结构设计原理课程设计—先张法预应力钢筋混凝土叠合式起重机轨道梁设计任务书

1、结构设计原理课程设计先张法预应力钢筋混凝土叠合式起重机轨道梁设计任务书一.设计课题先张法预应力混凝土叠合式起重机轨道（五跨）连续梁二.设计资料设计数据1结构型式 某河港高桩板梁式码头，下部桩基为600×600mm2预应力混凝土方桩，上部结构为现浇横梁、非预应力预制纵梁、预应力混凝土叠合式起重机轨道梁、非预应力叠合式面板。 横梁上部宽度400mm，横梁下部宽度900mm，轨道梁简支时搁置长度250mm。轨道梁为预应力芯棒叠合梁结构，芯棒高度取梁宽500,高度。钢筋混凝土叠合式面板的厚度：预制部分厚200 mm，现浇部分150 mm。磨耗层厚50 mm（素混凝土）。排架间距7.4m 码头

2、断面图如下2荷载标准值施工期：均布荷载： q=4.0(kPa)使用期： 均布荷载（堆货荷载：20(kPa)2门机两台Mh-5-25门座式起重机同时作业，工作状态下的支腿最大竖向荷载，轨距10.5m，支腿纵向距离10.5m，按吊臂位置在状态下的轮压，在状态下的轮压 。（学号尾数为单号）国产门座式起重机荷载代号Mh-4-25标准值 表1最大起重量（t）最大幅度（m）自重（t）轨距（m）支腿纵距（m）荷载P（kN）两机最小距离（m）荷载计算图式163024010.510.52501.5 3材料（1）混凝土混凝土强度等级：预应力芯棒C40，预制梁叠合加高部分采用C30级，现浇梁顶部分C25级

3、。性能指标标准值 设计值 弹性模量混凝土强度等级fckftkfcftEc预应力芯棒C40 27.02.4519.51.803.25×104叠合加高部分C3020.02.0015.01.503.00×104现浇梁顶部分C25 17.01.7512.51.302.80×104（2）钢筋：预应力钢筋：冷拉级；非预应力钢筋：级；构造钢筋：级钢筋种类标准值（Mpa）设计值（Mpa）弹性模量fyk(fpyk)fy(fpy)fy(fpy)Es预应力钢筋 冷拉级 5004203601.8×105非预应力钢筋 级 3353103102.0×105构造钢筋 级 2

4、352102102.1 ×105（3）钢筋混凝土重度25kN/m3。4采用规范：1）港口工程荷载规范（JTJ215-98）2）港口工程钢筋混凝土结构设计规范(JTJ267-98)三，梁的计算1施工期间：纵梁作为简支梁搭接在横梁上计算跨度剪力计算：弯矩计算：取较小值得 其中轨道梁承受的总自重及其设计值其中施工均布荷载产生的标准值及设计值其中内力计算简支梁跨中弯矩设计值和剪力计算设计值：2使用期间计算跨度弯矩计算：剪力计算：剪力计算（）截面A板和梁的自重产生的剪力设计值均布荷载产生的剪力设计值门机产生的剪力设计值单门机：双门机：取较大值所以截面B截面B左侧板和梁的自重产生的剪力设计值均布

5、荷载产生的剪力设计值门机产生的剪力设计值单门机：双门机：取较大值所以截面B右侧板和梁的自重产生的剪力设计值均布荷载产生的剪力设计值门机产生的剪力设计值单门机：双门机：取较大值所以弯矩计算截面2板和梁的自重产生的弯矩设计值均布荷载产生的弯矩设计值门机产生的弯矩设计值单门机：双门机：取较大值所以截面5板和梁的自重产生的弯矩设计值均布荷载产生的弯矩设计值门机产生的弯矩设计值单门机：双门机：取较大值所以截面8板和梁的自重产生的弯矩设计值均布荷载产生的弯矩设计值门机产生的弯矩设计值单门机：双门机：取较大值所以截面10板和梁的自重产生的弯矩设计值均布荷载产生的弯矩设计值门机产生的弯矩设计值单门机：双门机：

6、取较大值所以截面12板和梁的自重产生的弯矩设计值均布荷载产生的弯矩设计值门机产生的弯矩设计值单门机：双门机：取较大值所以截面15板和梁的自重产生的弯矩设计值均布荷载产生的弯矩设计值门机产生的弯矩设计值单门机：双门机：取较大值所以计算截面的弯矩设计值（）支座截面剪力设计值（）258101215由自重荷载产生的内力163.79201.34-116.80-292.82-55.6291.49153.16-234.89204.23由均布荷载产生的内力96.98110.34-59.11-201.23-69.87110.2687.26-120.83116.59由门机产生的内力单门机853.97895.35-

7、645.94-1137.44-846.131349.61879.50-1026.1998.48双门机767.791042.30-588.74-1056.76-575.451230.63755.07-900.5998.75最大值853.971042.30-645.94-1137.44-846.131349.61879.50-1026.1998.75总的不利内力1051.611295.72-813.12-1571.12-950.661518.281062.40-1299.301242.75三、承载能力极限状态计算1叠合梁正截面承载能力计算（先画出轨道梁的断面）1）短暂状况（施工期梁为简支）短暂期（

8、施工期）混凝土：考虑到场地的周转,轨道梁混凝土强度按照设计值75%计算，因此C30取为C20.。钢筋：预应力钢筋采用冷拉级非预应力钢筋采用热轧级保护层厚度按照按JTJ267-98第条取75mm 配筋：按施工时跨中弯矩（自重+均载） 2）持久状况（使用期梁为五跨刚性支撑连续梁）原材料：混凝土强度C25，fc=12.5Mpa ; C30，fc=15.0MPa ; C40，fc=19.5MPa 钢筋：冷拉钢筋： fy=420MPa 级钢筋：fy=310MPa保护层厚度按照按JTJ267-98第条取75mm配筋:第二跨跨中处 实配5 25 220（3082）第二跨支座处 实配428 222（3223）

9、叠合梁斜截面承载力计算： A支座处 混凝土按照C30 计算因为 所以受剪面尺寸符合要求。其中混凝土受剪承载力所以需要另配箍筋，h=1820mm,查条规定得 取s=150mm箍筋采用级钢筋10 四肢所以无需再弯筋。B支座B支座左边受剪面尺寸符合要求。由上知按照支座A处同样配置箍筋可以满足受剪承载力要求。B支座右边按照支座A处同样配置箍筋可以满足受剪承载力要求。四、短暂状况（施工期）正常使用极限状态验算1计算截面的几何特征1）预应力芯棒的几何特征（列表计算）芯棒断面：混凝土： 预应力钢筋（级钢筋）：5 25 :325 1473 225 9825 25合力点非预应力钢筋（级钢筋）220 628钢筋与

10、混凝土弹性模量比值：预应力：非预应力：换算面积形心至下边缘距离：换算面积形心至上边缘距离：换算面积至芯棒下边缘惯性矩：截面系数：编号换算为混凝土的面积A0面积形心至计算边的距离，a面积距Si=A0a形心至计算轴距离yiA0yi2惯性距Ii=bh3/121250000275687500007.37096813582793.97520833333325057.327513907587.370968274769.055937585.9587.5663770.6180.12924613728442851.1287.5249473180.12992508773.86265494.471054001556

11、0836954预制部分断面几何特征（列表计算）混凝土近似按叠合部分C30算钢筋与混凝土弹性模量比值：预应力：非预应力：换算面积形心至下边缘距离：换算面积形心至上边缘距离：换算面积至芯棒下边缘惯性矩I截面系数：编号换算为混凝土的面积A0面积形心至计算边的距离，a面积距Si=A0a形心至计算轴距离yiA0yi2惯性距Ii=bh3/12180000080064000000071.562755121.2270041.70667E+112800001500120000000628.4373789866.75763400001333.33353333333461.7706639696.2185449102

12、751350250596.56271423548.4535736587.5644437.5784.06273073771.9763560.7687.5311566.5784.06273688526.364935835.88156395871.70676E+113）整梁全断面几何特征值（列表计算）混凝土近似采用C30计算钢筋：梁顶负弯矩配筋428（2463）+222（760）换算面积形心至下边缘距离：换算面积形心至上边缘距离：换算面积至芯棒下边缘惯性矩I截面系数：编号换算为混凝土的面积A0面积形心至计算边的距离，a面积距Si=A0a形心至计算轴距离yiA0yi2惯性距Ii=bh3/12191000091082810000063.208536357363122.5119E+112800001500120000000526.7915222007426543400001333.33353333333360.1248518759578844910