持久状况下预应力钢筋的应力验算 2
- 格式:doc
- 大小:81.88 KB
- 文档页数:1
《城市桥梁设计规范》(局部修订)条⽂部分《城市桥梁设计规范》CJJ11–2011局部修订条⽂(2019年版)说明:1.下划线标记的⽂字为新增内容,⽅框标记的⽂字为删除的原内容,⽆标记的⽂字为原内容。
2.本次修订的条⽂应与《城市桥梁设计规范》CJJ11-2011中的其他条⽂⼀并实施。
3.0.12根据桥梁结构在施⼯和使⽤中的环境条件和影响,可将桥梁设计区为以下三种状况应按下列四种状况进⾏设计:1持久状况:在桥梁使⽤过程中⼀定出现,且持续期很长的设计状况。
2短暂状况:在桥梁施⼯和使⽤过程中出现概率较⼤⽽持续期较短的状况。
桥梁专监3偶然状况:在桥梁使⽤过程中出现概率很⼩,且持续期极短的状况。
4地震状况:在桥梁使⽤过程中可能经历地震作⽤的状况。
3.0.13桥梁结构或其构件:对3.0.12条所述三种设计状况均应进⾏承载能⼒极限状态设计;对持久状况还应进⾏正常使⽤极限状态设计;对短暂状况及偶然状况中的地震设计状况,可根据需要进⾏正常使⽤极限状态设计;对偶然状况中的船舶或汽车撞击等设计状况,可不按进⾏正常使⽤极限状态设计。
桥梁结构或其构件,对3.0.12条所述四种设计状况,应分别进⾏下述极限状态设计:1持久状况应进⾏承载能⼒极限状态和正常使⽤极限状态设计。
2短暂状况应进⾏承载能⼒极限状态设计,可根据需要进⾏正常使⽤极限状态设计。
3偶然状况应进⾏承载能⼒极限状态设计。
4地震状况应进⾏承载能⼒极限状态设计。
当进⾏承载能⼒极限状态设计时,应采⽤作⽤效应的基本组合和作⽤效应的偶然组合;当按正常使⽤极限状态设计时,应采⽤作⽤效应的标准组合、作⽤短期效应组合(频遇组合)和作⽤长期效应组合(准永久组合)。
桥梁专监3.0.16桥梁结构应符合下列规定:1构件在制造、运输、安装和使⽤过程中,应具有规定的强度、刚度、稳定性和耐久性;2构件应减⼩由附加⼒、局部⼒和偏⼼⼒引起的应⼒;3结构或构件应根据其所处的环境条件进⾏耐久性设计。
采⽤的材料及其技术性能应符合相关标准的规定。
6 持久状况应力验算按持久状况设计时,应计算构件在使用阶段正截面混凝土的法向应力、受拉钢筋的拉应力及斜截面的主压应力。
荷载取其标准值,不计分项系数,汽车荷载考虑冲击系数。
6.1 跨中截面混凝土法向正应力验算根据JTG D62-2004中7.1.5的规定,受压区混凝土的最大压应力,对不允许开裂构件,应满足ck pt kc f 5.0≤+σσ上式中: kc σ—由荷载标准值产生的混凝土法向压应力; so QKK G s o mK G s n PK G kc W M M W M W M 322111+++=σ查表得,跨中截面的弯矩值为:=PK G M 12236.85 m KN ⋅,=mK G M 1264.53m KN ⋅=K G M 2803.61m KN ⋅,=QK M 3380.18m KN ⋅截面的几何性质为:s n W 1=603947.06843cm ,s o W 2=644013.39543cm ,s o W 3=828724.02353cm1n A =5826.78502cm ,1pn e =1132.550mm则MPaW M M W M W M so QK K G s o mK G s n PK G kc102.17351.7288.1463.80235.8287241079.41833954.6440131053.2640684.6039471085.2236333322111=++=⨯+⨯+⨯=+++=σ pt σ—由预加力产生的混凝土法向拉应力。
sn pn p n p pt W e N A N 111-=σ()KN A N p pe p 674.55581000/5580312.175510.2231395=⨯--==σMPaW e N A N sn pn p n p pt 756.5541.14785.80684.603947550.1132674.5558107850.882610674.555823111-=-=⨯-⨯⨯=-=σMPa pt kc 346.11756.5102.17=-=+σσMPa f ck 25.195.385.05.0=⨯=< 计算结果表明,跨中截面混凝土的法向正应力满足规范要求。
混凝土结构原理课程设计指导书一、设计内容1.预应力钢绞线面积估算、布置及校核;2.截面几何参数的计算;3.确定张拉控制应力,进行预应力损失估算;4.承载能力极限状态正截面、斜截面承载能力计算;5.应力验算;6.正常使用极限状态抗裂性验算;7.变形验算及预拱度设置;8.锚固区局部承压设计计算。
9、图纸绘制:预应力钢束布置图。
二、设计步骤(一)准备工作1、设计题目,设计用的原始数据和有关资料由指导教师以设计任务书的形式发给学生。
2、学生接到设计任务书后,首先熟悉所给的原始资料, 明确设计题目和设计内容。
(二)预应力钢绞线面积估算、布置及校核预应力混凝土梁钢筋数量估算的一般方法:根据构件正截面抗裂性确定预应力钢筋的数量。
由构件承载能力极限状态要求确定非预应力钢筋数量。
预应力钢筋数量估算时截面几何特性可取构件全截面几何特性。
(1)按构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量全预应力混凝土梁按作用(或荷载)短期效应组合进行正截面抗裂性验算,计算所得的正截面混凝土法向拉应力应满足式(1)的要求,可得到:(1)(2)Ms——按作用(或荷载)短期效应组合计算的弯矩值;Npe——使用阶段预应力钢筋永存应力的合力;A——构件混凝土全截面面积;W——构件全截面对抗裂验算边缘弹性抵抗矩;ep——预应力钢筋的合力作用点至截面重心轴的距离。
A类部分预应力混凝土构件,根据式(3)可以得到:(3)求得Npe的值后,再确定适当的张拉控制应力σcon并扣除相应的应力损失σl(对于配高强钢丝或钢铰线的后张法构件σl约为0.2σcon ),估算出所需要的预应力钢筋的总面积Ap = Npe/(1-0.2)σcon。
Ap确定之后,则可按一束预应力钢筋的面积Ap1算出所需的预应力钢筋束数n1为: n1 =A p/ A p1(2)按构件承载能力极限状态要求估算非预应力钢筋数量在确定预应力钢筋的数量后,非预应力钢筋根据正截面承载能力极限状态的要求来确定。
第二十九章预应力安全验算预应力混凝土的基本概念由于混凝土极限拉应变很小,混凝土开裂时钢筋的拉应力仅为其设计值的6~8%,因此混凝土结构一般都带裂缝工作。
出现裂缝后,混凝土结构构件刚度降低,变形增大,影响结构使用性能。
普通混凝土在抗裂要求高的结构应用中受到了限制。
而普通混凝土结构由于受到裂缝宽度的限制也难以合理利用高强钢材。
是否有更合理的结构,可以克服普通钢筋混凝土结构的不足?有的,这就是预应力混凝土结构。
我国从1956年推广应用预应力混凝土,现在无论在数量以及结构类型方面均得到迅速发展。
预应力混凝土的优点:(1)提高了结构的抗裂性能(2)可以提高构件刚度减少变形(3)可以提高构件的抗疲劳性能(4)合理有效果地利用高强材料;减少截面尺寸,减轻结构自重(5)预应力技术可作为大跨度结构分段预制后的拼装手段(6)预应力技术可以成为各类结构修复和加固的主要技术措施缺点:(1)设计较复杂(2)施工技术与设备要求高(3)施工周期长1 预应力混凝土构件强度计算及抗裂度验算主要内容:1) 承载力计算。
2) 裂缝控制验算。
3) 变形验算。
2 施工阶段制作、运输和安装安全验算主要内容1) 应力校核。
2) 后张法局部承压验算。
3) 反拱验算。
4) 吊装验算。
以下分别进行讨论。
一、预应力损失值的计算各种预应力损失值在预应力混凝土构件施工及使过程中,预应力钢筋的张拉应力值是不断降低的,称为预应力损失。
引起预应力损失的因素很多,一般认为预应力混凝土构件的总预应力损失值,可采用各种因素产生的预应力损失值进行叠加的办法求得。
下面逐一介绍以下六项预应力损失,包括产生的原因、损失值的计算方法以及减少预应力损失值的措施。
1.预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σl 1预应力直线钢筋当张拉到σcon 后,锚固在台座或构件上时,由于锚具、垫板与构件之间的缝隙被挤紧,以及由于钢筋和楔块在锚具内的滑移,使得被拉紧的钢筋内缩a 所引起的预应力损失值σl 1(N/mm 2),按下列计算:s l E l a =1σ (10-3)减少σl 1损失的措施有:(1)选择锚具变形小或使预应力钢筋内缩小的锚具、夹具,并尽量少用垫板,因每增加一块垫板,a 值就增加1mm 。
正文方案二:按部分预应力混凝土A 类构件设计预应力混凝土T 形主梁。
1.主梁全截面几何特性1.1受压翼缘有效宽度f b ',的计算按《公路桥规》规定,T 形截面梁受压翼缘有效宽度f b ',取下列三者中的最小值: (1) 简支梁计算跨径的l/3,即l/3=24300/3=8100mm ; (2) 相邻两梁的平均间距,对于中梁为1800mm ; (3) ()f h h b b '++122,式中b=160 mm ,mm 0=h b (4) f h '= 1(82080100710)/8201232mm ⨯+⨯⨯= ; (5) 所以,()mm 1636123120160122=⨯++='++f h h b b 故,受压翼缘的有效宽度取mm 1636b ='f 1.2全截面几何特性的计算这里的主梁几何特性采电算法求值根据整体图可知,变化点处的截面几何尺寸与跨中截面相同,故几何特性也相同,主梁跨中截面的全截面几何特性如表1所示。
跨中截面与L/4截面全截面几何特性 表12.预应力钢筋及非预应力钢筋数量的确定及布置2.1预应力钢筋数量的确定按构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量对于A 类部分预应力混凝土构件,根据跨中截面抗裂要求,可得跨中截面所需的有效预应力为We Af W M N ptks pe +-≥17.0/式中的s M 为正常使用极限状态按作用(或荷载)短期效应组合计算的弯矩值;由资料得:Q2k Q1k G2k G1k S 17.0)(M M M M M ++++=μ= 842.56+480.51+0.7×1342.92/1.193+139.48 = 2250.52 MPa设预应力钢筋截面重心距截面下缘为 p a =130 mm ,则预应力钢筋的合理作用点至截面重心轴的距离为p b p a y e -=912130782mm -=,65.2=tk f Mpa由表1得跨中截面全截面面积 A =4742002m m ,全截面对抗裂验算边缘的弹性抵抗矩为:==b y I W /113.29×910/912 = 124.2610⨯ 3m m ,所以有效预加力合力为:6666/0.72250.5210/124.2100.7 2.65 1.91681011/474200792/124.210s tk pe p M W f N e A W-⨯⨯-⨯≥==⨯+⨯+N 预应力钢筋的张力控制应力为=⨯==186075.075.0pk con f σ1395 Mpa 预应力损失按张拉控制应力的20%估算,则可得需要预应力钢筋的面积为621.9168101718(10.2)0.81395pe p conN A mm σ⨯===-⨯拟采用2束724.15j φ刚绞线,单根钢绞线的公称截面面积,14021mm A p =则预应力钢筋的截面积为2196014072mm A p =⨯⨯=,采用夹片式锚固,70ϕ金属波纹管成孔。
第3章预应力钢筋张拉阶段有效应力及张拉伸长值计算3.1 预应力钢筋的张拉控制应力预应力钢筋的张拉控制应力(controlled tensile stress Of prestressing steel reinforcement)是指张拉时预应力钢筋达到的最大应力值,也就是张拉设备(如千斤顶)所控制的总拉力除以预应力钢筋截面面积所得到的应力值,以acon表示。
对于变角张拉而引起变角张拉装置摩阻损失,ocon指经过变角张拉装置并扣除此摩阻力后的(锚具位置)应力值。
概括讲,ocon通指预应力钢筋张拉时锚具位置的控制应力。
从经济角度出发,对于相同截面的预应力筋束,采用愈大的张拉控制应力ocon将使管壁混凝土中建立的环向预压应力就愈大,其抗裂性就愈好;或者要达到同样的抗裂性时,预应力筋束的截面面积就可以减小。
然而张拉控制应力ocon值太高也将存在下述一些问题:1)ocon值愈高,预应力筋束的应力松弛损失将愈大。
2)由于预应力钢筋强度的离散性、张拉操作中的超张拉等原因,张拉时可能使钢筋应力接近甚至进入屈服阶段,产生塑性变形,反而达不到预期的预应力效果。
少数钢筋甚至发生脆断现象。
3)因张拉力的测量可能不够准确,容易发生安全事故。
因此,预应力钢筋的张拉控制应力ocon不能定得过高,应留有适当的余地。
一般宜在比例极限值之下。
研究表明,预应力钢筋的张拉控制应力ocon与所采用的钢筋品种有关。
对预应力钢绞线而言,其塑性较差,没有明显的屈服台阶,ocon应定得低一些。
综合分析《水工混凝土结构设计规范》(DL/T 5057-1996)和《混凝土结构设计规范》(GB50010--2002)的规定[1,2],预应力钢绞线的张拉控制应力值ocon:有粘结预应力技术体系不宜超过0.75fptk,无粘结预应力施工技术体系不宜超过0.70fptk,且不应小于0.4/Ptk。
当考虑部分抵消由于应力松弛、孔道摩擦、钢筋分批张拉等因素产生的预应力损失时,张拉控制应力允许值可提高0.05fptk。
课程设计任务书一、课程设计的内容根据给定的桥梁基本设计资料(主要结构尺寸、计算内力等)设计预应力混凝土简支T 形主梁。
主要内容包括:1.预应力钢筋及非预应力钢筋数量的确定及布置; 2.截面几何性质计算;3.承载能力极限状态计算(正截面与斜截面承载力计算); 4.预应力损失估算;5.应力验算(短暂状况和持久状况的应力验算);6.抗裂验算(正截面与斜截面抗裂验算)或裂缝宽度计算; 7.主梁变形(挠度)计算; 8.锚固局部承压计算与锚固区设计; 9.绘制主梁施工图。
二、课程设计的要求与数据通过预应力混凝土简支T 形梁桥的一片主梁设计,要求掌握设计过程的数值计算方法及有关构造要求规定,并绘制施工图。
要求:设计合理、计算无误、绘图规范。
(一)基本设计资料1.设计荷载:公路—Ⅰ级荷载,人群荷载3.52kN/m ,结构重要性系数0γ=1.0 2.环境标准:Ⅱ类环境 3.材料性能参数 (1)混凝土强度等级为C50,主要强度指标为:强度标准值 ck f =32.4MPa ,tk f =2.65MPa 强度设计值 cd f =22.4MPa ,td f =1.83MPa弹性模量 c E =3.45⨯410MPa(2)预应力钢筋采用ASTM A416—97a 标准的低松弛钢绞线(1⨯7标准型), 其强度指标为:抗拉强度标准值 pk f =1860MPa 抗拉强度设计值 pd f =1260MPa弹性模量 p E =1.95⨯510MPa相对界限受压区高度 b ξ=0.4,pu ξ=0.2563 公称直径为15.24mm ,公称面积为140mm2(3)非预应力钢筋1)纵向抗拉非预应力钢筋采用HRB400钢筋,其强度指标为:抗拉强度标准值 sk f =400MPa 抗拉强度设计值 sd f =330MPa弹性模量 s E =2.0⨯510MPa相对界限受压区高度 b ξ=0.53,pu ξ=0.1985 2)箍筋及构造钢筋采用HRB335钢筋,其强度指标为: 抗拉强度标准值 sk f =335MPa 抗拉强度设计值 sd f =280MPa弹性模量 s E =2.0⨯510MPa 图1 主梁跨中截面尺寸(尺寸单位:mm )4.主要结构尺寸主梁标准跨径k L =25m ,梁全长24.96m ,计算跨径f L =24.3m 。
预应力混凝土中的应力状态分析与计算一、引言预应力混凝土是一种特殊的混凝土结构体系,其特点是在混凝土成型前设置预应力钢筋,以在混凝土固化后施加预应力,以达到增强混凝土受力能力和延长混凝土使用寿命的目的。
预应力混凝土结构体系中,预应力钢筋所施加的预应力会对混凝土产生一定的应力状态,本文将对预应力混凝土中的应力状态进行分析与计算。
二、预应力混凝土中的应力状态1. 应力状态的定义应力状态是指物体内部存在的应力分布状态,包括正应力、剪应力、轴向应力等。
2. 预应力混凝土中的应力状态预应力混凝土中的应力状态是由预应力钢筋所施加的预应力和混凝土自重、活荷载等所引起的应力状态组成。
预应力钢筋所施加的预应力会对混凝土产生拉应力,使混凝土内部形成压应力。
同时,混凝土的自重和活荷载会对混凝土产生压应力。
三、预应力混凝土中应力状态的计算1. 预应力钢筋所施加的预应力计算预应力钢筋所施加的预应力与钢筋的应力、钢筋的弹性模量、钢筋的伸长量、钢筋的截面积等因素有关。
预应力钢筋所施加的预应力的计算公式如下:$F_p = E_p A_p \epsilon_p$其中,$F_p$为预应力钢筋的预应力;$E_p$为钢筋的弹性模量;$A_p$为钢筋的截面积;$\epsilon_p$为钢筋的伸长量。
2. 混凝土内部应力的计算混凝土内部应力的计算需要考虑混凝土受到的预应力、自重和活荷载等因素。
计算时需要先计算出混凝土内部的应力分布状态,然后再进行应力的计算。
(1) 预应力钢筋所施加的预应力产生的应力预应力钢筋所施加的预应力会使混凝土内部形成拉应力和压应力。
在预应力钢筋周围的混凝土中,拉应力的大小为:$\sigma_{p}=\frac{F_{p}}{A_{p}}$其中,$F_p$为预应力钢筋的预应力;$A_p$为钢筋的截面积。
在预应力钢筋周围的混凝土中,压应力的大小为:$\sigma_{c}=-\frac{F_{p}}{A_{c}}$其中,$A_c$为混凝土的截面积。
预应力钢筋水平处有效预压应力预应力钢筋是现代结构工程中广泛使用的一种材料,该材料具有比传统钢筋更高的强度和耐久性,因此在桥梁、高层建筑等工程中得到了广泛应用。
预应力钢筋通常需要在不同的位置和方向施加不同的预压应力,以确保整个结构的稳定性和强度。
其中水平处的有效预压应力对于保证结构的整体均衡和稳定至关重要。
在本文中,我们将探讨预应力钢筋水平处有效预压应力的相关问题。
预应力钢筋水平处的有效预压应力是指钢筋在水平方向上受到的预压力,该力量可以抵消结构受到的外部水平荷载,从而保证结构的整体稳定性。
预应力钢筋的预压应力需要在施工过程中准确地控制和调整,以确保结构的安全和强度。
为了达到这一目的,施工人员需要掌握一定的技能和知识,以便在施工现场准确测量和调整预应力钢筋的预压应力。
预应力钢筋水平处的有效预压应力需要满足一定的设计要求。
在设计结构时,工程师需要根据结构的受力情况和使用要求,合理地确定钢筋的预压应力,并在施工过程中按照设计要求进行控制。
如果预压应力不足或过高,可能会导致结构的不稳定性和强度不足,从而影响建筑物的安全性和可靠性。
在施工过程中需要对钢筋的预压应力进行精确的测量和调整,以确保结构的安全性和稳定性。
预应力钢筋水平处的有效预压应力还需要考虑安全措施和技术细节。
在施工过程中,施工人员需要对预应力钢筋的预压应力进行监控和调整,以避免发生任何潜在的安全问题。
对于较大的结构和工程,需要采用更加先进的技术和设备,以确保预应力钢筋的预压应力被准确地控制和调整。
施工人员还需要注意一些细节问题,如预应力钢筋的长度、数量和施工时序等,以使预应力钢筋的预压应力达到最佳效果。
除了对预应力钢筋水平处的有效预压应力进行精确控制和调整之外,还需要密切关注其它相关问题。
下面我们将从预应力钢筋的质量、施工质量、温度和湿度等方面进行探讨。
预应力钢筋的质量对其水平处的有效预压应力至关重要。
高质量的预应力钢筋具有更高的强度和耐久性,可以保证结构的稳定性和强度。
预应力筋伸长量计算与量测(全文)模板一:学术风格正文:1. 引言预应力筋是工程中常用的结构材料,它通过预先给钢筋施加一定的拉力,使其在工作状态下能够承受更大的拉力,提高结构的稳定性和承载能力。
预应力筋伸长量是在预应力构件受到外力作用时,筋材产生的变形量。
本文将介绍预应力筋伸长量的计算与量测方法。
2. 预应力筋伸长量计算方法2.1 线性弹性理论根据线性弹性理论,预应力筋的伸长量可以通过应力和截面的刚度计算得到。
公式如下:ΔL = (F * L) / (E * A)其中,ΔL为伸长量,F为预应力筋的拉力,L为筋材的长度,E为材料的弹性模量,A为截面的面积。
2.2 非线性弹性理论在某些情况下,预应力筋会超过线性弹性阶段,此时需要采用非线性弹性理论进行计算。
非线性弹性理论考虑了材料的强度和刚度的变化。
通常可以采用有限元分析等方法进行计算。
3. 预应力筋伸长量量测方法3.1 传统测量方法传统的预应力筋伸长量量测方法主要是通过测量筋材两端的位移差来计算得到。
可以使用激光测距仪、位移传感器等设备进行测量。
3.2 光纤传感测量方法光纤传感测量方法是近年来发展起来的一种新型测量方法。
通过将光纤布置在预应力筋附近,通过测量光纤传感器的信号变化来计算预应力筋的伸长量。
4. 法律名词及注释4.1 预应力技术预应力技术是一种通过给结构施加预先设置的张拉力或压力来改善结构性能的技术。
4.2 弹性模量弹性模量是材料在受到外力作用时产生应变的能力,是描述材料刚性程度的物理量。
5. 结束语通过本文的介绍,我们了解了预应力筋伸长量的计算方法和量测方法,希望对相关研究和工程实践有所。
附件:本文无附件法律名词及注释:1. 预应力技术:是指通过预先施加张拉力或压力来改善结构性能的技术。
2. 弹性模量:是材料在受到外力作用时产生应变的能力,是描述材料刚性程度的物理量。
模板二:实用风格正文:1. 简介预应力筋是建筑工程中常用的结构材料,通过施加拉力提高结构的稳定性和承载能力。
预应力钢筋的详解与计算方法简介本文将对预应力钢筋进行详细的解释,并介绍预应力钢筋的计算方法。
预应力钢筋是一种在混凝土结构中施加预先应变的钢筋,以提高结构的承载能力和抗裂性能。
预应力钢筋的作用预应力钢筋通过施加预应力来提高混凝土结构的受力性能。
预应力钢筋可以减轻混凝土结构的自重,增加结构的跨度和承载能力。
此外,预应力钢筋还可以增加混凝土结构的抗裂性能。
预应力钢筋的分类预应力钢筋根据施加预应力的方法可分为两类:以钢束为代表的预应力钢筋和以压力层为代表的预应力钢筋。
钢束预应力钢筋是将多根普通钢筋捆绑在一起形成的钢束,通过张拉钢束施加预应力。
压力层预应力钢筋是在混凝土中设置一层压力层,并将钢筋埋置于其中,通过压力层施加预应力。
预应力钢筋的计算方法预应力钢筋的计算主要包括预应力力的确定和预应力钢筋的布置。
预应力力的确定需要考虑结构的荷载、混凝土的强度和预应力钢筋的特性等因素。
预应力钢筋的布置需要考虑结构的几何形状、荷载分布和抗裂要求等因素。
预应力力的计算可以采用静力平衡法或者弹性力学方法。
静力平衡法通过平衡结构的荷载和预应力力来确定预应力的大小。
弹性力学方法则通过考虑结构的弹性变形和应力分布来确定预应力的大小。
预应力钢筋的布置应遵循一定的规则,以满足结构的强度和变形要求。
一般来说,预应力钢筋应布置在结构的受拉区域,以提高结构的抗弯和抗剪能力。
预应力钢筋的布置应符合相关的设计规范和标准。
总结预应力钢筋是一种重要的结构材料,可以提高混凝土结构的承载能力和抗裂性能。
预应力钢筋的计算方法包括预应力力的确定和预应力钢筋的布置。
通过合理的计算和布置,可以保证结构的安全性和经济性。
2.3.1 短暂状况构件的应力验算(施工阶段)----对应桥博(施工阶段单项,应力,包络图根据公路桥规 JTG D62-2004 第7.2.1条规定,桥梁结构应计算其在制作、运输及安装等施工阶段,由自重、施工荷载等引起的下截面和斜截面的应力。
施工荷载除有特别规定外均采用标准值,当有组合时不考虑荷载组合系数。
图2-2表示半桥主梁施工阶段上、下缘最大应力包络图。
从图可知:施工阶段主梁上缘最大压应力为6.7MPa ,主梁下缘混凝土最大压应力为9.3MPa 。
计算结果表明:主梁上缘在施工阶段最大拉应力为0.3MPa ,主要发生在混凝土硬化过程中(注:由于混凝土硬化过程是支撑于挂篮模板之上,因此实际上在张拉预应力前,混凝土单元并不受力,此处的应力可理解为程序处理);主梁下缘在施工阶段最大拉应力为0.7MPa ,发生在索塔施工过程中,实际上该阶段0#块与1#块支撑于支架上,基本上不会出现拉应力。
根据公路桥规 JTG D62-2004 第7.2.8条,预应力混凝土受弯构件在预应力和构件自重等施工荷载作用下截面边缘混凝土的法向应力应符合下列规定:压应力 MPa f ck t cc 68.224.327.070.0'=×=≤σ拉应力 MPa f tk t ct 05.365.215.115.1'=×=≤σ均满足规范要求。
图2-3为在恒载作用下,主梁截面上下缘最大压应力。
可见,主梁上下缘除0#块附近外均有较大的压应力储备,0#块附近压应力储备很小(但是由于此处应力分布较为复杂,本计算模型模拟时并未考虑细节,因此该处的应力计算值并不能反应真实情况,宜对该处作进一步的局部分析)。
图2-2 主梁施工阶段上、下缘最大应力包络图(MPa )图2-3 成桥恒载作用下各截面应力分布示意图(MPa)2.3.2 持久状况构件应力验算(正常使用组合III)根据公路桥规JTG D62-2004 第7.1.1条规定,按持久状况设计的预应力混凝土受弯构件,应计算其使用阶段正截面混凝土的法向压应力、受拉区钢筋的拉应力和斜截面混凝土的主压应力。
持久状况下预应力钢筋的应力验算
根据《公预规》7.1.5条,使用阶段预应力筋拉应力应符合下列要求:
MPa
120965.0pe =≤+pk p f σσ (2-34)
式中:
pe σ——预应力扣除全部预应力损失后的有效预应力,本设计取∏=p pe σσ;
p σ——在作用标准效应组合下受拉区预应力筋产生的拉应力,按下式计算:
p Ep kt
σασ= (2-35)
3
3
22op G op G kt W M W M +=
σ kt σ——在作用标准效应组合下预应力筋重心处混凝土的法向拉应力;
Ep
α——
预
应
力
筋
与
混
凝
土
的
弹
性
模
量
比
797.51045.3/100.2/45=⨯⨯==C S ES E E α。
预应
力
的计算过程和
结果见表2-36,3号梁m
a
x
()1158.
8
30.65(12
9
)
p e p p
k
M P a
f M P a σσ
+=≤=其结果符合规范要求。
表2-36 预应力筋拉应力验算表
项目
边梁
3号梁
跨中 4/L 变化点 支点 跨中 4/L 变化点 支点 2G M )(m kN ⋅ 115.15 86.37 50.39 0 230.31 172.73 100.77 0 3G M )(m kN ⋅ 1061.33 796.00 464.38 0 1061.33 796.00 464.38 0 2op W )(3m 0.4782 0.5135 0.5798 2.105 0.4669 0.5076 0.5687 2.151 3op W )(3m
0.4832 0.5214 0.5822 2.032 0.4758 0.5141 0.5728 1.994 续上表 kt σ)(MPa
2.44 1.69 0.88 0 2.72 1.89 0.99 0 p σ)(MPa 1
3.96
9.71
5.07
15.6
10.82
5.66
pe σ)(MPa
1131.10 1124.37 1132.46 1158.09
1134.70 1125.67 1132.06 1158.83 p σσ+pe )(MPa 1145.22
1134.2
1137.58 1158.09
1150.49
1136.61 1137.79 1158.83。