结构设计原理课程设.docVIP

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