长安大学钢结构课程设计摘要.docVIP

钢结构课程设计 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 设计资料 跨度和桥面宽度 标准跨径：30m； 计算跨径：29.2m； 桥面宽度：12.6+2×0.5m 采用混凝土防撞护栏，线荷载按7.5kN/m。 技术标准 设计荷载：公路—I级 主要材料 混凝土标号为C40 钢材为Q345c 螺栓与栓钉按规范要求设计。 设计要求 结构要求 仅考虑自重与活载内力，施工按先架设钢梁，在现场浇筑混凝土桥面板； 桥面铺装为60mm混凝土桥面铺装； 横截面图与立面图，如下图： 设计参数 C40混凝土材料特性：密度为2600kg/m3,fck=26.8MPa,fcd=18.4MPa,ftk=2.40MPa,ftd=1.65MPa,弹性模量Ec=3.25×104MPa。 Q345c钢材的材料特性：弹性模量Es=2.1×105MPa，密度为7850kg/m3，轴向容许应力[σ]=200MPa,弯曲应力[σw]=210MPa,剪应力[τ]=120MPa,端部承压应力[σ]=300MPa。 本设计中重力加速度g=10N/kg。 截面拟定及顶板有效宽度的计算 按照要求钢箱梁截面采用下图所示形式。 根据《公路桥涵钢结构设计规范》(JTJ025-86)规定， 钢筋混凝土翼缘板有效分布宽度采用下列三种宽度中的最小值： be=min[l0/3,S,b1+12hf]=min[10000,2500,3700]=2500mm. 截面几何性质 有效分布宽度混凝土顶板截面积：Ac=0.25×25=0.625m2; 有效分布宽度范围内混凝土顶板对自身截面形心的惯性矩： Ic=1/12×25×0.252=0.00326m4; 钢梁截面积：As=(700-16)×45×2+1500×16=85560mm2; 钢梁对自身截面形心的惯性矩： Ic=(1/12×700×452+700×45×7252)×2+1/12×16×14003=3.6784×1010mm4 截面换算： 混凝土翼缘板的换算面积：，则换算截面如下图。 组合梁换算截面面积： 混凝土板和钢梁形心之间的距离： 组合梁截面形心至混凝土板形心的距离： 组合梁截面形心至钢梁形心的距离： 组合梁换算截面惯性矩： 换算截面中和轴距截面下缘距离：a=1215mm 换算截面抗扭惯性矩：IT4=1.168×109mm4 作用效应计算 永久作用效应计算 一期恒载G1（钢梁自重和未硬化现浇混凝土重量）。 G1=23kN/m 二期恒载G2 本设计采用混凝土防撞护栏，按单侧7.5kN/m线荷载计 全桥宽每延米桥面铺装重量为：0.06×26×12.6=19.656kN/m,为了设计方便，近似按钢梁平均分配重量考虑，则G2=8.664kN/m。 由上述计算得每片组合梁每延米总重为：G=G1+G2=23+8.664=31.664kN/m 由此计算出简支组合梁永久作用效应，如下表。 永久作用效应计算表 作用种类 作用集度 （kN/m) 计算跨径 (m) 弯矩（kN/m) 剪力（kN) 跨中 L/4跨 支点 L/4跨 G1 23 29.2 2451.34 1838.505 335.8 167.9 G2 8.664 923.4 692.56 126.5 63.25 G 31.664 3374.75 2531.06 462.3 231.15 可变作用效应计算 公路-I级车道荷载的均布荷载标准值qk和集中荷载标准值Pk为： qk=10.5kN/m, 计算弯矩时：Pk=[(560-180)/(50-5)*(29.2-5)+180]kN=384.36kN 计算剪力时：Pk=384.36*1.2kN=461.232kN 冲击系数计算： 结构的基频:f=4.11Hz 由于1.5Hz≤f≤14Hz,则μ=0.1767lnf-0.0157=0.234 汽车荷载横向分布系数 跨中及L/4处荷载横向分布系数计算（修正的刚性横梁法） ∑ai2=(12502+37502)*2则β=0.94 1号梁影响线： 车辆荷载最不利布载方式如下图： 0.5P*4*0.5*(0.701+0.148)=P*mcq1 解得：mcq1=0.849 2号梁影响线 车辆荷载最不利布载方式如下图： 0.5P*4*0.5*(0.400+0.216)=P*mcq2 解得：mcq2=0.616 支点处荷载横向分布系数（杠杆法） 1号梁影响线 0.5P*1.10+0.5P*0.38=P*mop1 得mop1=0.74 2号梁影响线 0.5P*1.00+0.5P*0