《《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》課程設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》課程設(shè)計(jì)（28頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì) 姓名： 學(xué)部： 土木工程部 班級(jí)： 09土木10班 二一一年六月二日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容根據(jù)給定的橋梁基本設(shè)計(jì)資料（主要結(jié)構(gòu)尺寸、計(jì)算內(nèi)力等）設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形主梁。主要內(nèi)容包括：1預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的確定及布置；2截面幾何性質(zhì)計(jì)算；3承載能力極限狀態(tài)計(jì)算（正截面與斜截面承載力計(jì)算）；4預(yù)應(yīng)力損失估算；5應(yīng)力驗(yàn)算（短暫狀況和持久狀況的應(yīng)力驗(yàn)算）；6抗裂驗(yàn)算（正截面與斜截面抗裂驗(yàn)算）或裂縫寬度計(jì)算；7主梁變形（撓度）計(jì)算；8錨固局部承壓計(jì)算與錨固區(qū)設(shè)計(jì)；9繪制主梁施工圖。二、課程設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù)通過(guò)預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋的一片主梁設(shè)計(jì)，要求掌握

2、設(shè)計(jì)過(guò)程的數(shù)值計(jì)算方法及有關(guān)構(gòu)造要求規(guī)定，并繪制施工圖。要求：設(shè)計(jì)合理、計(jì)算無(wú)誤、繪圖規(guī)范。（一）基本設(shè)計(jì)資料1設(shè)計(jì)荷載：公路級(jí)荷載，人群荷載3.0，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)=1.02環(huán)境標(biāo)準(zhǔn):類(lèi)環(huán)境3材料性能參數(shù)（1）混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50，主要強(qiáng)度指標(biāo)為：強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 =32.4，=2.65強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 =22.4，=1.83彈性模量 =3.45（2）預(yù)應(yīng)力鋼筋采用ASTM A41697a標(biāo)準(zhǔn)的低松弛鋼絞線(xiàn)（17標(biāo)準(zhǔn)型），其強(qiáng)度指標(biāo)為：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 =1860抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 =1260彈性模量 =1.95相對(duì)界限受壓區(qū)高度 =0.4，=0.2563公稱(chēng)直徑為15.2，公稱(chēng)面積為139mm2（3）非預(yù)應(yīng)

3、力鋼筋1）縱向抗拉非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用HRB400鋼筋，其強(qiáng)度指標(biāo)為：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 =400抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 =330彈性模量 =2.0 相對(duì)界限受壓區(qū)高度 =0.53，=0.1985 2）箍筋及構(gòu)造鋼筋采用HRB335鋼筋，其強(qiáng)度指標(biāo)為：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 =335抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 =280彈性模量 =2.0 圖1 主梁跨中截面尺寸（尺寸單位：）4主要結(jié)構(gòu)尺寸主梁標(biāo)準(zhǔn)跨徑=33，梁全長(zhǎng)32.96，計(jì)算跨徑=32.5。 主梁高度=2000，主梁間距=2000，其中主梁上翼緣預(yù)制部分寬為1980，現(xiàn)澆段寬為20，全橋由5片梁組成。主梁跨中截面尺寸如圖1所示。主梁支點(diǎn)截面或錨固截面的梁肋寬度為600mm。（

4、二）內(nèi)力計(jì)算結(jié)果摘錄1恒載內(nèi)力（1）預(yù)制主梁的自重 =19.75（2）二期恒載（包括橋面鋪裝、人行道及欄桿） =7.495恒載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1（數(shù)據(jù)做參考，若有問(wèn)題，可以修改）。2活載內(nèi)力汽車(chē)荷載按公路級(jí)荷載計(jì)算，沖擊系數(shù)=1.141，人群荷載按3.0計(jì)算?；钶d內(nèi)力以2號(hào)梁為準(zhǔn)?；钶d內(nèi)力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2（數(shù)據(jù)做參考，若有問(wèn)題，可以修改）。3內(nèi)力組合（1）基本組合（用于承載能力極限狀態(tài)計(jì)算） （2）短期組合（用于正常使用極限狀態(tài)計(jì)算） （3）長(zhǎng)期組合（用于正常使用極限狀態(tài)計(jì)算） 各種情況下的組合結(jié)果見(jiàn)表3。表1 恒載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果截面位置距支點(diǎn)截面距離預(yù)制梁自重二期恒載彎矩剪力彎矩剪力（kN.m）

5、（kN）（kN.m）（kN）支點(diǎn)0.00.0320.9380.0121.794變截面1.6488.146306.472185.248102.6748.1251955.713160.468742.18176.47跨中16.252607.6170.0989.5740.0 表2 活載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果截面位置距支點(diǎn)截面距離公路級(jí)人群荷載彎矩剪力彎矩剪力(kN.m)對(duì)應(yīng)（kN）（kN）對(duì)應(yīng)(kN.m)(kN.m)對(duì)應(yīng)（kN）（kN）對(duì)應(yīng)(kN.m)支點(diǎn)0.00.0243.727243.7270.00.022.69522.6950.0變截面1.6317.91214.562218.473337.6757.195

6、25.43823.11354.158.1251273.109161.905205.435790.706200.52216.63837.019100.261跨中16.251697.43188.5998.2641383.051267.3610.08.22770.008注：車(chē)輛荷載內(nèi)力、中已計(jì)入沖擊系數(shù)=1.193。表3 荷載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果截面位置項(xiàng) 目基本組合短期組合長(zhǎng)期組合（kN.m）（kN）（kN.m）（kN）（kN.m）（kN）支點(diǎn)最大彎矩0.0897.9150.0614.9530.0537.252最大剪力0.0897.9150.0614.9530.0537.252變截面最大彎矩1317.12

7、831.85925.63566.22807.72494.54最大剪力1341.46834.72934.70566.29813.43494.54最大彎矩5244.60529.6273679.46352.903224.42300.35最大剪力4456.75612.713283.25399.993014.95323.79跨中最大彎矩6992.477124.0264905.9254.354299.2031.06最大剪力5605.87215.984509.7068.514110.0537.74（三）施工方法要點(diǎn)后張法施工，采用金屬波紋管和夾片錨具，鋼絞線(xiàn)采用TD雙作用千斤頂兩端同時(shí)張拉，當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)

8、強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行張拉，張拉順序與鋼束序號(hào)相同。（四）設(shè)計(jì)要求1方案一：按全預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土T形主梁。2方案二：按部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類(lèi)構(gòu)件設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土T形主梁。3方案三：按部分預(yù)應(yīng)力混凝土B類(lèi)構(gòu)件（允許裂縫寬度為0.1）設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土T形主梁。學(xué)生應(yīng)按指導(dǎo)教師要求選擇其中一個(gè)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。三、課程設(shè)計(jì)應(yīng)完成的工作1編制計(jì)算說(shuō)明書(shū)；2繪制施工圖（主要包括：主梁支點(diǎn)橫斷面圖、主梁跨中橫斷面圖、主梁鋼束布置圖、主梁鋼束數(shù)量表等，根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容自己決定）。四、課程設(shè)計(jì)進(jìn)程安排（可根據(jù)實(shí)際情況自己靈活安排）序號(hào)設(shè)計(jì)各階段內(nèi)容地點(diǎn)起止日期1布置任務(wù)，收集資料，預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的確定及布

9、置圖書(shū)館2011.12.28-302截面幾何性質(zhì)計(jì)算，承載能力極限狀態(tài)計(jì)算圖書(shū)館2011.12.30-313預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算，應(yīng)力驗(yàn)算圖書(shū)館2012.01.01-034抗裂驗(yàn)算或裂縫寬度計(jì)算，變形（撓度）計(jì)算圖書(shū)館2012.01.03-055繪制主要構(gòu)造圖，整理計(jì)算說(shuō)明書(shū)，上交設(shè)計(jì)成果圖書(shū)館2012.01.05-07五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)1葉見(jiàn)曙.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(第二版).北京:人民交通出版社,20052張樹(shù)仁等.鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.北京:人民交通出版社,20043中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004).北京:人民交通出

10、版社,20044閆志剛主編.鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20095易建國(guó)主編.混凝土簡(jiǎn)支梁(板)橋(第三版).北京:人民交通出版社,20066胡兆同,陳萬(wàn)春.橋梁通用構(gòu)造及簡(jiǎn)支梁橋.北京:人民交通出版社,20017白寶玉主編.橋梁工程.北京:高等教育出版社,2005 2011-12-9方案二：部分預(yù)應(yīng)力混泥土A類(lèi)簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)主梁尺寸如下圖： 1.主梁全截面幾何特性1.1受壓翼緣有效寬度，的計(jì)算按公路橋規(guī)規(guī)定，T形截面梁受壓翼緣有效寬度，取下列三者中的最小值：(1) 簡(jiǎn)支梁計(jì)算跨徑的l/3，即l/3=32500/3=10833(2) 相鄰兩梁的平均間距，對(duì)于中梁

11、為2000mm;(3) ,式中b=200 mm ,= 0 mm ,= (100+200) /2 =150 mm ；所以， = 200+0+12150 =2000 mm故，受壓翼緣的有效寬度取=2000mm1.2全截面幾何特性的計(jì)算 這里的主梁幾何特性采用分塊數(shù)值求和法，其計(jì)算式為 全截面面積：全截面重心至梁頂?shù)木嚯x：式中 分塊面積 分塊面積的重心至梁頂邊的距離如右圖所示，對(duì)T形梁跨中截面進(jìn)行分塊分析，分成5大塊進(jìn)行計(jì)算，分別計(jì)算它們底面積與性質(zhì)，計(jì)算結(jié)果列于下表。根據(jù)整體圖可知，變化點(diǎn)處的截面幾何尺寸與跨中截面相同，故幾何特性也相同，主梁跨中截面的全截面幾何特性如表1所示。 跨中截面與L/4截

12、面全截面幾何特性 表1分塊號(hào)分塊面積180000509000000750101.250.1590000167594000063336.0620.05360000900288000000-1003.297.240000117769320000-93334.820.081200001305228000000-1100145.20.4合計(jì)750000=800=1200600260000320.5397.88) = 418.412.預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的確定及布置2.1預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的確定按構(gòu)件正截面抗裂性要求估算預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量對(duì)于A類(lèi)部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，根據(jù)跨中截面抗裂要求，可得跨中截面所

13、需的有效預(yù)應(yīng)力為式中的為正常使用極限狀態(tài)按作用（或荷載）短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值；由資料得：= 2607.617+989.574+0.7 1697.431/1.141+267.361=4905.92 Mpa設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心距截面下緣為 =120 mm ，則預(yù)應(yīng)力鋼筋的合理作用點(diǎn)至截面重心軸的距離為=1080mm，Mpa由表1得跨中截面全截面面積 A =750000，全截面對(duì)抗裂驗(yàn)算邊緣的彈性抵抗矩為：418.411/1200 = 348.676 ，所以有效預(yù)加力合力為：預(yù)應(yīng)力鋼筋的張力控制應(yīng)力為1395 Mpa預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%估算，則可得需要預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積為擬采用3束7剛

14、絞線(xiàn)，單根鋼絞線(xiàn)的公稱(chēng)截面面積則預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積為，采用夾片式錨固，金屬波紋管成孔。2.3預(yù)應(yīng)力鋼筋及普通鋼筋的布置 （1）按照后張法預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件公路橋規(guī)中的要求，參考已有設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)跨中截面的預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行布置。如圖所示，預(yù)應(yīng)力鋼筋與普通鋼筋的布置截面圖。 跨中截面尺寸要素 鋼束在端部的錨固位置 預(yù)制梁端部（2）其他截面鋼束位置及傾角計(jì)算 鋼束彎起形狀、彎起角及彎曲半徑 采用直線(xiàn)段中接圓弧曲線(xiàn)段的方式彎曲；為使預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)加力垂直作用于錨墊板，N1、N2、N3彎起角均取8；各鋼束的彎曲半徑為：RN1=40000mm，RN2=25000mm，RN3=10000mm。鋼束各控制點(diǎn)位置

15、的確定。以N3為例，其彎起布置圖如下：計(jì)算N1、N2、N3各控制參數(shù)匯總于下表2：各鋼束彎曲控制要素表 表2鋼束號(hào)升高值C（mm）彎起角（）彎起半徑R（mm）支點(diǎn)至錨固點(diǎn)的水平距離d（mm）彎起點(diǎn)距跨中截面水平距離Xk(mm)彎止點(diǎn)距跨中截面水平距離（mm）N11150840000156534110908N26508250002561081214291N34008100003121355414945各截面鋼束位置（ ai ）及其傾角（）計(jì)算表 表3計(jì)算截面鋼束編號(hào)Xk(mm)Lb1+Lb2Xi-XkCiai=a+Ci跨中截面（Xi=0mm）N153415567為負(fù)值，鋼束未彎起00120N21

16、08123479N3135541391L/4截面Xi=6075mmN1534155670(Xi-Xk)(Lb1+Lb2)5.588190310N2108123479Xi-Xk000120N3135541391Xi-Xk Lb1+Lb28825945N2108123479Xi-Xk Lb1+Lb28311431N31355413910(Xi-Xk) Lb1+Lb2810081128N2108123479Xi-Xk Lb1+Lb28494614N3135541391Xi-Xk Lb1+Lb28236356 鋼筋束平彎段的位置及平彎角 N1、N2、N3三束預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)在跨中截面布置在同一水平面上，而

17、在錨固端三束鋼絞線(xiàn)則都在肋板中心線(xiàn)上，為實(shí)現(xiàn)鋼束的這種布筋方式，N2、N3在主梁肋板中必須從兩側(cè)平彎到肋板中心線(xiàn)上，為了便于在施工中布置預(yù)應(yīng)力管道，N2、N3在梁中的平彎采用相同的形式，其平彎位置布置圖如下所示。平彎段有兩段曲線(xiàn)弧，每段曲線(xiàn)弧彎曲角為=2.4按構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)要求估算按非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量：設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點(diǎn)到截面底邊的距離為a = 80mm ，則先假定為第一類(lèi)T形截面，由公式計(jì)算受壓區(qū)高度x，即 解得： 根據(jù)正截面承載力計(jì)算需要的非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積為采用7根直徑為12mm的HRB400鋼筋，提供的鋼筋截面面積為。在梁底布置成一排如圖，其間距為65mm，鋼筋重心

18、到底邊的距離。其布置圖如下：3主梁截面幾何特性計(jì)算各控制截面不同階段的截面幾何特性匯總表 表4受力階段計(jì)算截面階段一：孔道壓漿前跨中截面695103729.381170.51050.2324.2704.4452.773.087L/4截面695103758.661141.4983.56320.964.2372.613.263變化點(diǎn)截面695103787.721112.2912.42309.1303.9242.783.388支點(diǎn)截面741103821.871081.383.68343.724.1823.17941.076階段二：管道結(jié)硬后到濕接縫結(jié)硬前跨中截面713103779.131012.89

19、92.87323.934.1583.1983.263L/4截面713103779.111011.7948.41320.724.1163.173.382變化點(diǎn)截面713103778.041010.6512.10318.094.0883.1466.211支點(diǎn)截面859103816.971084.134.5326.1163.9923.00894.5階段三：濕接縫結(jié)硬后跨中截面764103682.971217.11097.3324.7395.0182.8163.124L/4截面764103654.301245.7932.22323.1484.9382.5943.466變化點(diǎn)截面764103668.96

20、1231.4362.18317.1864.7462.5768.758支點(diǎn)截面828103653.611235.340.94346.1505.2962.80284.54，持久狀況下截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算4.1.正截面承載力計(jì)算取彎矩最大的跨中截面進(jìn)行正截面承載力計(jì)算(1) 求受壓區(qū)高度x先按第一類(lèi)T形截面梁，略去構(gòu)造鋼筋影響，計(jì)算混凝土受壓區(qū)高度x為受壓區(qū)全部位于翼緣板內(nèi)，說(shuō)明設(shè)計(jì)梁為第一類(lèi)T形截面梁。 (2)正截面承載力計(jì)算預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合理作用點(diǎn)到截面底邊距離為所以 根據(jù)資料可知，梁跨中截面彎矩組合設(shè)計(jì)值。截面抗彎承載力可計(jì)算如下， 跨中截面正截面承載力滿(mǎn)足要求。4.2斜截面承

21、載力計(jì)算 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁應(yīng)對(duì)按規(guī)定需要驗(yàn)算的各個(gè)截面進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算，以變化點(diǎn)截面的斜截面進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算。首先，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行截面抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核，即式中的為驗(yàn)算截面處剪力組合設(shè)計(jì)值，查資料得= 834.72 kN；混凝土強(qiáng)度等級(jí) = 40Mpa；腹板厚度b = 200 mm ；剪力組合設(shè)計(jì)值處的截面有效高度計(jì)算近似取跨中截面的有效高度的計(jì)算值，計(jì)算如下，即；預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)；所以：故可知，計(jì)算滿(mǎn)足 截面尺寸滿(mǎn)足要求，但需要配置抗剪鋼筋。斜截面抗剪承載力計(jì)算，即 式中 式中：為異號(hào)彎矩影響系數(shù)，簡(jiǎn)支梁=1.0； 為預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，=1.25； 為受壓翼緣影響系數(shù)，=1

22、.1； 箍筋采用雙肢直徑為10mm的HRB335鋼筋，=280Mpa，間距=200mm，距支點(diǎn)相當(dāng)于一倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距=100mm。采用3束預(yù)應(yīng)力鋼筋的平均值，查表3可得 =0.1288，所以 所以 變化點(diǎn)截面處斜截面抗剪滿(mǎn)足要求。5.鋼束預(yù)應(yīng)力損失估算5.1預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失()摩阻損失分別對(duì)支點(diǎn)截面，變化點(diǎn)截面，L/4截面，跨中截面進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式如下，計(jì)算結(jié)果如下表所示： =式中： 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制應(yīng)力， 摩擦系數(shù)，查得 k 局部偏差影響系數(shù)，查得k=0.0015x 從張拉端至計(jì)算截面的管道長(zhǎng)度（m） 從張拉端至計(jì)算截面曲線(xiàn)管道部分切線(xiàn)的夾角之和；計(jì)算時(shí)，由

23、于平彎角度過(guò)小，此處計(jì)算忽略不計(jì)，計(jì)算參考表3所得數(shù)據(jù)。 各設(shè)計(jì)控制截面計(jì)算結(jié)果 表5截面鋼束號(hào)X(m)角度（ 。）弧度摩擦應(yīng)力損失摩擦應(yīng)力損失平均值支點(diǎn)截面N10.156000.30.53N20.256000.6N30.712000.7變化點(diǎn)截面N11.456002.818.86N21.556003.07N31.6127.86130.034350.72L/4截面N16.2310.8890.015518.2944.57N26.3316.9820.121954.69N36.38780.139660.72跨中截面N112.30680.139672.5488.58N212.40612.1680.21

24、2496.53N312.46212.1680.212496.675.2錨具變形、鋼絲回縮引起的應(yīng)力損失() 計(jì)算錨具變形、鋼筋回縮引起的應(yīng)力損失，后張法曲線(xiàn)布筋的構(gòu)件應(yīng)考慮錨固后反摩阻的影響。首先根據(jù)公式計(jì)算反摩阻影響長(zhǎng)度,即式中的為張拉端錨具變形值，有資料查得夾片式錨具頂壓張拉時(shí)為4mm；單位長(zhǎng)度由管道摩阻引起的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算為；張拉端錨下張拉控制應(yīng)力為；扣除沿途管道摩擦損失后錨固端預(yù)拉應(yīng)力；張拉端到錨固端之間的距離；計(jì)算結(jié)果如表6。若求得的，離張拉端x處由錨具變形，鋼筋回縮和接縫壓縮引起的考慮反摩擦后的張拉應(yīng)力損失，計(jì)算式如下； 若求得的時(shí) 表示該截面不受反摩擦的影響。錨具變形引起的預(yù)應(yīng)力

25、損失計(jì)算表 表6截面鋼束號(hào)X(mm)錨具損失平均值支點(diǎn)截面N115611503136.00135.53148.03N225610012156.50154.78N331210028156.26153.78變化點(diǎn)截面N1145611503136.00134.37129.30N2155610012156.50133.43N3161210028156.26134.37L/4截面N1623111503136.0063.5060.53N2633110012156.5059.40N3638710028156.2658.69跨中截面N11230611503136.00xlf截面不受反摩阻影響0N2124061

26、0012156.50N31246210028156.265.3預(yù)應(yīng)力鋼筋分批張拉時(shí)混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失() 預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉順序與編號(hào)一致，混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失取按應(yīng)力計(jì)算需要控制的截面進(jìn)行計(jì)算，這里取L/4截面進(jìn)行計(jì)算，并以計(jì)算結(jié)果作為截面預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力損失的平均值。計(jì)算公式如下 式中： m-張拉批數(shù)，m=3 預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土彈性模量之比，按照鋼筋張拉順序進(jìn)行計(jì)算式中：第i+1束預(yù)應(yīng)力筋扣除相應(yīng)應(yīng)力損失后的張拉力； 第i束預(yù)應(yīng)力筋重心到凈截面重心的距離。全預(yù)應(yīng)力鋼筋（M批）的合理NP在其作用點(diǎn)（全預(yù)應(yīng)力鋼筋重心點(diǎn)）處所產(chǎn)生的混凝土正應(yīng)力，=，截面特性按控制截面的幾何特性匯總

27、表中第一階段取用；其中：Np=(con )=(39544.57-60.53) 2919=3765.218KN=11.83MPa=23.66MPa5.4.鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失() 這里采用一次張拉工藝的低松弛級(jí)鋼絞線(xiàn)，由鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失按下式計(jì)算式中： 張拉系數(shù)，一次張拉取=1.0； 鋼筋松弛系數(shù)，對(duì)于低松弛鋼絞線(xiàn)，??； 傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力，= =1395-44.57-60.53-23.66=1266.24MPa =31.46MPa5.5混凝土收縮、徐變引起的損失() 混凝土收縮、徐變終極值引起的受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力損失按下式計(jì)算 ； ；式中： 構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋截面重心處，

28、由預(yù)加力（扣除相應(yīng)階段應(yīng)力損失）和結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力； 預(yù)應(yīng)力筋傳力錨固齡期為，計(jì)算齡期為t時(shí)的混凝土收縮應(yīng)變； 加載齡期為，計(jì)算齡期為t時(shí)的混凝土徐變系數(shù)； 構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋配筋率，設(shè)混凝土傳力錨固齡期及加載齡期均為28天，計(jì)算時(shí)間，橋梁所在環(huán)境的年平均相對(duì)濕度為75%，混凝土面積，混凝土界面與大氣接觸周長(zhǎng)，以跨中截面計(jì)算其理論厚度 查表得： ；由于 ，故 預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固時(shí)的欲加力為=81.352MPa5.6預(yù)應(yīng)力收縮組合各截面鋼束預(yù)應(yīng)力損失平局值及有效預(yù)應(yīng)力匯總表 表7工作階段計(jì)算截面預(yù)加應(yīng)力階段使用階段鋼束有效預(yù)應(yīng)力預(yù)加應(yīng)力階段 使用階段 支點(diǎn)截面0.53148.0323

29、.66172.2231.4181.352112.761213.161100.39變化點(diǎn)截面18.86129.323.66171.8531.4181.352112.761213.531100.77L/4截面44.5760.5323.66128.7931.4181.352112.761256.591143.83跨中截面88.58023.66112.2731.4181.352112.761273.111160.356.應(yīng)力驗(yàn)算6.1短暫狀況的正應(yīng)力驗(yàn)算短暫狀況下梁跨中截面（預(yù)加力階段）上、下緣的正應(yīng)力：上緣：下緣：其中，截面特性去用第一階段的截面特性，代入上式得 （壓） 預(yù)加力階段混凝土的壓應(yīng)力滿(mǎn)足

30、應(yīng)力限制值的要求；混凝土的拉應(yīng)力通過(guò)規(guī)定的預(yù)拉區(qū)配筋率來(lái)防止出現(xiàn)裂縫，預(yù)拉區(qū)混凝土沒(méi)有出現(xiàn)拉應(yīng)力，故預(yù)拉區(qū)只需配置配筋率不小于0.2%的縱向配筋即可。6.2持久狀況的正應(yīng)力驗(yàn)算6.2.1跨中截面混凝土正應(yīng)力驗(yàn)算按持久狀況設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，尚應(yīng)計(jì)算其使用階段正截面混凝土的法向應(yīng)力、受拉鋼筋的拉應(yīng)力及斜截面的主壓應(yīng)力。計(jì)算時(shí)作用(或荷載)取其標(biāo)準(zhǔn)值，不計(jì)分項(xiàng)系數(shù)，汽車(chē)荷載應(yīng)考慮沖擊系數(shù)。查表得；跨中截面混凝土上邊緣壓應(yīng)力計(jì)算值為 持久狀況下跨中截面混凝土正應(yīng)力驗(yàn)算滿(mǎn)足要求。6.2.2持久狀況下預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力驗(yàn)算 由二期恒載及活載作用產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心處的混凝土應(yīng)力為所以鋼束應(yīng)力為

31、持久狀況下預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力滿(mǎn)足規(guī)定要求。6.3持久狀況下的混凝土主應(yīng)力驗(yàn)算荷載標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合作用的主拉應(yīng)力： 荷載標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合作用的主壓應(yīng)力： 圖 變化點(diǎn)截面（尺寸：mm）現(xiàn)取變截面點(diǎn)分別計(jì)算截面上梗肋、形心和下梗肋處在標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合作用下的主壓應(yīng)力，其值應(yīng)滿(mǎn)足的要求，計(jì)算正應(yīng)力與剪應(yīng)力的公式如下正應(yīng)力 剪應(yīng)力 根據(jù)已有設(shè)計(jì)與相應(yīng)資料，對(duì)截面各面積距與形心進(jìn)行估算，其中應(yīng)力公式如下，進(jìn)行正應(yīng)力計(jì)算與剪應(yīng)力計(jì)算式，先計(jì)算計(jì)算結(jié)果會(huì)匯總于下表 變截面處不同計(jì)算點(diǎn)主應(yīng)力匯總表 表8計(jì)算位置主應(yīng)力剪應(yīng)力主壓應(yīng)力主拉應(yīng)力上梗肋a-a6.3110.4356.34-0.030形心軸o-o6.2650.55

32、26.31-0.048下梗肋b-b6.1601.2206.39-0.232斜截面最大主壓應(yīng)力 ；斜截面最大主拉應(yīng)力 ；故箍筋可按構(gòu)造要求布置。7抗裂性驗(yàn)算7.1作用短期效應(yīng)組合作用下的正截面抗裂性驗(yàn)算(1)預(yù)加力產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣的混凝土預(yù)應(yīng)力計(jì)算跨中截面 所以，可得(2)有荷載產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的法相拉應(yīng)力的計(jì)算由表6查得： ；(3)正截面混凝土抗裂驗(yàn)算對(duì)于A類(lèi)部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，作用荷載短期效應(yīng)組合作用下的混凝土拉應(yīng)力應(yīng)滿(mǎn)足下列要求：由上計(jì)算知，說(shuō)明截面在作用短期效應(yīng)組合作用下沒(méi)有消壓，計(jì)算結(jié)果滿(mǎn)足抗裂要求。同時(shí)，A類(lèi)部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件還必須滿(mǎn)足作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合的抗裂要求

33、。由下式得所以構(gòu)件滿(mǎn)足公路橋規(guī)中A類(lèi)部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合的抗裂要求。8.主梁變形（撓度）計(jì)算8.1使用階段的撓度計(jì)算 使用階段的撓度值，按短期荷載效應(yīng)組合值計(jì)算，并考慮撓度長(zhǎng)期影響系數(shù)。對(duì)于C50混凝土，；剛度為，預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁的撓度計(jì)算近似地按等截面梁計(jì)算，截面剛度按跨中截面尺寸及配筋情況確定。荷載短期效應(yīng)組合作用下的撓度值為： （）其中為資料所查得，L=32500mm為已知。自重產(chǎn)生的撓度 （）其中： 8.2預(yù)加力引起的反拱計(jì)算及預(yù)拱度的設(shè)置采用L/4截面處的使用階段永存預(yù)應(yīng)力鉅作用為全梁的平均預(yù)加力矩計(jì)算值，即=Apb0.9935=1083.5718600.9935

34、+1083.57840=2912.54KN=yob-ap=673.21mm=1960.75KNm截面慣性矩采用預(yù)加力階段（第一階段），為簡(jiǎn)化以梁L/4處截面的截面慣性矩I0 =1.151011 mm作為全梁的平均值。則主梁上拱值（跨中截面）為 Fa=-38.40mm考慮長(zhǎng)期效應(yīng)的預(yù)加力的上拱值為:fa1=-76.80mm預(yù)拱度的設(shè)置梁在預(yù)加力和荷載短期效應(yīng)組合的共同作用下并考慮長(zhǎng)期效應(yīng)的撓度值為W=21.164-76.80=-24.34mm預(yù)加力產(chǎn)生的長(zhǎng)期上拱值大于按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算的長(zhǎng)期撓度值，所以不需要設(shè)置預(yù)拱度。9錨固區(qū)局部承壓計(jì)算根據(jù)對(duì)三束預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固點(diǎn)的分析，現(xiàn)取N2鋼束的錨固

35、端局部承壓來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算9.1局部受壓區(qū)尺寸要求配置間接鋼筋的混凝土構(gòu)件，其局部受壓區(qū)的尺寸應(yīng)滿(mǎn)足下列錨下混凝土抗裂計(jì)算的要求： 式中 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，這里=1.0 局部受壓面積上的局部壓力設(shè)計(jì)值，后張法錨頭局壓區(qū)取1.2倍張拉時(shí)的最大壓力，所以局部壓力設(shè)計(jì)值為 =1.21395840=1406.16103 N 混凝土局部承壓修正系數(shù)，=1.0 混凝土強(qiáng)度C45，=20.5MPa 混凝土局部承壓承載力提高系數(shù)混凝土局部受壓面積，為扣除孔洞后面積，為不扣除孔洞面積，根據(jù)之前的數(shù)據(jù)計(jì)算如下 =200200=40000mm = 200200-7070/4=36153.5mm 局部受壓計(jì)算底面積；局部受壓

36、面的邊長(zhǎng)是200mm的正方形，根據(jù)規(guī)定的計(jì)算方法，局部承壓計(jì)算底面為寬400mm，長(zhǎng)480mm的矩形，考慮可能重疊以及規(guī)定的原則，這里的局部承壓計(jì)算底面為400mm400mm的矩形。 所以 計(jì)算表明，局部承壓區(qū)尺寸滿(mǎn)足要求。9.2局部抗壓承載力計(jì)算配置間接鋼筋的局部受壓構(gòu)件，其局部抗壓承載力計(jì)算公式為且需滿(mǎn)足： 式中 局部受壓面積上的局部壓力設(shè)計(jì)值，=1406.16 混凝土核心面積，可取局部受壓計(jì)算底面積范圍以?xún)?nèi)的間接鋼筋所包羅的面積，這里配置螺旋鋼筋，直接為190mm得： K間接鋼筋影響系數(shù)；混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50及以下是，取k=2.0；間接鋼筋體積配筋率；局部承壓區(qū)配置直徑為10mm的HRB335鋼筋，單根鋼筋截面面積為78.54 mm2，所以將上述各計(jì)算值代入局部抗壓承載力計(jì)算公式，可得到 故局部抗壓承載力滿(mǎn)足規(guī)定要求