混凝土结构设计原理课程设计计算书.doc

《混凝土结构设计原理》 课程设计计算书 班 级： 指导老师： 姓 名： 学 号： 2013年12月 预应力砼简支梁设计 一多层房屋的预应力混凝土屋面梁，构件及截面尺寸如图二所示。先张法施工时在工地临时台座上进行，在梁的受拉、受压区采用直径9mm的中强度预应力钢丝。分别在梁的受拉、受压区采用锥形锚具一端同时超张拉钢筋。养护时预应力钢筋与张拉台座温差为25℃，砼达到设计强度以后放松预应力钢筋，混凝土采用C45，非预应力钢筋采用HRB335钢筋。现已知该梁为一般不允许出现裂缝构件，承受均布恒栽标准值为 16KN/m 含自重 ，均布活载标准值 12KN/m，活载准永久值系数 0.5，按《砼结构设计规范（GB50010-2010）》设计该梁。要求： （１） 进行正截面承载力计算，估算纵向预应力钢筋，并根据构造要求估算非预应力钢筋。 （２） 计算总预应力损失。 （３） 进行梁的正截面承载力计算，确定梁的纵向预应力钢筋和非预应力钢筋。 （４） 进行梁的斜截面承载力计算，确定梁的箍筋。 （５） 验算梁的使用阶段正截面抗裂能力是否满足要求。 （６） 验算梁的使用阶段斜截面抗裂能力是否满足要求。 （７） 验算梁的使用阶段挠度是否满足要求。 （８） 验算梁在施工阶段强度及抗裂能力是否满足要求。 解：1.设计计算条件 1 钢筋 在梁的受拉、受压区均采用9的中强度预应力钢丝，选择其强度设计值为： 1570N/mm2 1110N/mm2 410N/mm2 2.05×105 N/mm2 63.62 mm2 非预应力钢筋采用HRB335级钢筋， 300 N/mm2 2.0×105 N/mm2 2 C45混凝土 45N/mm2 21.1N/mm2 1.0 1.80N/mm2 29.6N/mm2 2.51N/mm2 3.35×104 N/mm2 3 施工及其他条件 构件为“一般不允许出现裂缝构件”，允许挠度为L/250,当，张拉预应力筋。 2.内力计算 计算跨度: 9.35 跨中最大弯矩： M 1.2gk+1.4qk × 1.2×16+1.4×12 ×9.352 393.4kN·m Mk gk+qk × 16+12 ×9.352 306.0kN·m Mq gk+ψqqk × 16+0.5×12 ×9.352 240.4kN·m 支座截面处最大剪力： V 1.2gk+1.4qk ln × 1.2×16+1.4×12 ×9.1 163.8kN Vk gk+qk ln × 16+12 ×9.1 127.4 kN 根据正截面承载力计算， 1 选配预应力钢筋：估算纵向预应力钢筋，并根据构造要求估计非预应力钢筋，先令, ,计算 先假定中和轴位于翼缘内，则可按宽度为b′f 360mm的矩形截面梁计算，由于弯矩较大，故考虑预应力筋做两排布置，根据构造要求取, 则 ξ 与假定相符合。∴ 考虑到抗裂等要求，选配，并选。 根据构造要求，并选用，选用2Ф9（） 选配非预应力钢筋： 根据构造要求，预拉区纵向钢筋配筋率应满足 / 即 ， 可取， 。 截面几何特征: 截面几何特征编号及列表计算如下： 编号 ① 28800 760 21888 329 311734 1536 ② 6000 703 4218 272 44390 83 ③ 74400 410 30504 21 3281 238328 ④ 2000 117 234 314 19719 28 ⑤ 20000 50 1000 381 290322 1667 ⑥ 650 765 497 334 7251 ⑦ 1954 74 145 357 24904 ⑧ 1954 35 68 396 30642 ⑨ 780 765 597 334 8701 ⑩ 780 114 89 317 7838 a ：为各截面的重心至底边的距离 ： 为各截面的重心至换算截面重心的距离 ： 为各截面对其自身重心的惯性矩 换算截面面积： 换算截面重心至底边的距离： 换算截面惯性矩： 预应力损失 第一批预应力损失： 扣除第一批预应力损失后： 受拉区、受压区预应力钢筋合力点处的混凝土法向应力 配筋率： ∵ ∴ ∴ 第二批预应力损失 总预应力损失为 第二批预应力损失后的，，和 使用阶段正截面及斜截面承载力计算 ①消压状态时： 619742N ②鉴别中和轴位置 当受压区混凝土破坏时，受压区预应力筋应力为： 在受压区有： 在受拉区有： 300×157+1110×763.4 894474N 793245N 所以得属于第类截面 ③计算承载力 由 ，得： X 145mm 2×35 70mm 计算相对受压区高度： 即：