结构设计原理任务书及指导书.docx
结构设计原理结构设计原理课程设计任务书题:时间:装配式预应力钢筋混凝土简支T梁设计_月 日至月 日共1周专业：土木工程班级：学号：姓名：指导教师（签字）：系主任（签字）：一、设计内容及要求设计内容包括拟定主梁的截面尺寸，计算荷载效应；预应力钢筋数量的计算、布置，计 算截面几何特征值；承载能力极限状态计算（正、斜截面强度计算）；预应力损失计算；正常使 用极限状态计算（正截面抗裂性、变形、裂缝宽度计算）；持久状况应力验算；短暂状态应 力验算；局部承压验算；绘制配筋图。设计要求学生独立、积极、认真的完成设计任务；严格遵守设计纪律，按时出勤；刻苦钻研；设 计思路正确；设计内容完整；设计说明书文理通顺、步骤严密；设计图纸整洁；充分、合理 地利用设计规范。二、设计原始资料1 .公路预应力混凝土简支T梁的标准跨径为25m、30m、35m、40mo2 .设计荷载为公路一I级或者公路一II级；人群荷载为3.0KN/m2,结构重要性系数取0.9、1.0、1.1；主梁自重按钢筋混凝土容重25KN/m3,桥面铺装按5KNmz计算。3 .材料：混凝土采用C40、C50o预应力钢筋采用1x7标准型15.2860I_GB"52241995钢绞线。普通钢筋采用HRB335钢筋。三、设计完成后提交的文件和图表（一）设计说明书1 .设计资料；2 .拟定主梁的截面尺寸；3 .计算主梁全截面几何特性；4 .主梁内力计算；5 .预应力钢筋数量的计算、布置；6 .主梁截面几何特性计算；7 .持久状况承载能力极限状态计算（正、斜截面强度计算）；8 .预应力损失计算；9 .应力验算（短暂状态应力验算、持久状况正应力验算、持久状况主应力验算）；10 .抗裂性验算（正截面、斜截面抗裂性）；IL主梁变形；（二）图纸绘制3号配筋图一张。四、进度安排1 .星期一：熟悉设计资料，拟定主梁的截面尺寸，计算作用效应并组合。2 .星期二：预应力钢筋数量计算、布置，计算截面几何特征值，并进行持久状况承载能 力极限状态计算。3 .星期三：预应力损失计算。4 .星期四：应力验算（短暂状态应力验算、持久状况正应力验算、持久状况主应力验算）； 正截面抗裂性、变形、裂缝宽度计算。5 .星期五：，局部承压验算，绘制配筋图,设计答辩,上交设计结果。五、主要参考资料1.公路桥涵设计通用规范（JTGDO6020M）；2.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGDo622004）简称公桥规；3.结构设计原理，邵 容光主编；4.材料力学、结构力学、工程制图。六、成绩评定评分标准成绩尤良中2Z格 不及格设计态度（15分）苦以极认真刻 沾研按时出金 出勤以极认真按时U 真出勤较好比较吁过学校知认真出勤较不认承 定,缺课超设计能力 分）法正（独立设计方符合正确果规范 规,独立设计方法与 本符合设计任:1 确忆师指导下完成教U 亭方法正设计任务 本正确受暴口指导下完成不部 方法基法不正确 师指导独立设计方（30 工不接设计质量分）案正。勺容完整方8步骤正确步 严密文理通 顺图纸整洁勺容完整方案内 骤严密案基本i 文理通顺图纸I 照洁较整容基本完整方内用 确文理案基本正 E本通顺图纸比书 i 题图纸比我:基本完整方内容， 确说明不正确图名 感本能说明问洁制 整洁:完整方案（55E不整项较多结构设计原理课程设计指导书题目：装配式预应力混凝土简支T梁设计指导教师（签字）： 系主任（签字）：结构设计原理课程设计指导书(一)全预应力混凝土结构设计一、主梁截面尺寸确定及荷载效应计算主梁翼缘板宽度按主梁间距减去20mm拼装缝计算；主梁高度按经验公式? 1厂确定；腹板艇按经验公式一 2 8确定；翼缘板厚度按公桥规确定；I 1018b横隔梁宽度(上宽下窄)及横隔梁高度确定。二、荷载效应计算利用影响线求支点、1/8、1/4、1/2截面的弯矩和剪力，计算时注意利用影响线的特点。1.自 重荷载集度的计算自重荷载集度包括：预制主梁自重荷载集度g，主梁湿接缝荷载集度g，横隔梁自Il12重荷载沿主梁均布的荷载集度g,桥面铺装等荷载集度g。 232 .可变荷载集度的计算3 .利用影响线求1/8、1/4、1/2截面的弯矩(1)求自重荷载弯矩标准值M 、M 、M 、M ； GiiK GI2K G2K G3K(2)求可变荷载弯矩标准值M、M ； QiKQ2K(3)求使用荷载组合值短期效应组合M ；长期效应组合M O该荷载用于SdId计算梁的应力及变形。(4)求弯矩设计值M 。该荷载用于计算梁的强度。 d4 .利用影响线求支点、1/8、1/4、1/2截面的剪力(1)求自重荷载剪力标准值V、V 、V 、V ； GiiKG I2K G2K G3K(2)求可变荷载剪力标准值V 、V ； QIKQ2K(3)求剪力设计值V ,该荷载用于计算梁的强度。 d三、钢筋数量的计算及主梁截面几何特性的计算（一）钢筋数量的计算根据全预应力混凝土构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量。MN -pc 0.85（0.8）（1. V ）AW（二）预应力钢筋布置按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的要求布置预应力钢束。根据MMSK e GIK K进行束界验算。SPNXIRI四、主梁截面几何特性的计算后张法预应力混凝土梁，由于在张拉钢束时孔道内尚未压浆，因此截面按净截面（忽略 构造钢筋的影响）计算，在使用阶段，孔道内已压浆，预应力钢筋与混凝土结合为整体，故 按换算截面计算。五、承载能力极限状态（正、斜截面承载能力）验算（一）正截面承载力验算正截面承载力应满足M M要求。 O d u（二）斜截面承载力验算1 .复核截面尺寸。2 .确定配箍的形式。3 .确定需要验算的截面。4 .进行斜截面承载力验算。斜截而承载力应满足V V要求。O d u注意：b、h为通过斜截面受压区顶端截面上的最小腹板宽度、有效高度。 O六、预应力损失的计算及各阶段有效预应力的确定（一）按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.1.3条确定张拉控制应力 。con（二）预应力损失的计算1 .按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.2条计算；Il2 .按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.3条计算；Q3 .按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.5条计算；144 .按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.6条计算155 .按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.7计算。16（三）预应力损失组合及有效预应力的确定按预加应力阶段和使用阶段对预应力损失进行组合，并求出相应阶段钢筋的有效预应 力。七、应力计算应力验算包括短暂状态应力验算、持久状况正应力验算、持久状况主应力验算。短暂状况的应力验算指构件在施工阶段由预加力（扣除相应预应力损失）、构件自重及 其他施工荷载引起的截面应力验算。持久状况正应力验算指使用阶段正截面混凝土的法向应力、受拉钢筋的拉应力验算。注意：截面几何特征值的选择。八、抗裂性验算全预应力混凝土构件应进行荷载短期效应组合下正截面抗裂性验算和斜截面抗裂性验 算。注意：截面几何特征值的选择。九、主梁变形（挠度）计算包括荷载短期效应组合下主梁挠度验算、预加力引起的上拱度计算及预拱度设置。十、锚固端局部承压的验算1、按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的941条在锚下设置锚垫板、钢 筋网、螺旋钢筋。2、按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的571条进行局部承压区尺3、按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的5.7.2条计算局部承压承载 力验算。说明：若2、3计算不能满足要求时，可考虑局部压力作用时间较短暂，钢绞线一旦锚 固，即发生锚具变形、钢筋回缩等应力损失，则可以扣除相应的预应力损失重新计算。结构设计原理课程设计指导书(二)部份预应力混凝土 A类结构设计一、主梁截面尺寸确定及荷载效应计算主梁翼缘板宽度按主梁间距减去20mm拼装缝计算；主梁高度按经验公式1 10 1g 确定；腹段年度按经验公式28确定；翼缘板厚度按公桥规确定； 横隔梁宽度(上宽下窄)及横隔梁高度确定。二、荷载效应计算利用影响线求支点、1/8、1/4、1/2截面的弯矩和剪力，计算时注意利用影响线的特点。1. 自重荷载集度的计算自重荷载集度包括：预制主梁自重荷载集度g,主梁湿接缝荷载集度g,横隔梁自 1112重荷载沿主梁均布的荷载集度g，桥面铺装等荷载集度g O 232 .可变荷载集度的计算3 .利用影响线求1/8、1/4、1/2截面的弯矩(1)求自重荷载弯矩标准值M、M 、M 、M ； GUK gI2K G2K G3K(2)求可变荷载弯矩标准值M QiM ； QiK(3)求使用荷载组合值短期效应组合M ；长期效应组合M。该荷载用于 sdId计算梁的应力及变形。(4)求弯矩设计值M 。该荷载用于计算梁的强度。d4 .利用影响线求支点、1/8、1/4、1/2截面的剪力（1）求自重荷载剪力标准值V、V 、V 、V . GiiKG 12K G2K G3K（2）求可变荷载剪力标准值V 、V ； QIK Q2K（3）求剪力设计值V ,该荷载用于计算梁的强度。 d三、钢筋数量的计算及主梁截面几何特性的计算（一）钢筋数量的计算根据部份预应力混凝土 A类构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量。PA W（二）预应力钢筋布置按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的要求布置预应力钢束。进行束 界验算。四、主梁截面几何特性的计算后张法预应力混凝土梁，由于在张拉钢束时孔道内尚未压浆，因此截面按净截面（忽略 构造钢筋的影响）计算，在使用阶段，孔道内已压浆，预应力钢筋与混凝土结合为整体，故 按换算截面计算。五、承载能力极限状态（正、斜截面承载能力）验算（一）正截面承载力验算正截面承载力应满足M M要求。 O d u（二）斜截面承载力验算1 .复核截面尺寸。2 .确定配箍的形式。3 .确定需要验算的截面。4 .进行斜截面承载力验兜。斜截面承载力应满足V V要求。Od u注意：b、h为通过斜截面受压区顶端截面上的最小腹板宽度、有效高度。O六、预应力损失的计算及各阶段有效预应力的确定（一）按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.1.3条确定张拉控制应力 。 con（二）预应力损失的计算1 .按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.2条计算：Il2 .按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.3条计算：123 .按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.5条计算；144 .按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.6条计算155 .按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.7计算。 16（三）预应力损失组合及有效预应力的确定按预加应力阶段和使用阶段对预应力损失进行组合，并求出相应阶段钢筋的有效预应力。七、应力计算应力验算包括短暂状态应力验算、持久状况正应力验算、持久状况主应力验算。短暂状况的应力验算指构件在施工阶段由预加力（扣除相应预应力损失）、构件自重及 其他施工荷载引起的截面应力验算。持久状况正应力验算指使用阶段正截面混凝土的法向应力、受拉钢筋的拉应力验算。注意：截面几何特征值的选择。八、抗裂性验算部份预应力混凝A类土构件应进行荷载短期效应组合下正截面抗裂性验算和斜截面抗 裂性验算。注意：截面几何特征值的选择。九、主梁变形（挠度）计算包括荷载短期效应组合下主梁挠度验算、预加力引起的上拱度计算及预拱度设置。十、锚固端局部承压的验算1、按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的9.4.1条在锚下设置锚垫板、钢 筋网、螺旋钢筋。2、按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的571条进行局部承压区尺 寸验算。3、按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的5.7.2条计算局部承压承载 力验算。说明：若2、3计算不能满足要求时，可考虑局部压力作用时间较短暂，钢绞线一旦锚 固，即发生锚具变形、钢筋回缩等应力损失，则可以扣除相应的预应力损失重新计算。结构设计原理课程设计指导书（三）部份预应力混凝土 B类结构设计一、主梁截面尺寸确定及荷载效应计算主梁翼缘板宽度按主梁间距减去20mm拼装缝计算；主梁高度按经验公式4 J丁确定；腹板垢按经验公式一 2 8确定；翼缘板厚度按公桥规确定；1 10 18b横隔梁宽度（上宽下窄）及横隔梁高度确定。二、荷载效应计算利用影响线求支点、1/8、1/4、1/2截面的弯矩和剪力，计算时注意利用影响线的特点。L 自重荷载集度的计算自重荷载集度包括：预制主梁自重荷载集度g，主梁湿接缝荷载集度g，横隔梁自1112重荷载沿主梁均布的荷载集度g，桥面铺装等荷载集度g。 232 .可变荷载集度的计算3 .利用影响线求1/8、1/4、1/2截面的弯矩（1）求自重荷载弯矩标准值M、M 、M 、M ； GiiK g12K G2K G3K(2)求可变荷载弯矩标准值M 、M ； QiQ2K(3)求使用荷载组合值短期效应组合M ；长期效应组合M o该荷载用于 SdId计算梁的应力及变形。(4)求弯矩设计值M o该荷载用于计算梁的强度。d4 .利用影响线求支点、1/8、1/4、1/2截面的剪力(1)求自重荷载剪力标准值V、V 、V 、V ； GG I2K G2K G3K(2)求可变荷载剪力标准值V 、V ； Q1KQ2K(3)求剪力设计值V ,该荷载用于计算梁的强度。 d三、钢筋数量的计算及主梁截面几何特性的计算(一)钢筋数量的计算根据部份预应力混凝土 B类构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量。MN NW “NPe1 e(0.85- 0.9)( P)A W(二)预应力钢筋布置按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的要求布置预应力钢束。进行束 界验算。四、主梁截面几何特性的计算后张法预应力混凝土梁，由于在张拉钢束时孔道内尚未压浆，因此截面按净截面(忽略 构造钢筋的影响)计算，在使用阶段，孔道内已压浆，预应力钢筋与混凝土结合为整体，故 按换算截面计算。五、承载能力极限状态(正、斜截面承载能力)验算(一)正截面承载力验算正截面承载力应满足CMM要求。0 d U(二)斜截面承载力验算L复核截面尺寸。2 .确定配箍的形式。3 .确定需要验算的截面。4 .进行斜截面承载力验算。斜截面承载力应满足V V要求。 Od u注意：b、h为通过斜截面受压区顶端截面上的最小腹板宽度、有效高度。 O六、预应力损失的计算及各阶段有效预应力的确定（一）按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.1.3条确定张拉控制应力 。con（二）预应力损失的计算1 .按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.2条计算：Il2 .按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.3条计算：3 .按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.5条计算；144 .按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.6条计算155 .按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的6.2.7计算。）6（三）预应力损失组合及有效预应力的确定按预加应力阶段和使用阶段对预应力损失进行组合，并求出相应阶段钢筋的有效预应 力。七、应力计算应力验算包括短暂状态应力验算、持久状况正应力验算、持久状况主应力验算。短暂状况的应力验算指构件在施工阶段由预加力（扣除相应预应力损失）、构件自重及 其他施工荷载引起的截面应力验算。持久状况正应力验算指使用阶段正截面混凝土的法向应力、受拉钢筋的拉应力验算。注意：截面几何特征值的选择。八、裂缝宽度验算W CCC SS 30 d fk ,3 3 0.28 10九、主梁变形（挠度）计算包括荷载短期效应组合下主梁挠度验算、预加力引起的上拱度计算及预拱度设置。十、锚固端局部承压的验算1、按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的9.4.1条在锚下设置锚垫板、钢 筋网、螺旋钢筋。2、按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的5.7.1条进行局部承压区尺 寸验算。3、按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的5.7.2条计算局部承压承载 力验算。说明：若2、3计算不能满足要求时，可考虑局部压力作用时间较短暂，钢绞线一旦锚 固，即发生锚具变形、钢筋【可缩等应力损失，则可以扣除相应的预应力损失重新计算。
