预应力混凝土简支梁桥设计（毕业设计原版）.doc

毕 业 设 计 xxxxxxxxxxx 毕业设计 xxx 届xxxxxx 专业 xxxxxxx 班级题 目 xxxxxxxxxxxx姓 名 xxxxx 学号 xxxxxxx 指导教师 xxxxxx 职称 xxxxxx xxxxx 年 xx月 xx日预应力混凝土简支梁桥设计一、 工程概况及构造布置（1） 工程概况 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx（二）设计资料1、桥梁跨径及桥宽标准跨径：20m（墩中心距离）主梁全长：19.96m计算跨径：19m桥面净宽：7m(行车道板)+20.75m=8.5m2、设计荷载公路级荷载，人群荷载3.0 kN/m2，每侧人行栏、防撞栏重力的作用力分别为1.52kN/m和4.99kN/m。3、材料及工艺 混凝土：主梁用C50，栏杆及桥面铺装用C40。 预应力钢筋采用公路钢筋混凝土及混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）的s2.9钢绞线，每束6根，全梁配5束， 普通钢筋直径大于和等于12mm的采用HRB335钢筋；直径小于12mm的均用R235钢筋。 按后张法施工工艺制作主梁，采用内径50mm、外径65mm的预埋波纹管和夹片锚具。4、设计依据（1）交通部颁公路工程技术标准（JTGBOI-2003），简称标准；（2）交通部颁公路桥涵设计通用规范（JTJ D60-2004），简称桥规；（3）交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJD62-2004），简称公预规。5、基本计算数据 注：考虑混凝土强度达到C50时开始张拉预应力钢束。和分别表示钢束张拉时混凝土的抗压、抗拉标准强度，则=29.6Mpa， =2.51Mpa。（三）横断面布置1.主梁间距与主梁片数主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标很有效，故在许可条件下应适当加宽T梁翼板。本设计主梁翼板宽度为1700mm，由于宽度较大，为保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土刚性接头，因此主梁的工作截面有两种：预施应力、运输、吊装阶段的小截面（上翼板宽度bi=1600mm）和运营阶段的大截面（上翼板宽度bi=1700mm）。净7m+20.75m =8.5m的桥宽选用五片主梁，如图1所示。图1 结构尺寸图（尺寸单位：mm）2.主梁跨中截面主要尺寸拟定（1）主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/151/25，标准设计中高跨比约在1/181/19。当建筑高度有受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高可以节省预应力钢束用量，同时梁高加大一般只是腹板加宽，而混凝土用量增加不多。综上所述，本设计中取用1300m的主梁高度是比较合适的。（2）主梁截面细部尺寸T梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。本设计预制T梁的翼板厚度取用140mm，翼板根部加厚到220mm以抵抗翼缘根部较大的弯矩。在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板厚度一般由布置预制孔管的构造决定，同时从腹板本身的稳定条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。腹板厚度取180mm。马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的，设计实践表明，马蹄面积占截面总面积的10%20%为合适。考虑到主梁需要配置较多的钢束，将钢束按三层布置，一层最多排三束，同时还根据公预规9.4.9条对钢束间距及预留管道的构造要求，初拟马蹄宽度为500m，高度为150mm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度过80mm，以减小局部应力。按照以上拟订的外形尺寸，就可绘出预制梁的跨中截面图（见图2）。（3）计算截面几何特征将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元，截面几何特征列表计算见表2。图2 跨中截面尺寸图表2 跨中截面几何特性计算表分块名称分块面积 Ai (cm2)分块面积形心至上缘距离 yi (cm)分块面积对上缘静矩 Si=Aiyi (cm3)分块面积的自身惯矩 Ii (cm4)di=ys-yi (cm)分块面积对截面形心的惯矩Ix=Aidi2 (cm4)I=Ii+Ix (cm4)(1)(2)(3)=(1)(2)(4)(5)(6)=(1)(5)2(7)=(4)+(6)大毛截面翼板23807166603887335.623058579.873058579.87三角承托32016.75344113825.92214990.85216128.85腹板181864.51172611717168.33-21.88870339.142587507.47下三角160111.71787288889-69.08763527.424764416.31马蹄750122.59187514062.5-79.884785610.84799677.35428232352I=11426305.8小毛截面翼板16807117602744044.6333462863373726三角承托32016.75344113834.93390433.57391571.57腹板181864.51172611717168.33-12.87301127.882018296.21下三角160111.717872888.89-60.07577344.78578233.67马蹄750122.59187514062.5-70.873766917.683780980.184728244112I=10142807.63注：大毛截面形心至上缘距离 ： 小毛截面形心至上缘距离： (4) 检验截面效率指标（希望在0.5以上）上核心距：下核心距：截面效率指标： =表明以上初拟的主梁中截面是合理的。（四）横截面沿跨长的变化 如图1所示，本设计主梁采用等高形式，横截面的T梁翼板厚度沿跨长不变。梁端部区段由于锚头集中力的作用引起较大的局部应力，也为布置锚具的需要，在距梁端680mm范围内将腹板加厚到与马蹄同宽。马蹄部分为配合钢束弯起而从四分点附近（第一道横隔梁处）开始向支点逐渐抬高，在马蹄抬高的同时腹板宽度变开始变化。（五）横隔梁的设置模型试验结果表明，在荷载作用处的主梁弯矩横向分布，当该处有横隔梁时比较均匀，否则直接在荷载作用下的主梁弯矩很大。为减小对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩，在跨中设置一道路中横隔梁；当跨度较大时，应设置较多的横隔梁。本设计在桥跨中点和三分点、四分点、支点处共设置五道横隔梁，其间距为4.75m。端横隔梁的高度与主梁同高，厚度为上部220mm，下部200mm；中横隔梁高度为1160mm，厚度为上部160mm，下部140mm。详见图1所示。二、主梁作用效应的计算(一) 永久作用效应计算1.永久作用集度（1）预制梁自重中截面段主梁的自重（四分点截面至跨中截面，长4.75m）：G(1)=0.4728254.75=56.145 (kN)马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重（长3.75m）： G(2)(0.75952+0.4728)3.7525/2=57.765(kN)支点段梁的自重（长1.48m）：G(3)=0.75952251.48=28.102kN)边主梁的横隔梁自重中横隔梁体积：0.15（1.010.7-0.40.080.4-0.40.140.16）=0.0740(m3)端横隔梁体积：0.21(1.160.35-0.40.0480.24)=0.0843(m3)故半跨内横梁重力为：G(4) =（2.3750.074+0.850.843）252=12.37（kN）预制梁永久作用集度：g1=(56.145+57.765+28.102+12.37)/9.98=15.469(kN/m)（2）二期永久作用现浇T梁翼板集度 G(5)=0.140.525=1.75(kN/m)边梁现浇部分横隔梁一片中横隔梁（现浇部分）体积：0.150.251.01=0.0379(m3)一片端横隔梁（现浇部分）体积：0.250.451.16=0.286875(m3)故： g(6)=(100.0379+40.0725)25/19.96=0.648(kN/m)铺装10cm混凝土铺装： 0.1725=17.5(kN/m)10cm沥青铺装：0.1723=16.1(kN/m) 栏杆一侧防撞栏：4.99kN/m。若将两侧人行栏、防撞栏均摊给七片主梁，则：g(8)= 4.992/5=1.996(kN/m) 边梁二期永久作用集度：g2=1.75+0.648+1.996+6.72=11.114(kN/m)2.永久作用效应如图3所示，设为计算截面离左支座的距离，并令。图3永久作用效应计算主梁弯矩和剪力的计算公式分别为：永久作用效应计算见表3。作用效应跨中（=0.5）四分点（=0.25）支点（=0）一期弯矩（KN.M）685.0878513.820剪力（KN）072.11144.229二期弯矩（KN.M）501.519576.140剪力（KN）052.79105.583弯矩（KN.M）1186.607889.960剪力（KN）00249.812（二）可变作用效应计算（修正刚性横梁法）1.冲击系数和车道折减系数按桥规4.3.2条规定，结构的冲击系数与结构的基频有关，因此要先计算结构的基频。简支梁桥的基频可采用下列公式估算：其中：mc=根据本桥的基频，可计算出汽车荷载的冲击系数为=0.1767ln-0.0157=0.335按桥规4.3.1条，当车道为两车道时，行车道折减系数0.78。当大于两车道的时，需进行车道折减，三车道折减22%，四车道折减33%，但折减后不得小于用两行车队布载的计算结果。本设计按二车道设计，因此在计算可变作用效应时不需进行车道折减。2.计算主梁的荷载横向分布系数（1）跨中的荷载横向分布系数mc如前所述，桥跨内设五道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的长宽比为：所以可按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数mc。计算主梁抗扭惯矩IT对于T形梁截面，搞扭惯矩可近似按下式计算：式中：bi，ti相应为单个矩形截面的宽度和高度；ci矩形截面抗扭刚度系数；m梁截面划分成单个矩形截面的个数。对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度：马蹄部分的换算平均厚度：图4示出了IT的计算图式，IT的计算见表4。 图4 IT计算图式（尺寸单位：mm）表4 IT 计 算 表分块名称bi(cm)ti(cm)ti/biciIti=cibiti3(103m4)翼缘板170 16 0.0941 1/32.3208腹板93.33 180.19290.2931.5948 马蹄50 20 0.40.250 1.0000 4.91563 计算抗扭修正系数对于本算例主梁的间距相同，并将主梁近似看成等截面，则得：式中：G=0.425E；l=19.00m；a1=3.4m；a2=1.7m；a3=0m；a4 =1.7；a5=3.4；Ii=0.114263058m4。计算得=0.913。按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值：式中：n=5，=2(3.42+1.72)=28.9(m2)。计算荷载横向分布系数1号梁的横向影响线和最不利布载如图5所示图5 跨中横向分布系数mc计算图式（尺寸单位：mm）故取可变作用（汽车）的横向分布系数为：=1/2（0.5222+0.3288+0.1891-0.04298）=0.4986人群荷载： =0.61622号梁的横向影响线和不利布载图式 如图6所示图6 跨中横向分布系数mc计算图示（尺寸单位：mm）故取可变作用（汽车）的横向分布系数为：=1/2（0.3581+0.2531+0.1767+0.0708）=0.4294人群荷载：=0.40953号梁的横向影响线和最不利布载图式如图7所式图7 跨中的横向分布系数mc计算图示（尺寸单位：mm）故取可变作用（汽车）的横向分布系数为：=1/2（0.2+0.2+0.2+0.2）=0.4人群荷载：=0.4（2）支点截面的荷载横向分布系数mo如图8所示，按杠杆原理法绘制荷载向横向分布影响线并进行布载。图8 支点横向分布系数mo计算图式（尺寸单位：mm）1号梁，2号梁，3号梁的可变作用（汽车）的横向分布系数分别为1号梁可变作用（汽车）： moq=（1.0+0.765）=0.88可变作用（人群）： mor=1.2792号梁可变作用（汽车）： moq=（0.235+1.0+0.706）=0.9705可变作用（人群）： mor=03号梁可变作用（汽车）： moq=（1.0+0.2353）=0.6177可变作用（人群）： mor=0横向分布系数汇总（见表5） 1号梁可变作用向分布系数可变作用类别mcm0公路级0.49860.88人群0.61621.279 2号梁可变作用向分布系数可变作用类别mcm0公路级0.42940.9750人群0.409503号梁可变作用向分布系数可变作用类别mcm0公路级0.40.6177人群0.403.车道荷载的取值根据桥规4.3.1条，公路级的均匀荷载标准值qk和集中荷载标准值Pk为：qk=10.5(kN/m)计算弯矩时：计算剪力时：4.计算可变作用效应在可变作用效应计算中，对于横向分布系数和取值作如下考虑：支点处横向分布系数取m0，从支点至第一根横梁段，横向分布系数从m0直线过渡到mc，其余梁段均取mc。（1）求跨中截面的最大弯矩和最大剪力：计算跨中截面最大弯矩和最大剪力采用直接加载求可变作用效应，图9示出跨中截面作用效应计算图示 图9 跨中截面作用效应计算图计算公式为：式中：S所求截面汽车（人群）标准荷载的弯矩或剪力；qk车道均布荷载标准值；Pk车道集中荷载标准值；影响线上同号区段的面积；y影响线上最大坐标值。可变作用（汽车）标准值：可变作用（汽车）冲击效应： 可变作用（人群）效应：(2)求四分点截面的最大弯矩和最大剪力：可变作用（汽车）标准效应： 图10 四分点截面作用效应计算图式可变作用（汽车）冲击效应： 可变作用（人群）效应：（3）求支点截面的最大剪力：图11 支点截面最大剪力计算图式可变作用（汽车）效应：可变作用（汽车）冲击效应：可变作用（人群）效应：（三）主梁作用效应组合本设计按桥规4.1.64.1.8条规定，根据可能同时出现的作用效应选择了三种最不理效应组合：短期效应组合，标准效应组合和承载能力极限状态基本组合，见表6。三、预应力钢束的估算及其布置（一）跨中截面钢束的估算和确定根据公桥规规定，预应力梁应满足正常使用极限状态的应力要求和承载能力极限状态的强度要求。以下就按跨中截面在各种作用效应组合下，分别按照上述要求对主梁所需的钢束数进行估算，并且按这些估算的钢束数的多少确定主梁的配束。按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数对于简支梁带马蹄的T形截面，当截面混凝土不出现拉应力控制时，则得到钢束数n的估算公式：式中：持久状态使用荷载产生的跨中弯矩标准组合值，按表7取用；与荷载有关的经验系数，对于公路-级，取用0.85；一股612.9钢绞线截面积，一根钢绞线的截面积是0.854,故= 5.124。在一中已计算出成桥后跨中截面=87.38, =24.09,初估 =15,则钢束偏心矩为：ep=yx-ap=87.38-15=72.38。1号梁：按承载能力极限状态估算钢束数根据极限状态的应力计算图式，受压区混凝土达到极限强度，受压区呈矩形，同时预应力钢束也达到设计强度，则钢束数的估算公式为：式中：承载能力极限状态的跨中最大弯矩，按表7取用；经验系数，一般采用0.750.77，取0.76；预应力钢绞线的设计强度，见表1，为1260MPa 。计算得： 根据上述两种极限状态，综合取钢束数=5（二）预应力钢束布置1. 跨中截面及锚固端截面的钢束位置(1)对于跨中截面，在保证布置预留管道构造要求的前提下，尽可能使钢束群重心的偏心距大些。本算例采用内径50mm，外径65mm的预留铁皮波纹管，根据公预规9.1.1条规定，管道至梁底和梁侧净距不应小于3cm及管道直径1/2。根据公预规9.4.9条规定，水平净距不应小于4cm及管道直径的0.6倍，在竖直方向可叠置。根据以上规定，跨中截面的细部构造如图（10a）所示。由此可直接得出钢束群重心至梁底距离为：(2) 对于锚固端截面，钢束布置通常考虑下述两个方面：一是预应力钢束合力重心尽可能靠近截面形心，是截面均匀受压；二是考虑锚头布置的可能性，以满足张拉操作方便的要求。按照上述锚头布置的“均匀”“分散”原则，锚固端截面所布置的钢束如图12所示。钢束群重心至梁底距离为：a) 跨中截面； b) 锚固截面图12 钢束布置图（尺寸单位：mm）为验核上述布置的钢束群重心位置，须计算锚固端截面集合特性。锚固端截面特性计算见表7所示。表7 钢束锚固截面几何特性计算表分块名称AiyiSiIidi=ys-yiIx=Aidi2I=Ai+Ix(2)()(3)(4)()(4)(4)(1)(2)(3)=(1)(2)(4)(5)(6)(7)=(4)+(6)翼板2380.007.0016660.0038873.0045.44905560.84944433.8三角承托156.8015.872448.42273.1836.53 209240.33209513.51腹板5800.0072.00417600.006503733.33-19.6022281288731861.338333.80436708.4213885808.64其中：故计算得：说明钢束群重心处于截面的核心范围内。 图13 钢束群重心位置复核图式（尺寸单位：mm） 图14 封锚端混凝土块尺寸图（尺寸单位：mm）2.钢束起弯角和线形的确定：确定钢束起弯角时，即要照顾到由其起弯产生足够的竖向预剪力，又要考虑到所引起的摩擦预应力损失不宜过大。为此，将端部锚固端截面分成上，下面部分（见图14）上部钢束的弯起角为15o，下部钢束弯起角定为7o.3. 钢束计算（1）计算钢束起弯点至跨中的距离锚固点到支座中心线的水平距离（见图14）为：图15示出钢束计算图式，钢束起弯点至跨中的距离x1列表计算在表9内。图15 钢束计算图式（尺寸单位：mm）表8钢束号弯起高度y()y1 ()y2 ()L1 ()x3 ()R ()x2 ()x1 ()N1(N2)22.0012.199.81100.0099.257.00131.86159.88723.31N3(N4)44.5012.1932.31100.0099.257.004320.70526.56353.07N594.0025.8868.12100.0099.2515.001999.16517.42368.51(2)控制截面的钢束重心位置计算由图14所示的几何关系，当计算截面在曲线端时，计算公式为：当计算截面在近锚固点的直线端时，计算公式为：式中：钢束在计算截面处钢束重心到梁底的距离；钢束起弯前到梁底的距离；钢束起弯半径（见表9）。计算钢束群重心到梁底距离（见表9）表9 各计算截面的钢束位置及钢束群重心位置截 面钢束号x4 (cm)R (cm)sin=x4/Rcosa0 (cm)ai (cm)ap (cm)四 分 点N1(N2)未弯起1311.86 7.00 7.00 11.414 N3(N4)121.074320.7 0.028020922 0.99960733613.50 15.20 N5106.491999.160.0532673720.9971625877.0012.67支 点直线段yx5a0ai50.29N1(N2)31.0 7.00 32.443.983 7.00 25.02 N3(N4)63.3 7.00 28.08 3.448 13.50 54.55 N59415.0032.528.7147.0092.29(3)钢束长度计算一根钢束的长度为曲线长度，直线长度与两端工作长度之和，其中钢束的曲线长度可按圆弧半径与弯起角度进行计算。通过每根钢束长度计算，就可得出一片主梁和一孔桥所需钢束的总长度，以利备料和施工。计算结果见表10所示。表10 钢束长度汇总钢束号R (cm)曲线长度(cm)S=/180直线长度x1(见表9)（）直线长度x1 (见表9) ()直线长度L1 (见表9) ()有效长度2(S+x1+L1) ()钢束预留长度（）钢束长度（）(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)=(6)+(7)N1(N2)1311.86 7160.274723.31 1001967.16 1202087.16 N3(N4)4320.707527.87 353.07 1001961.881202081.88N51999.1615523.36368.511001983.741202103.74四、计算主梁截面几何特性本节在求得各验算截面的毛截面特性和钢束位置的基础上，计算主梁净截面和换算截面的面积、惯性矩及梁截面分别对重心轴、上梗肋与下梗肋的静矩，最后汇总成截面特性值总表，为各受力阶段的应力验算准备计算数据。现以跨中截面为例，说明其计算方法，在表13中亦示出其他截面特性值的计算结果。（一）截面面积及惯矩计算1. 净截面几何特性计算：在预应力阶段，只需要计算小截面的几何特性。计算公式如下：截面积： 截面惯矩： 计算结果见表11。2. 换算截面几何特性计算：（1）整体截面几何特性计算在使用荷载阶段需要计算大截面（结构整体化以后的截面）的几何特性，计算公式如下：截面积 截面惯矩 其结果列于表12。以上式中：分别为混凝土毛截面面积和惯矩分别为一根管道截面积和钢束截面积；分别为净截面重心到主梁上缘的距离；分面积重心到主梁上缘的距离；计算面积内所含的管道（钢束）数；钢束与混凝土的弹性摸量比值，由表1得=5.65。表11-1 跨中截面翼缘全宽截面面积和惯性矩计算表截 面分块名称分块面积 Ai (cm2)分块面积形心至上缘距离 yi (cm)分块面积对上缘静矩Si=Aiyi (cm3)全截面重心到上缘距离 ys (cm)分块面积的自身惯矩 Ii (cm4)di=ys-yi (cm)分块面积对截面形心的惯矩Ip=Aidi2 (cm4)I=Ii+Ip (cm4)b1=120净截面毛截面 (见表2)472851.03 244112 57.90 10142807.636.27 185871.399680573.55 扣管道面积 (nA)-165.915 120.4 -19976.17 忽略不计-62.5 -648105.47 4562.085224135.83 10142807.63-462234.08b1=170换算截面毛截面 (见表2)542842.62 231318.744.29 11426305.81.67 15138.1512131549.5 钢束换算面积 (Ep-1)nAp119.133 120.4 14343.61忽略不计-76.11 690105.55 5547.133245662.13 11426305.8705243.70计算数据以后修改A=6.52/4=33.183(2) n=5根 Ep=5.65表11-2 支点截面翼缘全宽截面面积和惯性矩计算表截 面分块名称分块面积 Ai (cm2)分块面积形心至上缘距离 yi (cm)分块面积对上缘静矩 Si=Aiyi (cm3)全截面重心到上缘距离 ys (cm)分块面积的 自身惯矩 Ii (cm4)di=ys-yi (cm)分块面积对截面形心的惯矩Ip=Aidi2 (cm4)I=Ii+Ip (cm4)b1=120净截面毛截面 (见表2)7636.8 56.54431784.6756.0312300144.50.519986.3512209094.9扣管道面积 (nA)-165.915 79.71-13225.08忽略不计-23.68 -93035.587470.85418559.5912300144.15-91049.25b1=170换算截面毛截面 (见表2)8333.852.4436691.1252.7813885808.640.381203.41397341.26钢束换算面积 (Ep-1)nAp119.13379.719396.09忽略不计-26.9386398.228452.93 446187.2113885808.6487601.62计算数据A=6.52/4=33.183(2) n=5根 Ep=5.65表11-3 四分点截面翼缘全宽截面面积和惯性矩计算表截 面分块名称分块面积Ai (cm2)分块面积形心至上缘距离 yi (cm)分块面积对上缘静矩Si=Aiyi (cm3)全截面重心到上缘距离 ys (cm)分块面积的自身惯矩 Ii (cm4)di=ys-yi (cm)分块面积对截面形心的惯矩Ip=Aidi2 (cm4)I=Ii+Ip (cm4)b1=120净截面毛截面 (见表2)472851.6324411252.78 10142907.63 -6.19 388632.83 9918717.543扣管道面积 (nA)-165.915 118.586 19675.196 忽略不计-60.77-612722.92 4562.085 263787.1916 10142907.63 -224090.09 b1=170换算截面毛截面 (见表2)542842.62231341.3644.25 11426305.81.6330358.55112114974.35钢束换算面积 (Ep-1)nAp119.133 118.58614127.51忽略不计-74.3366583105547.133 245468.8711426305.8688668.55计算数据A=6.52/4=33.183(2) n=5根 Ep=5.65（2）有效分布宽度内截面几何特性计算根据公预规4.2.2条，预应力混凝土梁在计算预应力引起的混凝土力时，预加力作为轴向力产生的应力按实际翼缘全宽计算，由预加力偏心引起的弯矩产生的应力按应力有效宽度计算。因此直接计算所得的抗弯惯矩应进行折减。由于采用有效宽度方法计算的等效法向应力体积和原全宽内实际的法向应力体积是相等的，因此用有效宽度截面计算等待法向应力时，中性轴应取原全宽截面的中性轴。有效分布宽度的计算根据公预规4.2.2条，对于T形截面受压区翼缘计算宽度bf，应取用下列三者中的最小值：(主梁间距)bfb+2bh12hf=18+2241214=234()此处bh3hh，根据规范，取bh=3hh=24()。故：bf=170()。有效分布宽度内截面几何特性计算：由于截面宽度不折减，截面的抗弯惯矩也不需折减，取全宽截面值。(二)截面静矩计算预应力钢筋混凝土梁在张拉阶段和使用阶段都要产生剪应力，这两个阶的剪应力应该叠加。在每一个阶段中，凡是中和轴位置和面积突变处的剪应力，都是需要计算的。例如，张拉阶段和使用阶段的截面（图16），除了两个阶段a-a和b-b位置的剪应力需要计算外，还应计算：图16 静矩计算图示（1）在张拉阶段，净截面的中和轴（简称净轴）位置产生的最大剪应力，应该与使用阶段在净轴位置产生的剪应力叠加。（2）在使用阶段，换算截面的中和轴（简称换轴）位置产生的最大剪应力，应该与张拉阶段在换轴位置的剪应力叠加。因此，对于每一个荷载作用阶段，需要计算四个位置（共八种）的剪应力，即需要计算下面几种情况的静矩：a-a线（图16）以上（或以下）的面积对中性轴（静轴和换轴）的静矩；b-b线以上（或以下）的面积对中性轴（两个）的静矩；静轴（n-n）以上（或以下）的面积对称中性轴（两个）的静矩；换轴（o-o）以上（或以下）的面积对中性轴（两个）的静矩；计算结果列与表12表12-1 跨中截面对重心轴静矩计算分块名称 及序号b1=120 ys=57.90b1=170 ys=44.29静矩类别及符号分块面积 Ai (2)分块面积重心至全截面重心距离 yi()对净轴*静矩 Si-j=Aiyi (3)静矩类别及符号分块面积 Ai (2)分块面积重心至全截面重心距离 yi()对净轴*静矩 Si-j=Aiyi (3)翼板翼缘部分对 净轴* 静矩Sa-n (3)1680.0050.985512翼缘部分对 换轴* 静矩Sa-o (3)2380.0037.2988750.2三角托320.0041.213184320.0027.598838.8肋部144.0039.957456144.0026.293785.76156152101364.76下三角马蹄部分对 净轴静矩 Sb-n (3)16053.778603.2马蹄部分对 换轴静矩 Sb-o (3)160.0067.3810780.8马蹄750.0064.648450750.00138.21103657.5肋部180.0053.896786180.0067.4110914.69管道或钢束165.91562.510184.454161.9276.51123388.17164023.65137741.11翼板净轴以上 静面积对 净轴静矩 Sn-n (3)1680.0050.985512净轴以上 静面积对 换轴静矩 Sn-o (3)2380.0037.2988750.2三角托320.0041.216480320.0027.598828.8肋部790.2021.9517344.89790.208.346590.268119336.89104169.27翼板换轴以上 静面积对 净轴静矩 So-n (3)1680.0050.985512换轴以上 静面积对 换轴静矩 So-o (3)2380.0037.2988750.2三角托320.0041.213184320.0027.59 8828.8肋部545.2247.248257.36545.2215.458257.3610695336105836.16表12-2 四分点截面对重心轴静矩计算分块名称及序号b1=120 ys=57.82b1=170 ys=44.25静矩类别及符号分块面积 Ai (2)分块面积重心至全截面重心距离 yi()对净轴*静矩 Si-j=Aiyi (3)静矩类别 及符号分块面积 Ai (2)分块面积重心至全截面重心距离 yi()对净轴*静矩 Si-j=Aiyi (3)翼板翼缘部分对 净轴* 静矩Sa-n (3)1680.0050.8285377.6翼缘部分对 换轴* 静矩Sa-o (3)238040.2595795三角托40041.151646040027.5811032肋部14439.385734.0814426.253780107571.68110607下三角马蹄部分对 净轴静矩 Sb-n (3)16053.858616马蹄部分对 换轴静矩 Sb-o (3)16065.7510520马蹄75064.684851075065.7558687.5肋部18052.188657.4418065.7511835管道或钢束165.91562.5810382.96165.91576.1512634.4376166.4093676.93翼板净轴以上 静面积对 净轴静矩 Sn-n (3)168050.8285377.6净轴以上 静面积对 换轴静矩 Sn-o (3)238040.596390三角托40041.151646040027.811120肋部788.7621.9117281.73788.768.346578.258199199.33114088.26翼板换轴以上 静面积对 净轴静矩 So-n (3)168050.8285377.6换轴以上 静面积对 换轴静矩 So-o (3)238040.2595795三角托40041.151646040027.5811032肋部544.528.69515624.43544.515.1258235.56117462.03115062.56表12-3 支点截面对重心轴静矩计算分块名称及序号b1=120 ys=56.03b1=170 ys=52.78静矩类别及符号分块面积 Ai (2)分块面积重心至全截面重心距离 yi()对净轴*静矩 Si-j=Aiyi (3)静矩类别及符号分块面积 Ai (2)分块面积重心至全截面重心距离 yi()对净轴*静矩 Si-j=Aiyi (3)翼板翼缘部分对 净轴* 静矩Sa-n (3)168049.0382370.4翼缘部分对 换轴* 静矩Sa-o (3)238045.78108956.4三角托156.840.1636297.56156.836.9135787.96肋部28039.2310984.428035.9810074.499652.36124818.76翼板净轴以上 静面积对 净轴静矩 Sn-n (3)168