预应力混凝土简支T梁计算报告(midas)

预应力混凝土简支T梁计算报告指导老师： 李 立 峰 专 业： 桥梁工程 班 级： 桥梁一班 姓 名： * * * 学 号： * 一、计算资料1.1 跨度与技术指标标准跨径：L=25m计算跨径：L0=24m汽车荷载：公路一级设计安全等级：二级1.2 桥梁概况及一般截面此计算为一预应力混凝土简支梁中梁的计算，不计入现浇带，其跨中与支点截面如图1-1所示，纵断面图如图1-2所示。1.3 使用的材料及其容许应力混凝土：C50，轴心抗压强度设计值 fcd=22.4MPa ,抗拉强度设计值 ftd=1.83MPa ，弹性模量 Ec=3.45104MPa 。钢筋混凝土容重：=26kN/m3钢筋：预应力钢束采用3束15.2mm7的钢绞线，抗拉强度标准值fak=1860MPa ，张拉控制应力con=0.75fak=1395MPa截面面积：Au=31407=2940mm2 ，孔道直径：77mm 预应力钢筋与管道的摩擦系数：0.25管道每米局部偏差对摩擦的影响系数：0.0015（1/m）锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值：开始点：6mm 结束点：6mm纵向钢筋：采用16的HRB335级钢筋，底部配6根，间距为70mm，翼缘板配16根，间距为100mm。1.4 施工方法采用预制拼装法施工；主梁为预制预应力混凝土T梁，后张法工艺；预制梁混凝土立方体强度达到设计混凝土等级的85%，且龄期不少于7天后方可张拉预应力钢束；张拉时两端对称、均匀张拉（不超张拉），采用张拉力与引伸量双控。钢束张拉顺序为：N2N3N1二、计算模型2.1 模型的建立本计算为一单跨预应力混凝土简支T梁桥中梁模型（图2-1），其节点的布置如图2-2所示。在计算活载作用时，横向分布系数取m=0.5,并不沿纵向变化。在建立结构模型时，取计算跨径L0=24m，由于该结构比较简单，计算跨度只有24m，故增加单元不会导致计算量过大，大多数单元长度为1m。建立保证控制截面在单元的端部，以便于读取数据。对于横隔板当作节点荷载加入计算模型，其所起到的横向联系作用已在横向分布系数中考虑。每个节点对应的x坐标值如表2-1所示 节点的x坐标值 表2-1节点123456789101112X(m)0.01.02.03.55.06.07.08.09.010.011.012.0节点1314151617181920212223X(m)13.014.015.016.017.018.019.521.022.023.024.02.2 预应力钢束布置图（图2-3）及钢束坐标（表2-2）钢束坐标 表2-2N1N2N3xzxzxz-0.261.1-0.260.8-0.260.58.2830.2245.5020.22052.6207850.21716310.3220.127.5030.124.5820.12120.12120.12120.12备注： R=20；关于12m处对称；不超张拉；不考虑平弯三、计算荷载3.1 荷载组包括自重、Prestress1、Prestress 2、Prestress 3、二期恒载、温度荷载六部分，根据钢束张拉的顺序进行加载，即N2N3N1。温度荷载包括季节温升、温降和日照温升、温降，季节温升、温降按照系统温度计入，季节温升考虑整体升温19，季节温降考虑整体降温18。日照温升、温降按梯度温度输入，梯度温度按照新桥规（JTG D62-2004）关于100mm沥青混凝土铺装的规定计入（图3-1）。其中，T1=14，T2=5.5，A=300mm，竖向日照反温差为正温差乘以-0.5。二期恒载：q=18kN/m横隔板自重：面积A=1.7212m2，重量：G=8.50kN3.2 移动荷载按照新桥规（JTG D62-2004）加载，考虑结构整体作用，设横向分布系数m=0.5，此外，车道偏心为0。3.3 徐变和收缩水泥种类系数：528天龄期混凝土立方体抗压强度标准值，即标号强度(fcu,f): 50MPa长期荷载作用时混凝土的材龄：t0=5天混凝土与大气接触时的材龄：ts=3天相对湿度：RH=70%大气或养护温度：T=203.4 施工阶段本计算采用3个施工阶段，起具体的定义如表3-1所示施工阶段 表3-1施工阶段持续时间（d）结构组边界组荷载组备注CS120StructureBoundary1 Boundary2自重Prestress2Prestress3Prestress1在预制场预制，张拉预应力筋，之后吊装CS220二期恒载二期恒载CS33650温度荷载十年混凝土收缩徐变四、永久作用计算结果永久作用计算结果包括弯矩、轴力、剪力图、变形、上翼缘应力和下翼缘应力图。采用CS3桥梁内力图作为输出结果。恒荷载与永久作用内力对比（合计施工阶段） 表4-1合计恒荷载弯矩（kN*m）Max62312m处Max396012m处Min-64724m处Min-80360m处轴力（kN）Max00m处Max0.4186m处Min-350912m处Min-8.1573m处剪力（kN）Max328.924m处Max673.724m处Min-324.80m处Min-673.70m处图4-1永久作用弯矩图图4-2恒载作用弯矩图图4-3永久作用轴力图图4-4恒载作用轴力图图4-5永久作用剪力图图4-6恒载作用剪力图应力图采用组合应力，在下缘取得最大应力，在容许应力线内。永久作用时全截面受压。上、下翼缘应力 表4-2上缘应力下缘应力应力（MPa）Max00m处Max00m处Min-4.89512m处Min-5.67212m处图4-7上翼缘应力图图4-8 下翼缘应力图梁单元在永久作用的下的变形：x轴方向的最大变形发生在x=24m处，为7.490mm（收缩），y方向无变形，z轴方向最大变形发生在x=12m处，为14.01mm（上拱），如图4-9所示。图4-9永久作用下梁单元的变形图 五、可变作用计算结果可变荷载包括汽车荷载和温度荷载，计算结果包括弯矩图、剪力图和位移包络图。可变作用弯矩和剪力最大、最小值 表5-1弯矩剪力汽车荷载Max120312m处Max227.424m处Min00m处Min-227.40m处温度荷载Max00m处Max3.2663m处Min-16.3811m处Min-3.40219.5m处可变作用Max118712m处Max225.924m处Min-16.3811m处Min-225.90m处图5-1 汽车荷载作用弯矩图图5-2 汽车荷载作用剪力图图5-3 温度荷载作用弯矩图图5-4 温度荷载作用剪力图图5-5 可变荷载作用弯矩图图5-6可变荷载作用剪力图位移包络图位移包络图：可变作用最大时x方向最大位移发生在24m处为2.512mm（伸长），z方向最大位移发生在12m处为0.913mm（上拱）；可变作用最小时x方向最大位移发生在24m处为0.6354mm（收缩），z方向最大位移发生在12m处为6.439mm（下挠）。图5-7 可变荷载作用最大时变形图图5-8 可变荷载作用最小时变形图汽车荷载引起z方向最大位移发生在12m处为7.353mm（下挠）图5-9 汽车荷载作用引起的最大下挠变形图季节温升引起的x轴方向最大位移发生在x=24m处，为4.397mm（伸长），z轴方向的最大位移发生在x=12m处，为0.624mm（上拱）；图5-10 季节温升引起的变形图季节温降引起的x轴方向最大位移发生在x=24m处，为4.165mm(收缩)，z轴方向的最大位移发生在x=12m处，为0.591mm（下挠）；图5-11 季节温降引起的变形图日照温升引起的x轴方向最大位移发生在x=24m处，为3.803mm(伸长)，z轴方向的最大位移发生在x=12m处，为1.647mm（上拱）；图5-12 日照温升引起的变形图日照温降引起的x轴方向最大位移发生在x=24m处，为0.024mm(收缩)，z轴方向的最大位移发生在x=12m处，为0.766mm（下挠）；图5-13 日照温降引起的变形图六、荷载组合结果包括承载能力极限状态组合（基本组合）、正常使用极限状态组合（短期组合和长期组合）的弯矩、轴力、剪力包络图。承载能力极限状态组合（基本组合） 表6-1基本组合弯矩（kN*m）Max456412m处Min-847.824m处轴力（kN）Max00m处Min-461612m处剪力（kN）Max106924m处Min-10550m处图6-1 基本组合弯矩包络图图6-2 基本组合轴力包络图图6-3 基本组合剪力包络图正常使用极限状态足组合 表6-2正常使用短期组合长期组合弯矩（kN*m）Max00m处Max00m处Min-135324m处Min-1353