[工学]预应力简支梁设计计算.doc

目录 第一章 课程设计任务书 2 一．设计项目 2 二．设计依据 2 三．设计内容 ３ 第二章 截面尺寸拟定及草算 3 一、梁高 3 二、主梁截面细部尺寸 3 三、跨中截面及支座截面轮廓尺寸图 4 第三章 预应力混凝土主梁计算 4 一．主梁内力算.................................................................................................................4. 二．主要梁全截面几何特性计算 7 三．主梁面积的估算及钢束布置 8 四．主梁截面几何特行计算 17 五．持久状况截面承载能力极限状态计算 21 六．钢束预应力损失计算 26 七．应力验算 32 八．抗裂性验算 39 九．主梁变形(挠度)计算 42 十．锚固区局部计算 44 \第一章 课程设计任务书 一．设计项目： 预应力混凝土简支梁设计 二．设计依据： １．简支梁跨径：跨径:30m;计算跨径:28.66m. 设计荷载： 　　　　　　　　　　　　　　　NO0主梁荷载效应 荷载 　跨中截面 L/4截面 变化点截面 支点 Mmax 相应V Vmax 相应M Mmax 相应V Vmax 相应M Mmax Vmax Vmax 一期恒载标准值 250 0 0 2250 1650 150 150 1650 1100 210 300 二期恒载标准值 650 0 0 650 500 45 45 500 340 65 90 汽车荷载标准值（未计冲击系数） 1500 60 100 1100 1120 280 280 1120 870 220 320 人群荷载标准值 60 0 2 30 45 4 5 35 23 5 8 备注 单位： kN(V); kN·m(M). 环境：桥址位于野外一般地区，Ⅰ类环境，年平均相对湿度为75%. 材料及设计基本数据： 　　　　预应力钢筋采用ASTM A416－97a标准的低松弛钢绞线（1×7标准型），公称直径：15.24mm，公称面积：140mm2，锚具采用夹片式群锚． 　　　　非预应力钢筋：HRB400级钢筋；直径＜12mm者，一律采用HRB335级钢筋． 混凝土：采用C50混凝土． 　　　　　　　　　　　　　NO1设计基本数据表 设计参数 C50混凝土 1860钢绞线 HRB335钢筋 HRB400钢筋 抗压强度 标准值 抗压强度设计值 抗拉强度标准值 抗拉强度设计值 受压区界限系数 弹性模量 　　　　 　　５．设计要求：根据《公路钢筋混凝土及预应混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)》，按Ａ类预应力混凝土构件设计此梁． 　　６．实工方法：采用后张拉法施工，预制主梁时，预留孔道采用预埋金属波纹管成型，钢绞线采用TD双作用千斤顶两端同时张拉；主梁安装就位后现浇40mm宽的湿接缝． 三．设计内容： 截面尺寸拟定内力组合、 　　　　　　　　　　　 图１：主要梁各部分尺寸图（尺寸单位mm） 第三章 预应力混凝土主梁计算 一．主梁全截面几何特性 １）．受压翼缘有效宽度的计算 　 按?公路桥规?规定，Ｔ行截面梁受压翼缘有效宽度，取下列三者中的最小值： 　　　　（１).简支梁计算跨径的L/3,L/3=28660/3=9553mm; 　　　　（２）．相临两梁的平均间距,对于中梁为2200mm; （３）．( b+2bh +12hf ),式中b为梁腹板宽度，bh为承托长度，这里bh =0. hf 为受压区翼缘悬出板的厚度,hf 可取跨中截面翼板厚度的平均值，即hf≈(1010×160+810×90/2)/1010=196mm.所以有(b+6hh+12hf)=180+6×0+12×196=2532mm; 式中：A－分块面积；y－分块面积的重心至梁顶边的距离； 则：Ａ＝∑Ａ＝789700mm ;　∑Ｓi＝∑Ａiyi＝446171×103mm3 yu=∑Si/A=554mm; I=∑Ix+∑Ii=301.348×109mm4 式中：Ｉi－分块面积Ａi对其自身重心轴的惯性矩；Ｉx－Ａi对x-x轴的惯性矩 NO2Ⅰ-Ⅰ截面（跨中截面与L/4截面）全截面几何特性 分块号 分块面积(mm2) yi(mm) Si=Ai×yi　(mm2)×109 0.689×109 2 72900 190375 10.251×109 0.