合«公路桥梁施工技术规范»JTJ041-2000
的有关规定。
1.4施工方式
先简支后连续的施工方法。
1.5设计要点
施工中严格遵循«公路桥涵施工技术规范»〔JTJ041-2000〕和«公路工程质量检验评定标准»,并从严操纵。
1.6其他事项
其他未尽事项按«公路桥涵施工技术规范»
2毛截面几何特性运算
2.1差不多资料
2.1.1桥梁跨径及横截面布置
桥型布置:
5×30m等截面连续梁桥,横截面图如图2.1;桥面净空:
净15m+2×0.5m防撞护栏设计荷载:
公路—I级
运算跨径:
30m〔墩中心距〕
图2.1单幅横截面图单位:
cm
2.1.2材料规格
主梁:
采纳50号混凝土,容重为25kN/m3,弹性模量取3.45×107kPa;桥面铺装:
采纳厚度为11cm的防水混凝土,防水混凝土容重为25kN/m3;防撞护栏:
采纳30号混凝土,容重为25kN/m3;横隔板:
横隔梁的刚度直截了当阻碍到设计桥梁的整体特性,为了减小对主梁设计起主
要操纵作用的跨中弯矩,在跨中设置一道中横隔梁。
本设计在桥跨中心、四分点、支点处各设置一道横隔板且采纳同样大小的横隔板,横隔梁厚度为15cm,为了便于脱模做成上宽下窄、内宽外窄的形式。
端横隔梁底部与梁底齐平,其余横隔梁的底部与马蹄的斜坡低端齐平〔即距梁底20cm高度〕。
采纳50号混凝土,容重为25kN/m3,弹性模量取3.45×107kPa。
2.2结构运算简图
在进行桥梁结构运算时第一应将结构离散,所谓结构离散即依照桥梁结构和施工方案划分单元,并对单元和节点进行编号。
单元划分的一样原那么如下:
(1)关于所关怀截面设定单元分界线,即编制节点号
(2)构件的起点和终点以及变截面的起点和终点编制节点号;
(3)不同构件的交点或同一构件的折点处编制节点号;
(4)施工分界线设定单元分界线,即编制节点号;
(5)当施工分界线的两侧位移不同时,应设置两个不同的节点,利用主从约束关系考虑该节点处的连接方式;
(6)边界或支承处应设置节点;
(7)不同号单元的同号节点的坐标能够不同,节点不重合系统形成刚臂;对桥面单元的划分不宜太长或太短,应依照施工荷载的设定并考虑活载的运算精度
统筹兼顾。
因为活载的运确实是依照桥面单元的划分,记录桥面节点处位移阻碍线,进而得到各单元的内力阻碍线经动态规划加载运算其最值效应。
按照以上原那么并考虑此次设计的桥梁的结构和施工的方法,将全桥划分为70个单元,每跨划分单元一致,具体为5⨯〔0.5+2+2+3+2.5⨯6+2+2+3+0.5〕,其中支座节点在第一、二施工时期的时候为2、14、16、28、30、42、44、56、58、70,在第三、四施工
时期的时候为2、15、29、43、57、70,分散情形如图2.2所示:
图2.2结构离散图〔单位:
cm〕
2.3毛截面几何特性运算
2.3.1截面图示
以下图a)、b)、c)、d)为此次设计中的边、中梁截面图示,并将其尺寸标注如下〔单位:
cm〕:
a〕:
边梁跨中处T梁尺寸b〕:
边梁支座处T梁尺寸
c):
中梁跨中处T梁尺寸d):
中梁支座处T梁尺寸
图2.3.1操纵截面尺寸图
2.3.2毛截面的几何特性
该几何特性能够通过CAD、桥梁电算如桥博运算得出,经比较二者得出的结果相差不大,此次设计由CAD得出的几何特性见表2-1:
表2-1毛截面几何特性
截面位置
截面积A〔m2〕
截面惯距I(m4)
中性轴至梁底的距离〔m〕
预制中梁
跨中
0.868
0.41
1.29
支点
1.45
0.558
1.15
预制边梁
跨中
1.06
0.462
1.39
支点
1.63
0.642
1.23
成桥中梁
跨中
1.07
0.471
1.40
支点
1.65
0.659
1.24
成桥边梁
跨中
1.16
0.486
1.43
支点
1.73
0.685
1.27
3内力运算及组合
3.1荷载
3.1.1结构恒载作用
(1)预制T梁一期结构自重作用荷载集度〔g1〕的运算如下表3-1:
表3-1一期恒载运算
中主梁
g1={(29.6-2×2)×0.868+[0.868+1.45+(1.45×0.868)1/2]/3×2×2}/29.6×25=22.64kN/m
边主梁
g1={(29.6-2×2)×1.057+[1.057+1.637+(1.057×1.637)1/2]/3×2×2}/29.6×25=27.369kN/m
横
隔板
中梁
g1=0.669×2=1.338kN/m
边梁
g1={[〔1.26+1.4〕×0.7/2+(0.55+0.7)×0.2/2]×0.15×25/29.6}×5=0.669kN/m
合
计
中梁
g1=22.64+1.338=23.978kN/m
边梁
g1=27.369+0.669=28.038kN/m
预制T梁边梁一期结构自重作用荷载集度g1=28.038kN/m
预制T梁中梁一期结构自重作用荷载集度g1=23.978kN/m
(2)成桥后T梁边梁一期结构自重作用荷载集度增量
△g1=(0.5×29.6×0.2+1.6×0.5×0.15×3+1.8×0.5×2×0.15)×25/29.6=3.032kN/m
成桥后T梁中梁一期结构自重作用荷载集度增量
△g1=2×3.032=6.064kN/m
(3)二期恒载要紧是桥面铺装和防撞栏杆引起的荷载。
其中桥面铺装自下而上依次为
1cm的防水层、5cm的C30砼爱护层其中含有构造钢筋(重度25kN/m3)、5cm的沥青砼路面(重度23kN/m3);
二期结构自重作用荷载集度g2=〔0.11×15×24+2×0.3×25〕/6=9.1kN/m
3.1.2支座不平均沉降
支座不平均沉降应依照各墩位处地质情形以及基础的布置形式和支座反力大小按
«基础工程»以及有关规范的规定来运算,那个地点假定中间两桥墩相对桥台下沉10mm。
在荷载组合中,此项荷载作为SQ2,SQ2中还可包括温度等荷载效应,应依照设计要求来取用。
3.1.3活载
汽车荷载:
公路I级车道荷载〔由均布荷载qk和集中荷载pk组成〕,qk=10.
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