预应力混凝土简支小箱梁计算下载

1/41结构设计原理课程设计——部分预应力混凝土A类构件简支小箱梁计算书2/41目录1设计基本资料。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。32箱形梁构造形式及相关设计参数。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。33主梁作用效应计算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。64预应力钢筋及普通钢筋数量的确定及布置。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。75.计算主梁截面几何性质。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。136承载能力极限状态计算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。136.1跨中截面正截面承载力计算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。136.2斜截面抗剪承载力计算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。147钢束预应力损失计算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。188持久状况正常使用极限状态抗裂性验算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。268.1正截面抗裂性验算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。268.2斜截面抗裂性验算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。289应力计算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。339.1持久状况应力验算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。339.2短暂状况应力验算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3610挠度验算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3710.1使用阶段的挠度计算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3710.2预加力引起的反拱计算及预拱度的设置。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3711主梁端部的局部承压验算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。383/41基本设计资料1.1跨度和桥面宽度计算跨径：L=39m。桥面宽度（桥面净空）：净-12.5（行车道）+2×0.5m（防撞栏）。1.2技术标准设计荷载：公路-Ⅰ级。环境标准：Ⅰ类环境。设计安全等级：二级。1.3主要材料（1）C50混凝土：,4.32MPafck,65.2MPaftkMPafcd4.22MPaftd83.1，MPaEc41045.3。（2）预应力筋采用1×7标准型—15.2—1860—Ⅱ—GB/T5224—1995钢绞线MPafpk1860，MPafpd1260，MPaEp51095.14.0b，2563.0pu。（3）普通钢筋：采用HRB335钢筋MPafsk335，MPafsd280，MPaEs5100.253.0b，1985.0pu。（4）箍筋及构造钢筋：采用R235钢筋MPafsk235，MPafsd195，MPaEs5101.2。2箱形梁构造形式及相关设计参数（1）本箱形梁按部分预应力混凝土A类构件设计，施工工艺为后张法。（2）桥上横坡为单向2%（计算时按照简化的中梁截面j特性进行计算）。（3）箱形梁截面尺寸：主梁间距：2.8m(全桥由5片梁组成)，其中翼缘预制部分宽1.8m，现浇段为1.0m，箱型主梁高度：1.7m。4/41（4）预应力管道采用金属波纹管成形，波纹管内径为70mm，管道摩擦系数2.0，管道偏差系数0015.0k，锚具变形和钢束回缩量为4mm（有顶压时）。（5）桥梁中梁横断面尺寸如图2-1。200×501700200×70300×1001400/21400/21301800/2601800/260200×70601301400/21800/21700150×501400/23201800/28010050×12.5跨中支点图2-1箱梁横断面图（单位：mm）（6）计算跨中截面几何特性。在工程设计中，主梁几何特性多采用分块数值求和法进行，其计算式为全截面面积：iAA全截面重心至梁顶的距离：AyAyiiu式中iA——分块面积；iy——分块面积的重心至梁顶边的距离。跨中截面和变截面处几何特征相同，见下表2-2。712ASyis10687121780xy5/41跨中截面几何特性计算表表2-2分块号分块面积iA（mm2）iy（mm）iiiyAS（3103mm）)(iuyy（mm）2)(iuixyyAI4cmiI4cm2800*160448000803584063217894195.295573.331060*20212001703604542622779.6870.67200*5010000196.671966．67515.33265568.44138.89200*7014000183.332566．67528.67391283.82381.11340*1620550800970534276-2583666345.1212045996300*100300001616.6748500-904.672455265.331666.671060*1301378001715236327-100313862804.0219406.83合计1211800863080.3339158241.6212163233.551321475.12由此可计算出截面效率指标（希望在0.5以上）hkkxs式中sk——截面上核心距，可按下式计算mmAyIkxs55.396106812118001012.513214754xk——截面下核心距，可按下式计算mmAyIksx82.59471212118001012.513214754因此截面效率指标6/4156.0178082.59455.396hkkxs表明以上的初拟截面尺寸是合理的。3主梁作用效应计算3.1自重、恒载内力自重、恒载内力计算结果表3-1截面位置距支点距离(mm)预制梁现浇二期M(kN.m)V（kN）M(kN.m)V（kN）M(kN.m)V（kN）支点00498.7079.80195变截面54802074350.534759.2849145L/497503519226.359238.8144995跨中1950046030777019000注：①预制主梁（包括横隔板）的自重：mkNgp/15.271；②现浇板的自重：mkNgm/92.161；③二期恒载（包括桥面铺装、人行道、栏杆）：mkNgp/0.102。3.2活载内力活载内力计算结果表3-2截面位置距支点距离(mm)公路-Ⅰ级荷载最大弯矩最大剪力)(1mkNMkQ对应)(kNV)(1kNVkQ对应)(mkNM支点00231.53576.940变截面54802575.4469.34472.782433.12L/497503717.86404.24414.793408.19跨中195005293.55163.43226.394236.82注：表中荷载值已计入冲击系数056.11。3.3内力组合7/41荷载内力计算结果表3-3截面位置项目基本组合短期组合长期组合dMdVsMsVlMlV支点maxM01250.4980926.9750861.21maxV01731.3201155.9380992.036变截面maxM7509.081318.9824977.181865.8154245.532732.481maxV7311.0121323.7744882.863868.0974191.636733.784L/4maxM11847.43994.8368024.49628.066968.28513.221maxV11416.351009.5217819.215635.0536850.98517.216跨中maxM16104.86227.497210788.98108.3329285.13261.9041maxV14633.9315.138610088.53150.0668884.87285.752注：基本组合（用于承载能力极限状态）kQkGkGdMMMM1214.1)(2.1kQkGkGdVVVV1214.1)(2.1短期组合（用于正常使用极限状态）17.0121kQkGkGsMMMM长期组合（用于正常使用极限状态）14.0121kQkGkGlMMMM8/414预应力钢筋及普通钢筋数量的确定及布置4.1预应力钢筋数量的确定及布置首先，根据跨中正截面抗裂要求，确定预应力钢筋数量。为满足抗裂要求，所需的有效预应力为：cxpctkcxspeWeAfWMN17.0/式中：sM——短期效应弯矩组合设计值。查表3-3：mkNMs98.10788；cA——估计钢筋数量时近似采用毛截面几何性质，按下图4-1定的截面尺寸计算，计算结果具体见表2-2。22118.1mAc,mys712.0,myx068.1,4513215.0mIc,3480538.0068.1/513215.0/myIWxccx。pe——预应力钢筋重心至毛截面重心的距离，pbpaye。图4-1跨中截面（尺寸单位：mm）设pa为100mm，则mep968.01.0068.1。NNpe7.7253372480538.0968.02118.111065.27.0480538.01098.10788639/41采用2.15s钢绞线，单根钢绞线的公称截面面积21139mmAp，抗拉强度标准值MPafpk1860，张拉控制应力取MPafpkcon1395186075.075.0，预应力损失按张力控制应力的20%估算。所需预应力钢绞线的面积为：264991395)2.01(7.7253372mmNAlconpep采用8束7s15.2的预应力钢筋，预应力束的布置如图所示；OVM15-7型锚具，供给的预应力钢筋截面面积为2778413978mmAp，采用70金属波纹管成孔，预留孔道直径75mm。预应力钢筋布置见图4-2，4-3，4-4，4-5。钢束位置及倾角计算见表4-6，4-7。图4-2跨中截面（尺寸：mm）10/41图4-3变截面（尺寸：mm）图4-4L/4截面（尺寸：mm）11/41图4-5支点截面（尺寸：mm）预应力筋束曲线要素表表4-6钢束编号起弯点距跨中（mm）锚固点距跨中（mm）曲线半径（mm）111791.5198035000023723.5197811500003191119759120000498.51967590000各计算截面预应力钢束的位置和倾角表4-7计算截面锚固截面支点截面变截面点L/4截面跨中截面距跨中（mm）19754.5195001500097500钢束到梁底距离（mm）149347216390902812792477211903113011127974672104144414321117786330合力点970952638.5388.5180钢束与水平线夹角（度）14.0004.00