预应力混凝土课设资料

6 辽宁工业大学课程设计计算书 (一)预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失 14(二)由锚固变形、钢束回缩引起的预应力损失 14 (四)、由钢束应力松弛引起的预应力损失 15 N (七)、预加力计算及钢束预应力损失汇总...................................17 四、主梁截面承载力与应力验算...........................................................18 (一)局部承压区的截面尺寸验算 20(二)局部抗压承载力验算................................................22 六、主梁变形验算.........................................................................23 ( (二)计算由荷载引起的跨中挠度..........................................26(三)结构刚度验算......................................................26(四)预拱度的设置......................................................26辽宁工业大学课程设计计算书一、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M1ppkspkC=0.511pmxsppxp0.519.81041860106(0.339+0.9239)Mn=dpdpdpd6190.05103计算得：n==3.9根据上述两种极限状态，取钢束数n=5。(二)、预应力钢束布置锚固端截面的钢束布置6辽宁工业大学课程设计计算书由此可直接得出钢束群重心至梁底距离为：a=2(9.0+16.7)+28.4=15.96cmp5 (2)由于主梁预制时为小截面，若钢束全部在预制时张拉完毕，有可能会在上缘出现较大的360N5ax5=55.66辽宁工业大学课程设计计算书p4辽宁工业大学课程设计计算书6钢束锚固截面几何特性计算表II=I+Iix639339.978.6Si39.5I=Ad2xii1.57Ii85di-24.63Aiyi辽宁工业大学课程设计计算书SS3627I495.85788562.517067760.489.5I=I+I3043.49.4Adi=yy-19.75I=Ad2yiixiiiii小毛截面形心至上缘距离：y=i==72.75cmsA11136.25ixsk=ks k=xI=34871698.6=42.69cmspxx辽宁工业大学课程设计计算书6(1)计算钢束弯起点至跨中的距离xi1aaR面线y辽宁工业大学课程设计计算书6sinsin=x4R当计算截面在近锚固点的直线段时，计算公式为：i05RR度N(N)N1(N2)N5xxxyyL7(2)控制截面的钢束重心位置计算①各钢束重心位置计算i0p各计算截面的钢束位置及钢束群重心位置表24—x5R7—5N(N)N(N)N5N(N)N(N)N(N)N1(N2)xy0aaia点N锚5a6(3)钢束长度计算6IdId辽宁工业大学课程设计计算书有有效长度11钢束长度曲线长度几19181N(N)N(N)N5Q7二、计算主梁截面几何特性(一)、截面面积及惯矩计算段，只需要计算小截面的几何特性。nnisipAd2iib1-232.83154.04-3586565.5524786705略-88.49-1823171=xI+xI1p=isiiii2.89AyyIi辽宁工业大学课程设计计算书6906904.67—45261426550263—561.61495229295350412.555226364.1631427970227.85154.0435098略-89.8818406668265.35—53032729535041—1892929b1=220cm积xx2、换算截面积几何特性计算(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的几何特性，计算公式如下：0Epp0Epposi(2)有效分布宽度内截面几何特性计算ff33ffhfhhhhf②有效分布宽度内截面几何特性计算(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力，这两个阶段和的剪应力应该叠加。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。6辽宁工业大学课程设计计算书载作用阶段，需要计算四个位置(共8种)的剪应力，即需要计算下面①a-a线(图7)以上(或以下)的面积对中性轴(净轴和换轴)的静矩；②b-b线以上(或以下)的面积对中性轴(两个)静矩；③换轴(n-n)以上(或以下)的面积对中性轴(两个)的静矩；④换轴(o-o)以上(或以下)的面积对中性轴(两个)的静矩；1sAiy对换轴**矩对换轴*s翼板①翼缘部分2400三角承托②对净轴*500i分块名称静矩类别及积A符号iS=ijAyiii辽宁工业大学课程设计计算书b-nn-no-n矩b-o矩n-o矩o-o—-232.83———-35865——————3—3———5—5—(三)、截面几何特性汇总其他截面特性值均可用同样方法计算，下面将各个截面特性值汇总到下表6辽宁工业大学课程设计计算书面上缘距离矩矩翼缘部分面积净轴以上面积换轴以上面积马蹄部分面积矩对换轴静矩翼缘部分面积净轴以上面积换轴以上面积马蹄部分面积钢束群重心到换轴距离AnInyyWWSSSSenAoIoyyWWSSSSeoap7054898372969382187252340362340602053507054885992955952721254288601288603202653—512344344334286767357565357218——512309344058287657358545348019—6l1x辽宁工业大学课程设计计算书三、钢束预应力损失计算失及预加应力(一)预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失lcon式中：装--张拉钢束时锚下的控制应力；根据规定，对于钢绞线取张拉控制应力为：conpk9--从张拉端到计算截面曲线管道部分切线的夹角之和(rad)；xm纵轴上的投影长度，当四分点为计xi跨中及四分点截面装的计算结果见表8、表9。l1l1钢束数钢束数77(二)由锚固变形、钢束回缩引起的预应力损失反向摩擦影响长度：l=pfd装一装l06辽宁工业大学课程设计计算书—预应力钢筋扣除沿途摩擦损失后锚固端应力，即跨中截面扣除后的钢筋ll1l--张拉端距锚固端距离。l2df四分点截面的计算结果见表10。N1N1(N2)NN4)影响长度影响长度fdd(三)、混凝土弹性压缩引起的预应力损失后张法梁采用分批张拉时，先张法的钢束由于张拉后批钢束而产生的混凝土弹性压缩引起l4Eppc式中：—在先张拉钢束重心处，由后张法各批钢束而产生的混凝土法向应力，可按下式p0pcAInnM—分别为钢束锚固是预加的纵向力和弯矩；p0pieya，其中y值见表附pinxinx本设计采用逐根张拉钢束，N1~N5，张拉顺序为N1，N4，N2，N3，待现浇接缝强度达到100%后，张拉N5号钢束。计算时应从最后张拉的一束逐步向前推进。影响，计算的预制阶段见表附表Ⅰ。(四)、由钢束应力松弛引起的预应力损失(0.52pe0.26)l5fpe—传力锚固时的钢筋应力。表116辽宁工业大学课程设计计算书NNN(五)、混凝土收缩和徐变引起的应力损失华=pcs0Eppc0ppi2i华—钢束锚固时，全部钢束重心处由预加应力(扣除相应阶段的应力pc损失)产生的混凝土法向应力，并根据张拉受力情况，考虑主梁重力的影响；A—本设计为钢束锚固时相应的净截面面积A；ne—本设计为钢束群重心至截面净轴的距离e；pnIi—截面回转半径，本设计为i2=n；An0(t,t)—加载龄期为t、计算龄期为t时的混凝土徐变系数；00e(t,t)—加载龄期为t、计算龄期为t时的收缩应变。cs001、徐变系数终极值0(t,t)和收缩应变终极值e(t,t)的计算构件理论厚度的计算公式为：0cs02A山毛截面，四分点与跨中截面上述数据完全相同，即：设混凝土收缩和徐变在野外一般条件(相对温度为75%)下完成，受荷时混凝土加载龄期为0cs02、计算华混凝土收缩和徐变引起的应力损失列表计算在表12内。6⑷⑸⑹辽宁工业大学课程设计计算书四分点截面(计算表ppnnnpp pcN pcNA计算(IA计算(npc⑴pc⑴25⑵100.9[Ee(t,t)+a(0(t,t)]22.225计算公式(=Pcs0EPpc0p分子项分母项a人(人0(t,t)224．77i2=I/A3607.09pnp (六)、成桥后张拉N5号钢束混凝土弹性压缩引起的预应力损失成桥后张拉N5号钢束，此时将引起混凝土弹性压缩。这对已张拉的N1~N4号钢束会引(七)、预加力计算及钢束预应力损失汇总施工阶段传力锚固应力(及其产生的预加力：p0p0conlconl1l2l42、由(产生的预加力p0p0p0pp0p0pip0p0pppN，Q，M，计算结果一并ppp力xx辽宁工业大学课程设计计算书 (I=(ll1 ( ( (=(p0conl (=(pep0l994．13 (II=(ll5+(+('l6l4 ( ( ('0.00 (24四、主梁截面承载力与应力验算坏等四个受力阶段，为了保证主梁受力可靠并予以控制，应对控制截面进行各个阶段的验算。(一)、持久状况承载能力极限状态承载力验算在承载能力极限状态下，预应力混凝土梁沿正截面和斜截面都有可能破坏，下面验算这两bb'f=220cmb'1=120cmb=20cmAp==m(1)确定混凝土受压区高度当fA共fb,h,成立时，中性轴在翼缘板内，否则在腹板内。pdpcdffpdpcdff6辽宁工业大学课程设计计算书fb22.4220b0cdfbb00p(2)验算正截面承载力Mfbx(hx)0dcdf0200d主梁跨中正截面承载力满足要求，其他截面均可用同样方法验算。(3)验算最小配筋率cr式中：M—受弯构件正截面抗弯承载力设计值，由以上计算可知M11026.62kNm；ududM—受弯构件正截面开裂弯矩值，按下式计算：crM(f)Wcrpctk00W0NMpppcAWnnx式中：S—全截面换算截面重心轴以上(或以下)部分截面对重心轴的面积矩；00—扣除全部预应力损失预应力筋在构件抗裂边缘产生的混凝土预压应力；NM52140.242605.40pp25.51MPapcAW6904.67237307nnx01.49401.4940crpctk0MMcr辽宁工业大学课程设计计算书1)复核主梁截面尺寸0dcu,k0式中：V—经内力组合后支点截面的最大剪力(kN)，V=968.31kN；ddb—支点截面的腹板厚度，即b=550cm；00pf—混凝土强度等级。0d所以本设计主梁的T形截面尺寸符合要求。2)截面抗剪承载力验算yV0.50103afbh0d2td0a—预应力提高系数，取1.25。2pd0d因此本设计不需要进行斜截面抗剪承载力计算。五、主梁端部的局部承压验算(一)局部承压区的截面尺寸验算yF1.3nfA0ldscdln6辽宁工业大学课程设计计算书A=bAl式中：F—局部受压面积上的局部压力设计值，应取1.2倍张拉时的最大应力；没束预应力筋ldf—预应力张拉时的混凝土轴心抗压强度设计值，张拉时的混凝土强度等级为C40，则：cdcdn—混凝土局部承压修正系数，混凝土等级为C40时，取n=1.0；ssbA,A—混凝土局部受压面积，当局部受压面有空洞时，A为扣除孔洞后的面积，A为不扣lnllnl除孔洞的面积；对于具有喇叭管并与垫板连成整体的锚具，A可取垫板面积扣除喇ln叭管尾端内孔面积。550螺旋筋辽宁工业大学课程设计计算书爪ln4lbA108000l0ld(二)局部抗压承载力验算yF共0.9(nbf+kpbf)A0ldscdvcorsdlnA=corcorAl式中：b—配置间接钢筋时局部抗压承载力提高系数，当A>A时，应取A=A；corcorbcorbcorl同心、对称原则取值；vvdscorA—单根螺旋形间接钢筋的截面面积；d—螺旋形间接钢筋内表面范围内混凝土核心面积的直径；cors—螺旋形间接钢筋的层距。螺旋筋钢筋中心直径200mm。6辽宁工业大学课程设计计算书corcor44l六、主梁变形验算为了掌握主梁在各个受力阶段的变形情况，需要计算各阶段的挠度值，并且对体现结(一)计算由预加力引起的跨中反拱度c0xpi0EIi=1c0式中：f―扣除全部预应力损失后的预加力作用下的跨中挠度；piPI―全截面的换算惯性矩；0Pii辽宁工业大学课程设计计算书6 A2 A4A A2 A4A52)/+2AAd(a)0aRl 锚锚固点d3d1起1起弯点d1 4净轴(四分点截面)h3Mp图l6辽宁工业大学课程设计计算书分块面积及形心位置的计算表14iii2121322333216矩形1矩形2三角形3矩形4三角形5弓形6半个My图d=l/221212d=l+l+l31323341351363A21