《混凝土结构设计原理》课程设计指导书---全预应力混凝土结构设计.doc

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《结构设计原理》课程设计指导书

全预应力混凝土结构设计

一、主梁截面尺寸确定

主梁截面轮廓尺寸任务书中已给出，但需要计算受压翼缘板计算宽度。

《公路桥规》规定，T形截面梁（内梁）的受压翼板有效宽度用下列三者中最小值：

（1）简支梁计算跨径的1/3。对连续梁各中间跨正弯矩区段，取该跨计算跨径的0.2倍；边跨正弯矩区段，取该跨计算跨径的0.27倍；各中间支点负弯矩区段，则取该支点相邻两跨计算跨径之和的0.07倍。

（2）相邻两梁的平均间距。

T形截面受压翼板有效宽度计算示意图

（3）。当时，取（）。此处，、、和分别见图3-33，为承托根部厚度。

二、荷载效应计算

利用影响线求支点、l/8、l/4、l/2截面的弯矩和剪力，计算时注意利用影响线的特点。

1.自重荷载集度的计算

自重荷载集度包括：预制主梁自重荷载集度，桥面铺装等二期荷载集度。

2.可变荷载集度的计算

《公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)》4.3.1中规定：

3.利用影响线求l/8、l/4、l/2截面的弯矩

（1）求自重荷载弯矩标准值、；

（2）求可变荷载弯矩标准值；

（3）求使用荷载组合值①短期效应组合；②长期效应组合。该荷载用于计算梁的应力及变形。

（4）求弯矩设计值。该荷载用于计算梁的抗弯承载能力。

4.利用影响线求支点、l/8、l/4、l/2截面的剪力

（1）求自重荷载剪力标准值、；

（2）求可变荷载剪力标准值；

（3）求剪力设计值，该荷载用于计算梁的抗剪承载力。

三、钢筋数量的计算及主梁截面几何特性的计算

（一）钢筋数量的计算

根据全预应力混凝土构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量。

（二）预应力钢筋布置

按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的要求布置预应力钢束。根据进行束界验算。

四、主梁截面几何特性的计算

后张法预应力混凝土梁，由于在张拉钢束时孔道内尚未压浆，因此截面按净截面（忽略构造钢筋的影响）计算，在使用阶段，孔道内已压浆，预应力钢筋与混凝土结合为整体，故按换算截面计算。

五、承载能力极限状态（正、斜截面承载能力）验算

（一）正截面承载力验算

正截面承载力应满足要求。

（二）斜截面承载力验算

1.复核截面尺寸。

2.确定配箍的形式。

3.确定需要验算的截面。

4.进行斜截面承载力验算。斜截面承载力应满足要求。

注意：b、h0为通过斜截面受压区顶端截面上的最小腹板宽度、有效高度。

六、预应力损失的计算及各阶段有效预应力的确定

（一）按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的6.1.3条确定张拉控制应力。

（二）预应力损失的计算

1.按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的6.2.2条计算；

2.按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的6.2.3条计算；

3.按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的6.2.5条计算；

4.按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的6.2.6条计算

5.按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的6.2.7计算。

（三）预应力损失组合及有效预应力的确定

按预加应力阶段和使用阶段对预应力损失进行组合，并求出相应阶段钢筋的有效预应力。

七、应力计算

应力验算包括短暂状态应力验算、持久状况正应力验算、持久状况主应力验算。

短暂状况的应力验算指构件在施工阶段由预加力（扣除相应预应力损失）、构件自重及其他施工荷载引起的截面应力验算。

持久状况正应力验算指使用阶段正截面混凝土的法向应力、受拉钢筋的拉应力验算。

注意：截面几何特征值的选择。

八、抗裂性验算

全预应力混凝土构件应进行荷载短期效应组合下正截面抗裂性验算和斜截面抗裂性验算。

注意：截面几何特征值的选择。

九、主梁变形（挠度）计算

包括荷载短期效应组合下主梁挠度验算、预加力引起的上拱度计算及预拱度设置。

十、锚固端局部承压的验算

1、按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的9.4.1条在锚下设置锚垫板、钢筋网、螺旋钢筋。

2、按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的5.7.1条进行局部承压区尺寸验算。

3、按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的5.7.2条计算局部承压承载力验算。

说明：若2、3计算不能满足要求时，可考虑局部压力作用时间较短暂，钢绞线一旦锚固，即发生锚具变形、钢筋回缩等应力损失，则可以扣除相应的预应力损失重新计算。

十一：附录

1、参考图纸

2、锚具尺寸

YM型锚固体系由张拉端工具锚、张拉端工作锚、固定端锚具、连接器、波纹管、锚下垫板及相应机具组成。应用范围为：1860MPa-