【《某混凝土简支T梁桥主梁截面几何特性计算案例》3400字】

某混凝土简支T梁桥主梁截面几何特性计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u32663某混凝土简支T梁桥主梁截面几何特性计算案例 118306第1章设计资料及构造布置 1288441.1设计资料 1288331.2设计依据 1173681.3主要材料规格 2165381.4主要设计数据 2225421.5截面几何特性计算 221944第2章计算主梁截面几何特性 4设计资料及构造布置设计资料跨度和桥面宽度标准跨径：20m（墩中心距）。6×3.75m(机动车道)+0.5m(双黄线)+2×1.5m(人行道）技术标准1）设计荷载：公路-Ⅰ级荷载。2）、横坡：1.5%3）、桥面铺装：沥青混凝土铺装,混凝土三角垫层4）、桥梁跨径：简支梁标准跨径20m，共分3跨。各级荷载可按《桥规》有关条文执行。设计依据（1）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）（2）《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61-2005）（3）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）（4）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）（5）《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64-2015）（6）《公路工程抗震规范》（JTGB02-2013）（7）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）（8）《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）主要材料规格1、预应力钢筋：采用低松弛高强度钢绞线2、普通钢筋：直径大于或等于12mm采用HRB400钢筋；直径小于12mm的采用HPB300钢筋3、混凝土：预应力混凝土采用C50，普通混凝土C30。4、锚具及成孔管道：锚具采用夹片式群锚，管道采用φ70预埋金属波纹管成孔5、支座：板式橡胶支座主要设计数据本设计为简支T形梁。截面几何特性计算按照上述资料拟定尺寸，绘制T形梁的跨中及端部截面见图1-2、图1-3。图1-2T形梁跨中截面尺寸图（尺寸单位：mm）图1-3T形梁端部截面尺寸图（尺寸单位：mm）计算截面几何特征，跨中截面几何特征列表计算见表1-1。表1-1跨中截面几何特征计算表分块名称分块面积分块面积形心至上缘距离分块面积对上缘静矩分块面积的自身惯性矩分块面积对截面形心的惯性矩大毛截面（含湿接缝）翼板37507.528236.1170423.6147.728500281.488571593.98三角承托50018.339276.112888.8936.89676495.3680273.08腹板260080208111.113661777.78-24.781610842.565273509.23下三角169140.6723844.341697.83-85.451237277.91239864.62马蹄1150157.5181236.1159896.94-102.2812056380.0212117275.85∑8169450299.3427878072.36小毛截面（不含湿接缝）翼板27007.52036050636.1155.748058090.748108715.74三角承托50018.3392752788.8944.91959331.11962108.89腹板2600802081103661677.78-16.76830387.054492053.72下三角169140.6723883.231597.83-77.431042592.951044179.67马蹄1150157.518123559906.94-94.2610459863.5510519759.38∑7119442863.2325126817.4大毛截面形心至上翼缘距离55.2094小毛截面形心至上翼缘距离62.242检验截面效率指标（希望）上核心距：下核心距：截面效率指标：∴以上初拟的主梁跨中截面是合理的。计算主梁截面几何特性截面面积及惯性矩计算在预加应力阶段，只需计算小毛截面的几何特性，计算公式如下：净截面面积：净截面惯性矩：计算结果见表4-1。表4-1跨中截面面积和惯性矩计算表截面（净面积）（换算面积）分块名称毛截面扣除管道面积∑毛截面钢束换算面积∑分块面积7120-185693381701838352分块面积形心至上缘距离6315256152分块面积对上缘静矩442314-2812541418845018827525477713全截面重心到上缘距离60.743758.2022分块面积的自身惯性矩25126262忽略2512626227876962忽略27876962-1.3877-90.25633.093-92.7978分块面积对截面形心的惯性矩40587-1551160-1510574357861603705163949023615687.7329516452.19注：，，，。表4-2四分点翼缘全宽截面面积和惯性矩计算表截面（净面积）（换算面积）分块名称毛截面扣除管道面积∑毛截面钢束换算面积∑分块面积7120-185693381701838352分块面积形心至上缘距离6314356143分块面积对上缘静矩442314-2654141577245018825975476163全截面重心到上缘距离60.972258.0166分块面积的自身惯性矩25126262忽略2512626227876962忽略27876962-1.1592-81.52382.907-84.4794分块面积对截面形心的惯性矩33190-1268496-1235306297181331871.35136158823890954.9329238549.74注：，，，。表4-3支点翼缘全宽截面面积和惯性矩计算表截面（净面积）（换算面积）分块名称毛截面扣除管道面积∑毛截面钢束换算面积∑分块面积10104-18599181115418311337分块面积形心至上缘距离68866386分块面积对上缘静矩684558-1594466861269243315605708037全截面重心到上缘距离68.417163.4587分块面积的自身惯性矩29189276忽略2918927632661998忽略326619980.6646-17.19091.3783-22.1493分块面积对截面形心的惯性矩1137-61635-604991597976839927929128776.7732761277.65注：，，，。换算截面几何特性计算整体截面几何特性计算在正常使用阶段需要计算大截面（结构整体化以后的截面，含湿接缝）的几何特性，计算式如下：换算截面面积：换算截面惯性矩：有效分布宽度内截面几何特性计算预应力混凝土梁在计算预应力引起的混凝土应力时，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翼缘有效宽度计算。对于T形截面受压区翼缘计算宽度，应取下列三者中的最小值：（主梁间距）(cm)。此处，为梁腹板跨度，为承托长度，为受压区翼缘悬出板的厚度。由于，则，为承托根部厚度。故由于实际截面宽度小于或等于有效分布宽度，及截面宽度没有折减，故截面的抗弯惯性矩也不需要折减，取全宽截面值。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，在这两个阶段的剪应力应该叠加。在每一阶段中，凡是中和轴位置和面积突变处的剪应力，都需要计算。在张拉阶段，净截面的中和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。在使用阶段，换算截面的中和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。故对每一个荷载作用阶段，需要计算四个位置的剪应力，即需要计算下面几种情况的静矩：a-a线以上(或以下)的面积对中性轴(净轴和换轴)的静矩。b-b线以上(或以下)的面积对中性轴(净轴和换轴)的静矩。净轴(n-n)以上(或以下)的面积对中性轴(净轴和换轴)的静矩。换轴(o-o)以上(或以下)的面积对中性轴(净轴和换轴)的静矩。计算结果见表4-4、表4-5、表4-6。表4-4跨中截面对重心轴静矩计算分块名称及序号已知：，，静矩类别及符号分块面积（）分块面积重心至全截面重心距离（）对净轴静矩（）翼板1翼缘部分对净轴静矩270052.2437141059.1三角承托250041.410420706.31肋部320039.74377949.85∑169713.04下三角4马蹄部分对净轴静矩16980.923013677.097马蹄5115097.7563112420.855肋部626078.756320477.748管道或钢束-186.265091.2564-16996.7634∑129575.607翼板1净轴以上净面积对净轴静矩270052.2437141059.1三角承托250041.410420706.31肋部3894.87422.371820021.0522∑181784.2422翼板1换轴以上净面积对净轴静矩270052.2437141059.1三角承托250041.410420706.31肋部3844.04423.642619956.5047∑181719.6947分块名称及序号已知：，，静矩类别及符号分块面积（）分块面积重心至全截面重心距离（）对净轴静矩（）翼板1翼缘部分对净轴静矩375049.7022186384.36三角承托250038.868919435.56肋部320037.20227441.55∑213168.25下三角4马蹄部分对净轴静矩16983.464514106.6105马蹄51150100.2978115343.58肋部626081.297821138.538管道或钢束182.2893.797817098.5639∑167683.9624翼板1净轴以上净面积对净轴静矩375049.7022186384.36三角承托250038.868919435.56肋部3894.87419.830417746.8194∑223564.519翼板1换轴以上净面积对净轴静矩375049.7022186384.36三角承托250038.868919435.56肋部3844.04421.101117811.3669∑223629.0669表4-5四分点截面对重心轴静矩计算分块名称及序号已知：，，静矩类别及符号分块面积（）分块面积重心至全截面重心距离（）对净轴静矩（）翼板1翼缘部分对净轴静矩270052.4722141676.05三角承托250041.638820820.51肋部320039.97227995.55∑170489.89下三角4马蹄部分对净轴静矩16980.694513638.4805马蹄5115097.5278112159.08肋部626078.527820418.338管道或钢束-186.265082.5239-15370.2042∑130842.364翼板1净轴以上净面积对净轴静矩270052.4722141676.05三角承托250041.638820820.51肋部3899.44422.486120226.0977∑182720.4377翼板1换轴以上净面积对净轴静矩270052.4722141676.05三角承托250041.638820820.51肋部3840.33223.963920318.742∑182633.082分块名称及序号已知：，，静矩类别及符号分块面积（）分块面积重心至全截面重心距离（）对净轴静矩（）翼板1翼缘部分对净轴静矩375049.5166185688.36三角承托250038.683319342.76肋部320037.01667404.43∑212433.33下三角4马蹄部分对净轴静矩16983.650014137.96马蹄51150100.4834115557.02肋部626081.483421186.794管道或钢束182.2885.479315582.2768∑166460.7208翼板1净轴以上净面积对净轴静矩375049.5166185688.36三角承托250038.683319342.76肋部3899.44419.530517567.701∑222596.601翼板1换轴以上净面积对净轴静矩375049.5166185688.36三角承托250038.683319342.76肋部3840.33221.008317655.0568∑222683.9568表4-6支点截面对重心轴静矩计算分块名称及序号已知：，，静矩类别及符号分块面积（）分块面积重心至全截面重心距离（）对净轴静矩（）翼板1翼缘部分对净轴静矩270059.9171161777.28三角承托2273.849.950413677.5295肋部3340.448.717116584.4108∑192037.0003翼板1净轴以上净面积对净轴静矩270059.9171161777.28三角承托2273.849.950413677.5295肋部32411.186626.208663194.9351∑238647.5246翼板1换轴以上净面积对净轴静矩270059.9171161777.28三角承托2273.849.950413677.5295肋部32183.100228.687862629.4519∑238082.0414分块名称及序号已知：，，静矩类别及符号分块面积（）分块面积重心至全截面重心距离（）对净轴静矩（）翼板1翼缘部分对净轴静矩375054.9587206096.235三角承托2273.844.992012319.9196肋部3340.443.758714896.5715∑23310.5061翼板1净轴以上净面积对净轴静矩375054.9587206096.235三角承托2273.844.992012319.9196肋部32411.186621.250251239.3075∑269653.2421翼板1换轴以上净面积对净轴静矩375054.9587206096.235三角承托2273.844.992012319.9196肋部32183.100223.729451804.7679∑270218.7025截面几何特性汇总将计算结果进行汇总，见表4-7。表4-7截面几何特性计算总表名称符号单位截面跨中四分点支点混凝土净截面净面积6932.8456932.8456932.845净惯性矩23615686.8423890954.0429128775.88净轴到截面上缘距离59.853760.082267.5271净轴到截面下缘距离100.3663110