鋼-混凝土組合梁結(jié)構(gòu)計(jì)算

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1、.鋼－混凝土組合梁結(jié)構(gòu)計(jì)算書編制單位：計(jì)算：復(fù)核：審查：2009年3月..目錄1.設(shè)計(jì)資料12.計(jì)算方法22.1規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)22.2換算原理22.3計(jì)算方法33.不設(shè)臨時(shí)支撐_計(jì)算結(jié)果33.1組合梁法向應(yīng)力及剪應(yīng)力結(jié)果43.2施工階段鋼梁豎向撓度結(jié)果53.3結(jié)論63.4計(jì)算過程（附件）64.設(shè)置臨時(shí)支撐_有限元分析計(jì)算64.1有限于建模64.2施工及使用階段結(jié)構(gòu)內(nèi)力84.2.1施工階段結(jié)構(gòu)內(nèi)力94.2.2使用階段結(jié)構(gòu)內(nèi)力104.3組合梁截面應(yīng)力124.3.1截面應(yīng)力匯總124.3.2截面應(yīng)力組合144.4恒載作用

2、豎向撓度154.4.1施工階段豎向撓度154.4.2使用階段恒載作用豎向撓度154.5結(jié)論15..鋼－混凝土組合梁結(jié)構(gòu)計(jì)算1.設(shè)計(jì)資料鋼－混凝土組合梁橋，橋長40.84m，橋面寬19.0m；鋼主梁高1.6m(梁端高0.7m)，橋面板厚0.35m；鋼材采用Q345D級(jí)，橋面板采用C50混凝土；車輛荷載采用公路-I級(jí)車道荷載計(jì)算。圖1橫向布置(cm)圖2橋梁立面(cm)表1材料力學(xué)指標(biāo)表材料彈性模量Ec(MPa)剪切模量(MPa)泊松比ν軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck(MPa)軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd(MPa)容許壓應(yīng)

3、力(MPa)線膨脹系數(shù)α容重γ(kN/m3)C50混凝土34500138000.232.422.420.4120.0000125.0表2材料力學(xué)指標(biāo)表材料彈性模量Es(MPa)剪切模量G(MPa)泊松比ν16～35mm厚鋼材屈服點(diǎn)強(qiáng)度fy(MPa)抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f(MPa)彎曲基本容許應(yīng)力(MPa)剪切基本容許應(yīng)力(MPa)線膨脹系數(shù)α容重γ(kN/m3)Q345D鋼材206000790000.33252952101200.00001278.5鋼主梁沿縱向分3個(gè)制作段加工，節(jié)段長度為13.6+13

4、.64+13.6m，邊段與中段主要結(jié)構(gòu)尺寸（圖3）見下表，其余尺寸詳見設(shè)計(jì)圖紙..表3鋼主梁主要尺寸表梁高H(mm)下翼板下翼板腹板厚tw(mm)寬(mm)厚tf1(mm)寬(mm)厚tf2(mm)邊制作段16004001820842424中制作段16004001820843224圖3鋼梁標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造(mm)2.計(jì)算方法2.1規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)第11章《鋼與混凝土組合梁》針對(duì)不直接承受動(dòng)力荷載的一般簡支組合梁及連續(xù)組合梁而確定，對(duì)于直接承受動(dòng)力荷載的組合梁，則應(yīng)采用彈性分析

5、法計(jì)算?！惰F路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10002.2-2005)第4.1.1條也規(guī)定：結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力應(yīng)按彈性受力階段確定。盡管彈性分析法(容許應(yīng)力法)不能充分組合梁的承載能力極限狀態(tài)，但對(duì)于承受動(dòng)力荷載的橋梁鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度計(jì)算是基本符合結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀況的。計(jì)算依據(jù)：1.《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)2.《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10002.2-2005)3.《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD62-2004)4.《鋼－混凝土組合梁設(shè)計(jì)原理》(第二版).朱聘儒.北京:中

6、國建筑工業(yè)出版社,20065.《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ025-86)2.2換算原理根據(jù)總力不變及應(yīng)變相同的等效條件，將混凝土翼板換算成與鋼等效的換算截面；換算過程中要求混凝土翼板截面形心在換算前后保持不變，翼板面積換算轉(zhuǎn)化為翼板寬度的換算?！豆窐蚝摻Y(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ025-86)第5.1.16..條，組合梁混凝土橋面板有效計(jì)算寬度be取兩梁軸線間的距離，即be=2.0m材料彈性模量比=5.971，則等效換算寬度beq=2.0/5.971=0.335m。圖4換算原理(cm)結(jié)構(gòu)

7、計(jì)算軟件Midas分析時(shí)，徐變及收縮效應(yīng)采用換算彈性模量法計(jì)算，徐變（長期）：n1=n(1+φt/2)=5.971×(1+2/2)=11.942，收縮：n2=n(1+φt/2)=5.971×(1+4/2)=17.913；徐變系數(shù)φt在計(jì)算徐變及收縮時(shí)分別取2及4。2.3計(jì)算方法計(jì)算采用手工結(jié)合軟件兩種方式計(jì)算，其中初步計(jì)算時(shí)采用手工計(jì)算，施工階段未布設(shè)臨時(shí)支撐；Midas有限元軟件建模時(shí)，在被交主路（吐烏大）中央分隔帶位置設(shè)置臨時(shí)支撐。3.不設(shè)臨時(shí)支撐_計(jì)算結(jié)果施工階段兩端簡支，不設(shè)臨時(shí)支撐（計(jì)算過程附后）圖

8、5計(jì)算簡圖不設(shè)臨時(shí)支撐圖6強(qiáng)度驗(yàn)算位置..3.1組合梁法向應(yīng)力及剪應(yīng)力結(jié)果表4截面正應(yīng)力荷載鋼梁應(yīng)力(MPa)混凝土應(yīng)力(MPa)C50混凝土軸心抗壓(Mpa)C50混凝土容許壓應(yīng)力(Mpa)Q345D鋼材彎曲應(yīng)力基本容許應(yīng)力(Mpa)σsuσslσcuσcl(1)一期恒載(鋼梁自重+橋面板砼濕重)-207.652105.889--32.420.412210(2)二期恒載(鋪裝)-4.6358.84