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07050086结构设计原理课程设
目录
一 设计资料 1
二 预应力钢筋数量的确定及布置 2
三 截面几何性质计算 4
四 承载能力极限状态计算 6
五 预应力损失计算 9
六 正常使用极限状态计算 15
七 主梁变形(挠度)计算 19
八 持久状况应力验算 21
九 短暂状态应力验算 23
一 设计资料
1. 桥梁跨径及桥宽
标准跨径:(墩中心距),主梁全长:=39.96m,计算跨径:=39.50m,桥面净宽:净8.5+2×1.5m。
2. 设计荷载
公路—Ⅱ级车辆荷载,人群荷载3.5KN/m2,结构重要性系数。
3. 材料性能参数
(1)混凝土
强度等级为C40,主要强度指标为:
强度标准值
强度设计值
弹性模量
⑵ 预应力钢筋采用1×7标准型_15.2_1860_II_GB/T 5224——1995钢绞线, 其强度
指标为:
抗拉强度标准值
抗拉强度设计值
弹性模量
相对界限受压区高度
⑶普通钢筋采用HRB335钢筋,其强度指标为:
抗拉强度标准值
抗拉强度设计值
弹性模量
4.主梁纵横截面布置
各部分截面尺寸
跨中截面毛截面几何性质为:截面面积=0.58×106 mm2;截面重心至构件上缘的距离=618.9 mm; 截面惯性矩=0.196685×1012 mm4。
5.内力计算
主梁内力计算的方法将在《桥梁工程课程设计》中,在此仅列出内力计算的结果。
组合内力计算结果如表1所示。
表1 内力组合计算结果
计算截面
荷载 跨中截面 截面 变化点截面 支点截面
基本
组合
最大
弯矩 (KN?m) 9874.11 6981.69 3154.02 0.00 对 应 V (KN) 203.73 707.48 590.10 160.813 最大
剪力 (KN) 1039.756 876.3212 637.31 1039.76 对 应 M (KN?m) 9874.11 6981.69 3154.02 0.00
短期
组合
最大
弯矩 (KN?m) 6747.35 4812.26 2111.64 0.00 对 应 V (KN) 59.841 99.63 398.857 449.019 最大
剪力 (KN) 99.63 559.37 580.61 692.725 对 应 M (KN?m) 6747.35 4812.26 2111.64 0.00
长期
组合
最大
弯矩 (KN?m) 5976.93 4291.47 1809.83 0.00 对 应 V (KN) 48.578 344.875 376.83 607.65 最大
剪力 (KN) 63.59 505.34 555.24 607.65 对 应 M (KN?m) 5976.93 4291.47 1809.83 0.00 二 预应力钢筋数量的确定及布置
首先根据跨中截面正截面抗裂要求,确定预应力钢筋数量。为满足抗裂要求,所需的有效预加力为:
为荷载短期效应弯矩组合设计值,由《桥梁工程课设》查得,估算钢筋数量时,可近似采用毛截面几何性质。为预应力钢筋重心至毛截面重心的距离, 。
假设,则
拟采用钢绞线,单根钢绞线的公称截面面积抗拉强度标准值,张拉控制应力取,预应力损失按张拉控制应力的20%估算。所需预应力钢绞线的根数为
根,取49根。
采用7束7预应力钢绞线束,则预应力钢筋截面面积。采用HVM15-8型锚具,金属波纹管成孔,预留孔道直径为55mm。预应力筋束的布置。
图1 左 跨中截面钢束图 右支点截面钢束图
预应力钢筋采用抛物线形式弯起,抛物线方程、弯起点距跨中的距离及曲线水平长度如表2。
表2 预应力钢筋弯起的抛物线方程、弯起点距跨中的距离及曲线水平长度
钢束编 号 曲线方程 起弯点距跨中的
距离(mm) 曲线水平长度(mm) 1 0 19980 2、3 3000 16980 4、5 6500 13480 6、7 11500 8480 注:表中曲线方程以截面底边为坐标,以过弯起点的垂线为坐标。
各计算截面预应力钢束的位置和倾角如表3所示。
表3 预应力钢束的位置和倾角
计 算 截 面其距跨中的距离(mm) 钢束到梁底的距离(mm) 钢束与水平线夹角(度) 累计角度(度) 1号束 2、3
号束
5、4
号束
6、7
号束
所有
钢束 1号束 2、3
号束 4、5
号束 6、7
号
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