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《结构设计方案原理》课程设计方案

郑州大学

专本套读道路与桥梁技术专业

《结构设计原理》

课程设计

姓名：

学号：

助考学校：

时间： 2018 年月日

《结构设计原理》课程设计任务书

一、课程设计的目的

课程设计是学生学完课程学习内容后进行的一次基本技能训练，是一项综合性的教案环节，它是培养高级技术人才的一个重要环节。通过课程设计达到下述目的：

1、巩固、提高、充实和运用所学过的专业理论与专业知识，尤其是无法在考试中实现的大量设计计算问题；

2、培养和锻炼学生独立工作能力及分析和解决实际工程技术问题的能力；

3、提高学生理解和贯彻执行国家基本建设有关方针政策的水平；

4、培养学生树立正确的设计思想、观点和方法；

5、在设计过程中，进一步提高学生计算、绘图、运用科技资料与编写技术文件等方面的能力。

二、课程设计要求

学生对课程设计工作要严肃认真，独立思考，刻苦专研，自觉培养良好的学风与工作态度，按时完成一份完整的课程设计。

1、要以独立思考为主，同时要尊重指导教师的意见；

2、设计必须符合2004 年新颁布的《公路桥梁规范》有关要求；

3、设计应体现技术上先进、经济上合理、安全上可靠；

4、设计说明书由本人亲自编写，严禁从现有书刊文献中成段抄录。书写文字力求工整，语言简明、扼要、通顺，计算部分必须写出公式与完整的计算过程，并要说明

式中符号意义；

5、说明书一律手写 <A4纸），不得复印。插图随文章绘制，插图要完整且大致符合比例；

6、绘制的图纸要求大小统一，图面清晰整洁，要求正确标注尺寸、符号及图例。

三、课程设计内容

根据给定的桥梁基本设计资料<；主要结构尺寸、计算内力等）设计预应力混凝土简支 T 型主梁。主要包括：

1、预应力钢筋及非预应力钢筋数量的确定及布置；

2、截面几何性质计算；

3、承载能力极限状态计算<；正截面和斜截面承载力计算）；

4、预应力损失估算；

5、应力验算 <；短暂状况和持久状况的应力验算）；

6、抗裂验算 <；正截面与斜截面抗裂验算）或裂缝宽度计算；

7、主梁变形 <；挠度）计算；

8、锚固局部承压计算和锚固区设计；

9、绘制主梁施工图。

四、课程设计的数据

通过预应力混凝土简支 T型梁桥的一片主梁设计，要求掌握设计过程的数值计算方

法及有关构造要求规定，并绘制施工图。

<；一）基本设计资料

1、设计荷载：公路 I级荷载，人荷载 3.5kN/m2，结构重要性系数0=1.0。

2、环境标准：Ⅱ类环境

3、材料性能参数

<1）混凝土

强度等级为 C50，主要强度指标为：

强度标准值

强度设计值

弹性模量

<2）预应力钢筋采用 ASTM A416-97a标准的低松弛钢绞线 <1 7标准型），其强度指标为：

抗拉强度标准值

抗拉强度设计值

弹性模量libsvm

相对界限受压区高度

公称直径为 15.24mm，公称面积为 140mm2。

<3）非预应力钢筋

1）纵向抗拉非预应力钢筋采用HRB400钢筋，其强度指标为

抗拉强度标准值

抗拉强度设计值

弹性模量

相对界限受压区高度

2）箍筋及构造钢筋采用HRB335钢筋，其强度指标为：

脱套伤抗拉强度标准值

抗拉强度设计值

弹性模量

4、主要结构尺寸

主梁标准跨径，梁全长 24.96m，计算跨径。

主梁高度 h=1400mm，主梁间距 S=1600mm，其中主梁上翼缘预制部分宽为 1580m m，现浇段宽为 20mm，全桥由 9片梁组成。主梁跨中截面尺寸如图1所示。主梁支点截面或锚固截面的梁肋宽度为 360mm。

1580

100 160 1000

用字母表示数教学设计

360

图1 主梁跨中截面

<；二）内力计算结果摘录

1、恒载内力

<1）预制主梁自重

我已故的公爵夫人<2）二期恒载 <；包括桥面铺装、人行道及栏杆）

恒载内力计算结果见表 1<；数据做参考，若有问题，可以修改）。

2、活载内力

海关总署公告2012年第15号

汽车荷载按公路 -Ⅰ级荷载计算，冲击系数 1+μ=1.193，人荷载按 3.5kN/m2计算。

诘问式活载内力以 2号梁为准。活载内力计算结果见表 2<；数据做参考，若有问题，可以修改）。

3、内力组合

<1）基本组合 <；用于承载能力极限状态计算）

<2）短期组合 <；用于正常使用极限状态计算）

<3）长期组合 <；用于正常使用极限状态计算）

各种情况下的组合结果见表 3。

表 1恒载内力计算结果

预制梁自重二期恒载截面位置距支点截面距离 x<m ）弯矩剪力弯矩剪力

M G1k V G1k M G2k V G2k

<kN.m ）<kN ）<kN.m ）<kN ）支点0.00.0138.690.079.1变截面 1.3170.65123.8597.3370.64 L/4 6.075631.969.34360.439.55

跨中12.15842.560.0480.510.0

表 2活载内力计算结果

公路-I级人荷载

截面距支点弯矩剪力弯矩剪力

位置截面距

M Q1k对应 V V Q1k对应 M M Q1k对应 V V Q2k对应 M 离 x<m

kN.m kN kN kN.m kN.m kN kN kN.m ）

支点0.00.0351.14398.030.00.036.4736.470.0

变截面 1.3377.91285.5324.64421.6739.2528.5128.637.15

L/4 6.0751003.64111.83173.551054.31104.249.412.8778.18跨中12.151342.9273.81106.931299.17139.480.0 5.7469.74注：车辆荷载内力M Q1k、 V Q1k中已计入冲击系数1+ μ=1.193。

表 3荷载内力计算结果

基本组合 Sd短期组合 Ss长期组合 Sl 截面工程M d V d M s V s M l V l

位置

<kN.m ）<kN ）<kN.m ）<kN ）<kN.m ）<kN ）支点最大弯矩0.0793.790.0460.290.0350.11最大剪力0.0859.440.0487.810.0365.83变截面最大弯矩894.61665.02528.97390.52410.39301.62

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