预应力钢束的估算及其布置
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预应力钢筋估算预应力钢筋估算是指对预应力构件中所需的钢筋数量进行计算和估算的工作。
它是预应力构件设计和施工过程中非常关键的一步,直接影响到预应力构件的质量和使用性能。
预应力钢筋估算的步骤如下:1. 确定预应力构件的设计要求:首先需要明确预应力构件的设计要求和参数,包括构件的尺寸、受力特点、预应力设计力等。
2. 分析预应力构件的受力情况:根据预应力构件的设计要求,分析构件的受力情况,确定每个截面的受力状态和受力组合,包括轴向受力、弯矩受力、剪力受力等。
3. 计算预应力筋的设计级配:根据构件的受力情况,采用合适的设计方法,计算出预应力筋的设计级配。
预应力筋的设计级配包括筋材的类型、直径、数量等。
4. 计算预应力筋的总量:根据预应力构件的设计要求和预应力筋的设计级配,计算出每个截面上预应力筋的总量。
预应力筋的总量包括每个截面上各直径预应力筋的数量和总长度。
5. 考虑预应力筋的接头:在预应力构件中,由于构件的长度通常比较大,预应力筋需要在一定的长度上作出接头。
在估算预应力钢筋的数量时,还需要考虑接头的数量和长度。
6. 估算耗损量:预应力构件在施工和使用过程中,由于各种原因会产生一定的预应力损失。
在估算预应力钢筋的数量时,还需要考虑这部分的耗损量。
7. 编制钢筋图纸和清单:根据预应力钢筋的估算结果,编制钢筋图纸和清单。
钢筋图纸和清单是预应力构件施工的重要依据,需要详细明确每个截面上各直径预应力筋的位置和数量。
总之,预应力钢筋估算是预应力构件设计和施工过程中不可或缺的一环,它的准确性和合理性直接关系到预应力构件的质量和使用性能。
通过以上步骤的计算和估算,可以获得合理的预应力钢筋数量,为预应力构件的施工提供有效的指导和依据。
4.1预应力筋的计算和布置采用符合ASTM A416-97标准的270级钢绞线, 标准强度Ryb=1860Mpa, 弹性模量Ey=1.95x105 Mpa, 松弛率为3.5%, 钢绞线规格公称直径为Φj15.20mm。
查《混凝土结构设计规范》知:1.钢绞线规格公称直径为Φj15.20mm为一束21根配置。
公称截面面积为2919mm。
2.C50混凝土的轴心抗压强度标准值为32.4 Mpa, 混凝土的弯压应力限值为32.4×0.5 Mpa =16200 Kpa。
配筋计算选用正常使用极限状态下的弯矩值配筋, 所选弯矩值如表4-1所示。
配筋弯矩值表4-1运用程序进行受弯构件配筋估算, 所得钢筋数量如表4-2所示。
预应力钢筋数量表4-2由于本桥桥跨结构对称,且本桥为连续刚构, 结合计算出来的钢筋情况, 因此只计算支点处(即41截面的预应力损失) 4.1. 1 控制应力及有关参数计算 控制应力: σcon=0.75×1860=1395(MPa)其他参数: 管道偏差系数: k =0.0015;摩擦系数: μ=0.25; 4.2摩擦损失1l σ 4.2.1预应力钢束的分类将钢束分为10类, 分别为a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,a10。
因为桥跨对称,且本桥为连续刚构, 结合计算出来的钢筋情况, 因此只计算支点处(即41截面的预应力损失)下各种损失亦如此。
8.2.21l σ计算由于预应力钢筋是采用两端张拉施工, 为了简化计算, 近似认为钢筋中点截面是固定不变的, 控制截面离钢筋哪端近, 就从哪端起算摩擦损失。
摩擦损失的计算公式(参见参考文献[2]6.2.2)如下[])(11kx u con l e +--=θσσ (8-2)式中 x —从张拉端至计算截面的管道长度, 可近似地取该管道在构件地投影长度。
角 的取值如下: 通长束筋按直线布置, 角 为0;负弯矩顶板筋只算两端下弯角度为10°, 负弯矩腹板筋只考虑下弯角度15°, 不考虑侧弯角度;负弯矩腹板筋只考虑两端上弯角度13°,正弯矩腹板筋只考虑两端上弯角度25°。
预应力钢束的估算与布置在建筑和桥梁工程中,预应力技术的应用日益广泛,而预应力钢束的估算与布置则是其中至关重要的环节。
这不仅关系到结构的安全性和耐久性,还直接影响着工程的经济性和施工的可行性。
预应力钢束的估算,是基于结构在使用阶段所承受的荷载以及设计要求来进行的。
首先需要明确结构的受力情况,包括恒载(如结构自重)、活载(如人群、车辆等荷载)以及可能存在的特殊荷载(如地震、风荷载等)。
通过对这些荷载的分析和计算,确定结构在各个部位所需要的预应力大小。
在估算预应力钢束数量时,要考虑到结构的几何形状和尺寸。
例如,对于梁式结构,跨中部位通常需要较大的预应力来抵抗正弯矩,而支座附近则需要较大的预应力来抵抗负弯矩。
此外,还需要考虑混凝土的强度等级、钢材的性能等因素。
一般来说,高强度的混凝土和高强度的预应力钢材可以在一定程度上减少钢束的数量,但同时也要考虑到施工的难度和成本。
在进行预应力钢束的布置时,需要遵循一定的原则。
首先,要保证预应力钢束的布置能够有效地抵抗结构所承受的荷载,使结构在各个方向上的受力均匀。
其次,要考虑施工的便利性,尽量避免钢束的交叉和弯曲过多,以减少施工中的困难和误差。
另外,还要注意钢束的锚固位置和方式,确保锚固可靠,不出现滑移和破坏。
对于梁式结构,常见的预应力钢束布置形式有直线形、曲线形和折线形。
直线形布置简单,施工方便,但对于抵抗复杂的弯矩分布效果相对较差。
曲线形布置能够更好地适应弯矩的变化,但施工难度较大,成本也较高。
折线形布置则是在直线形和曲线形之间的一种折衷方案,兼具一定的经济性和受力性能。
在实际工程中,往往需要根据具体情况对预应力钢束进行优化布置。
例如,在大跨度桥梁中,为了减小梁体的自重和提高结构的跨越能力,可以采用悬臂施工法,并在悬臂端布置较多的预应力钢束。
而对于一些特殊形状的结构,如箱梁、T 梁等,还需要考虑钢束在腹板、顶板和底板的分布,以保证结构的整体受力性能。
预应力钢束的间距也是布置中需要考虑的重要因素。
《混凝土结构设计原理》课程设计任务书辽宁工业大学《混凝土结构设计原理》课程设计任务书 预应力混凝土T 梁、箱梁桥主梁预应力钢束设计 (标准跨径20m ,桥宽15m ) 开课单位:土木建筑工程学院 2022年3月课程设计(论文)任务及评语 院(系):土木建筑工程学院 教研室:施工教研室学 号 学生姓名 专业班级道桥181级课程设计(论文)题 目预应力混凝土T 梁、箱梁桥主梁预应力钢束设计课程设计(论文)要求与任务一、课设要求1、依据已知条件,完成主梁的预应力钢束设计。
2、完成相关设计图纸不少于3张(3#图纸)。
二、课设任务1、完成钢束估算,钢束线形设计。
2、预应力钢束的预应力损失计算。
3、主梁截面强度验算,挠度验算等,4、完成相关设计图纸不少于3张(3#图纸) 三、设计说明书要求1、计算过程完整,计算方法符合公路桥梁预应力混凝土设计规范要求。
2、课设论文成果格式符合要求,图纸绘制规范。
工作计划第一周 周一、布置课设任务、查资料;周二、钢束面积估算;周三、钢束布置周四、主梁截面特性计算,截面强度计算;周五、主梁截面特性计算,截面强度计算第二周周一、预应力损失计算;周二、预应力损失计算;周三、应力验算,挠度计算,下锚应力计算;周四、应力验算,挠度计算,下锚应力计算;周五、整理计算书,上交课设成果,答辩指导教师评语及成绩成绩平时表现10% 计算书、图纸70%答辩成绩20%合计教师评语:成绩:指导教师签字:学生签字:2022年03月18日一、课程设计的目的与要求1.教学目的《混凝土结构设计原理》是土木工程专业的重要课,为了加强学生对基本理论的理解和相关规范条文的应用,培养学生独立分析问题和解决问题的能力,要在讲完有关课程内容后,安排2周的课程设计,以提高学生的综合运用知识的能力。
通过课程设计,着重培养学生综合分析和解决问题的能力以及严谨,扎实的工作作风。
为学生将来走上工作岗位,顺利完成设计任务奠定基础。
预应力钢束的估算与布置在现代建筑和桥梁工程中,预应力技术得到了广泛的应用。
预应力钢束作为预应力结构中的关键组成部分,其合理的估算与布置对于结构的安全性、经济性和耐久性具有至关重要的意义。
一、预应力钢束估算的基本原理预应力钢束的估算主要基于结构的受力分析和设计要求。
首先,需要明确结构在使用过程中所承受的各种荷载,包括恒载(如自重)、活载(如人员、车辆等)以及可能的特殊荷载(如风载、地震作用等)。
然后,根据结构的几何形状、材料特性和约束条件,运用力学原理进行结构分析,计算出在不同荷载组合下结构各部位的内力(如弯矩、剪力、轴力等)。
在估算预应力钢束的数量和规格时,通常需要考虑预应力的效应,即通过施加预应力来抵消或减小结构在使用荷载下的拉应力,从而提高结构的承载能力和抗裂性能。
一般来说,预应力钢束所提供的预应力应足以平衡结构在最不利荷载组合下的拉应力,并留有一定的安全储备。
二、预应力钢束估算的方法1、经验公式法这是一种较为简便的估算方法,基于大量的工程实践经验和统计数据,得出了一些适用于特定结构类型和跨度的经验公式。
例如,对于常见的预应力混凝土梁,可根据梁的跨度、截面尺寸和荷载情况,利用经验公式初步估算预应力钢束的数量和面积。
然而,经验公式法具有一定的局限性,其适用范围有限,对于特殊的结构形式或复杂的荷载条件,可能会产生较大的误差。
2、荷载平衡法荷载平衡法是一种较为精确的估算方法。
它的基本思想是通过预应力钢束所产生的等效荷载来平衡结构在使用荷载下的内力。
具体来说,首先计算出结构在使用荷载下的内力分布,然后根据预应力钢束的布置形式和预应力大小,计算出预应力钢束所产生的等效荷载,通过调整预应力钢束的数量和布置,使得等效荷载与使用荷载下的内力达到平衡。
这种方法需要对结构的力学性能有深入的理解,计算过程相对复杂,但能够得到较为准确的估算结果。
3、有限元分析法随着计算机技术的发展,有限元分析方法在预应力钢束估算中得到了越来越广泛的应用。
预应力钢束的布置 1)跨中截面及锚固端截面的钢束位置①.对于跨中截面,在保证布置预留管道构造要求的前提下,尽可能使钢束群重心的偏心距大些。
本算例采用内径70mm ,外径77mm 的预留铁皮波纹管,根据《公预规》9.1.1条规定,管道至梁底和梁侧净距不应小于3cm 及管道直径1/2。
根据《公预规》9.4.9条规定,水平净距不应小于4cm 及管道直径的0.6倍,在竖直方向可叠置。
根据以上规定,跨中截面的细部构造如图2-12所示。
由此可直接得出钢束群重心至梁底距离为:cm0.182)0.92(12.55.12=++=p a②.对于锚固端截面,钢束布置通常考虑下述两个方面:一是预应力钢束合力重心尽可能靠近截面形心,是截面均匀受压;二是考虑锚头布置的可能性,以满足张拉操作方便的要求。
为使施工方便,全部3束预应力钢筋均锚于梁端,如图2-12所示。
钢束群重心至梁底距离为:cm5931409550=++=p a图2-12 钢束布置图(尺寸单位:cm )a ) 预制梁端部;b ) 钢束在端部的锚固位置;c ) 跨中截面钢束位置2)其它截面钢束位置及倾角计算 ①钢束弯起形状、弯起角及其弯曲半径采用直线段中接圆弧线段的方式弯曲;为使预应力钢筋的预加力垂直作用于锚垫板,N1、N2和N3弯起角05.7=θ;各钢束的弯起半径为:mm R N 800001=;mm R N 250002=;mm R N 250003=。
由图2-12 a )可得锚固点到支座中心的水平距离xi a 为:cm 2535)tan7-(50-72a x321====x x a a②钢束各控制点位置的确定以N3号钢束为例,其起弯布置如图2-13所示。
图2-13 曲线预应力钢筋布置图(尺寸单位:mm )由0cot θ⋅=c L d 确定导线点距锚固点的水平距离mm 28485.7cot )125500(=⨯-= d L由)2/tan(02θ⋅=R L b 确定弯起点至导线点的水平距离 mm 163975.3tan 2500002=⨯=b L所以弯起点至锚固点的水平距离为mm 4486163928482=+=+=b d w L L L则弯起点至跨中截面的水平距离为mm L x w k 10204448614690)2502/29380(=-=--=根据圆弧切线的性质,图中弯止点沿切线方向至导线点的距离与弯起点至导线点的水平距离相等,所以弯止点至导线点的水平距离为mm 16255.7cos 1639cos 0021=⨯=⋅=θb b L L故弯止点至跨中截面的水平距离为mm 13468)1639162510204()(21=++=++b b k L L x同理可以计算N1、N2的控制点位置,将各钢束的控制参数汇总与表2-12。
(1) 悬臂预应力筋布置悬臂施工的连续梁桥从墩顶开始向左右对称悬臂浇筑施工,为了能支承梁体自重和施工荷载,需在悬臂施工时分段张拉预应力。
悬臂预应力束的长度随着悬臂施工的进展,不断加长。
一般都是对称于箱梁断面中心线布置的,尽■靠厦板布置。
预应力束数量较多时可分层布置,一般来说先锚固下层钢束,后锚固上层钢束。
悬臂预应力筋可以从顶板下弯延伸布置,当预应力筋下弯伸到节块腹板中时,悬臂预应力筋产生的垂直预应力分力将抵消部分混凝土断面的剪应力。
当夕卜侧腹板为倾斜时,以腹板平面竖弯进入腹板内成为倾斜的预应力束,锚固在各个节段的腹板内。
锚固在腹板内的预应力束,腹板应有足够厚度以承受集中锚固力。
(2) 连续预应力筋布置连续预应力筋主要考虑在悬臂浇筑合拢以后承受恒、活载产生的内力。
即按照使用阶段的要求需补充设置的预应力筋,也分直筋(沿纵向按直线布置)和弯筋(伸入腹板承受主拉应力)两种。
一般直筋布置在支点截面的顶部和跨中截面的底部,直接锚固在顶板或底板的齿形锚固块上。
在边跨的现浇段,弯筋是通过底板束向上弯起后锚固于梁端或顶板顶面的槽形口内,其作用除了对支点、边跨跨中截面提高抗弯能力外,主要希望改善腹板的受力情况,解决近支点截面主拉应力较大的问题。
2.纵向预应力筋的布置原则(1)应选择适当的预应力束筋的型式与锚具型式,对不同跨径的梁桥结构,要选用预加力大小恰当的预应力束筋,以达到合理的布置型式。
避免造成因预应力束筋与锚具型式选择不当,而使结构构造尺寸加大。
(2)预应力束筋的布置要考虑施工的方便,也不能像钢筋混凝土结构中任意切断钢筋那样去切断预应力束筋,而导致在结构中布置过多的锚具。
由于每根束筋都是一巨大的集中力,这样锚下应力区受力较复杂,因而必须在构造上加以保证,为此常导致结构构造复杂,而使施工不便。
(3)注意钢束平、竖弯曲线的配合及钢束之间的空间位置。
钢束一般应尽量早地平弯,在锚固前竖弯。
特别应注意竖弯段上下层钢束不要冲突,还应满足孔道净距的要求。
预应力钢束布置是在混凝土结构中应用预应力技术时的关键步骤。
以下是预应力钢束布置的一些原则:
合理布置:预应力钢束应根据结构受力情况和设计要求进行合理布置。
根据结构的荷载和受力特点,确定钢束的数量、位置、间距和长度等参数。
均匀分布:钢束应在结构中均匀分布,以实现受力的均衡。
这有助于减小结构的变形和开裂,提高结构的整体性能和承载能力。
符合力学要求:钢束布置应符合结构的力学要求,包括受力平衡、内力传递和应力分布等方面。
钢束的位置和张拉力应能够有效地对结构施加预应力,提供所需的抗弯、抗剪和抗拉能力。
经济高效:在保证结构安全和性能的前提下,尽量采用经济高效的钢束布置方案。
合理利用钢材和减少浪费,以降低成本,并确保施工的便利性和可行性。
考虑施工工艺:钢束布置应考虑施工工艺和操作的便利性。
合理安排钢束的长度、张拉顺序和固定方式,以确保施工的顺利进行,并减少施工中的问题和风险。
这些原则可根据具体工程的要求和设计规范进行调整和应用。
预应力钢束布置的合理性和准确性对于结构的安全性、耐久性和性能起着重要作用,因此在设计和施工过程中需谨慎对待。
桥梁工程课程设计第1章 设计资料及构造布置1.1设计资料1.1.1 桥梁跨径及桥宽标准跨径:30m ; 主梁全长:29.96m ; 计算跨径:29.16m ;桥面净空:净—15+2×0.75m (人行道)+2×0.25m (栏杆);桥面坡度:不设纵坡,车行道双向横坡为2%,人行道单向坡为1.5%。
1.1.2 设计荷载:公路—Ⅰ级1.1.3 材料及施工工艺混凝土:主梁C50,人行道、栏杆、桥面铺装及混凝土三角垫层用C30; 预应力钢筋:采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》(JTG D62—2004)的2.15s φ钢绞线,每束7根,全梁配6束,pk f =1860MPa 。
按后张法工艺制作主梁,采用φ70mm 金属波纹管成孔,预留孔道直径为75mm 和OVM 锚。
1.1.4 设计依据(1)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)简称《桥规》(2)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004) (3)《桥梁工程》 (人民交通出版社,姚铃森编)图1.1.11.2 横截面布置1.2.1 主梁间距与主梁片数主梁间距通常应随着梁高与跨径的增加而加宽为经济,由此可提高主梁截面效率指标值,采用主梁间距 2.3m,考虑人行道可以适当挑出,考虑设计资料给定的桥面净宽选用7片主梁,其横截面布置形式图1.2.1。
图1.2.11.2.2主梁尺寸拟定1.2.2.1主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比在1/15~1/25之间,标准设计中一般取为1/16~1/18。
所以梁高取用175cm。
1.2.2.2主梁腹板的厚度在预应力混凝土梁中,梁中腹板内主拉应力较小,腹板厚度翼板由布置预制孔管的构造决定,同时从腹板本身的稳定要求出发,腹板厚度一般不宜小于其高度的1/15。
本设计采用16cm.在跨中区段梁腹板下部设置马蹄,设计实践表明马蹄面积与截面面积以10%-20%为宜,马蹄宽:36cm,高:30cm。
预应力钢束规格的表示
摘要:
1.预应力钢束规格的表示方法
2.预应力钢束的理论重量计算
3.预应力钢束的布置和要素
4.预应力钢束的估算及其布置
5.预应力钢束桥博计算方法
正文:
预应力钢束规格的表示主要是通过直径和束数来描述,例如Φs15.2-19 表示公称直径为15.2mm,每组有19 根钢绞线组成一束。
这种表示方法可以清晰地传达钢束的规格信息,为后续的计算和布置提供依据。
预应力钢束的理论重量计算需要知道钢绞线的直径和每束的根数,通常采用的公式是:理论重量= 钢绞线根数× 单根钢绞线长度× 钢绞线截面面积÷ 弹性模量。
以75 的钢绞线为例,其外径为15.2mm,每米理论重量约为1.0789kg。
在预应力钢束的布置中,需要考虑满足构造要求和最小配筋率规定。
预应力钢束的元素和坐标可以通过计算得到,具体计算方法取决于桥梁的结构形式和受力特点。
预应力钢束的估算及其布置是在满足应力要求的前提下进行的。
估算公式为:钢束数= (应力要求- 混凝土抗压强度)÷ 单根钢绞线的抗拉强度。
在实际操作中,还需要考虑预应力钢材的弹性模量和张拉力等因素。
对于预应力钢束桥博计算,可以采用T 梁张拉预应力钢束计算公式:平均张拉力= p - e^(-kx) / kx,其中p 为预应力钢材张拉端的张拉力,x 为从张拉端至计算截面的孔道长度,k 为弹性模量,e 为自然对数的底数。
第5章预应力钢束的估算与布置在计算中使用的组合结果并不是桥梁的真实受力。
确定钢束需要知道各截面的计算内力,而布置好钢束前又不可能求得桥梁的真实受力状态,故只能估算。
此时与真实受力状态的差异由以下四方面引起:①未考虑预加力的作用;②未考虑预加力对徐变、收缩的影响;③未考虑(钢束)孔道的影响;④各钢束的预应力损失值只能根据经验事先拟定。
5.1 估算依据根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》规定,估算数量时,应满足以下三方面要求:1)正常使用极限状态下的应力要求(6.3.1);2)承载能力极限状态下的强度要求(5.2.2);3)施工阶段的应力要求(7.2.8)。
本次设计要求第一种种方法进行估算。
由于此时还无法求知二次内力等等,估束时可将前面计算的弯矩内力乘以1.25作为估束依据。
1.钢绞线规格采用7Φ5,锚具采用OVM15型,以下为常用锚具尺寸:表5-1 锚具表2.后张法预应力混凝土构件,预应力钢筋的净间距及预应力钢筋的预留管道应符合下列要求:1)采用抽拔橡胶管成型的管道,其净间距不应小于4cm ,对于大吨位的预应力筋,不小于管道直径。
2)采用预埋铁皮套管,其水平净距不应小于4cm ,竖直方向在水平段可两套叠置,叠置套管的水平净距也不应小于4cm 。
管道至构件顶面或侧面边缘的净距不应小于3.5cm ,至构件底边缘净距不小于5cm 。
3)曲线预应力钢绞线弯曲半径不小于4m ,弯起角不大于30o 。
4)锚下应设置厚度大于15mm 的钢板和钢筋网。
5.2 预应力筋的估算方法按正常使用状态计算时,拉应力满足要求估算下限;压应力满足要求估算上限。
图5-1 内力简图规范(JTG D62-2004的6.3.1条)规定,对于抗裂验算, 写成计算式为: 在最大弯矩Mmax 作用下,截面上、下翼缘混凝土应力满足08.0m a x ≥-下下W M y σ 或 max8.0M W y ≥下下σ (5-1)在最小弯矩Mmin 作用下,截面上、下翼缘混凝土应力满足08.0min ≥+上上W M y σ或min8.0M W y -≥上上σ (5-2) 可将上式改为:上上W M y min8.0-≥σ (5-3)下下W M y max 8.0≥σ (5-4)e 上N y 下e 下Y 上 Y 下M min M ma+++----+--Mmin合成式中,上y σ、下y σ——由预应力在截面上缘和下缘所产生的应力;W 上、W 下——分别截面为上、下翼缘抗弯模量(可按毛截面考虑); m a x M 、 m in M ——荷载最不利组合时的计算截面内力,当为正弯矩时 取正值,当为负弯矩时取负值,且按代数值取大小。
预应力钢束估算及布置预应力钢束是一种用于加固混凝土结构的材料,通过施加预先设定的张力,使混凝土结构在使用过程中能够承受更大的荷载。
预应力钢束的估算和布置是预应力混凝土结构设计中非常重要的一环,下面将对其进行详细介绍。
一、预应力钢束估算预应力钢束的估算需要考虑以下几个因素:1.荷载:预应力钢束的估算需要根据混凝土结构所承受的荷载来确定。
荷载的大小和分布情况对预应力钢束的估算有着重要的影响。
2.混凝土强度:混凝土的强度对预应力钢束的估算也有着重要的影响。
强度越高的混凝土需要使用更多的预应力钢束来加固。
3.预应力钢束的材质和规格:预应力钢束的材质和规格也是估算的重要因素。
不同材质和规格的预应力钢束所能承受的荷载不同,需要根据具体情况进行选择。
4.预应力钢束的张力:预应力钢束的张力也是估算的重要因素。
张力越大的预应力钢束所能承受的荷载也越大。
在进行预应力钢束估算时,需要根据具体情况进行综合考虑,确定最终的预应力钢束数量和布置方案。
二、预应力钢束布置预应力钢束的布置需要考虑以下几个因素:1.荷载:预应力钢束的布置需要根据混凝土结构所承受的荷载来确定。
荷载的大小和分布情况对预应力钢束的布置有着重要的影响。
2.混凝土结构的形状和尺寸:混凝土结构的形状和尺寸也是预应力钢束布置的重要因素。
不同形状和尺寸的混凝土结构需要采用不同的预应力钢束布置方案。
3.预应力钢束的张力:预应力钢束的张力也是布置的重要因素。
张力越大的预应力钢束需要采用更加密集的布置方案。
4.预应力钢束的间距和跨度:预应力钢束的间距和跨度也是布置的重要因素。
不同间距和跨度的预应力钢束需要采用不同的布置方案。
在进行预应力钢束布置时,需要根据具体情况进行综合考虑,确定最终的预应力钢束布置方案。
预应力钢束估算和布置是预应力混凝土结构设计中非常重要的一环,需要根据具体情况进行综合考虑,确定最终的预应力钢束数量和布置方案。
预应力钢束的估算与布置估算与布置预应力钢束一、引言预应力钢束是一种用于加固混凝土构件的钢材,通过施加预先计算好的拉应力,使得构件在受力状态下能够承受更大的荷载。
本文将详细介绍预应力钢束的估算与布置方法,以确保工程的质量和安全性。
二、预应力钢束的估算1. 结构计算:首先需要进行结构计算,确定预应力钢束的数量和拉应力大小。
根据结构的荷载情况、材料强度和设计要求等参数,进行力学分析和计算,确定钢束的数量和拉应力的大小。
2. 钢束直径的选择:根据结构计算的结果,结合施工条件和工程要求,选择合适的钢束直径。
一般情况下,钢束直径越大,承载能力越高,但也会增加成本和施工难度。
3. 钢束布置方式:根据结构计算和现场实际情况,确定钢束的布置方式。
一般可选用单排、双排或多排等方式,具体根据结构的要求和钢束的数量来确定。
4. 钢束长度的计算:根据结构的跨度和布置方式,计算预应力钢束的长度。
一般情况下,钢束长度要略大于结构的跨度,以保证钢束的张紧长度和预应力效果。
5. 钢束搭接和锚固长度的确定:根据结构的要求和现场实际情况,确定钢束的搭接和锚固长度。
一般情况下,钢束的搭接长度要满足强度和刚度要求,锚固长度要满足预应力的要求。
三、预应力钢束的布置1. 布置方案的设计:根据结构需求和施工条件,设计合理的钢束布置方案。
主要包括钢束的位置、间距和布置方式等。
2. 钢束的定位和固定:根据布置方案,在混凝土构件中确定钢束的位置,并进行固定。
一般可以使用预留孔或预埋管等方式固定钢束。
3. 钢束张拉和固定:在混凝土构件浇筑后适当的时机,进行钢束的张拉和固定。
根据设计要求和施工规范,采用专业的预应力设备进行张拉,并在合适的时机进行固定。
4. 防护层和包覆混凝土:在钢束固定后,需要在钢束上加装防护层,并进行包覆混凝土。
防护层的主要作用是保护钢束免受外界环境的腐蚀和损伤,同时提高钢束与混凝土的粘结性能。
四、附件本文档所涉及的附件如下:- 结构计算报告- 钢束直径选择表- 钢束布置方案图- 钢束搭接和锚固长度表五、法律名词及注释1. 预应力钢束:用于加固混凝土构件的钢材,通过施加预先计算好的拉应力,使得构件在受力状态下能够承受更大的荷载。
目录第一章、课程设计计算书 (1)一、预应力钢束的估算及其布置 (1)1................................................................................................................................ 预应力钢束数量的估算. (1)2................................................................................................................................ 预应力钢束布置. (2)二、计算主梁截面几何特性 (7)1................................................................................................................................ 截面面积及惯性矩计算. (7)2................................................................................................ 截面净距计算错..误! 未定义书签。
3................................................................................................ 截面几何特性总表错.. 误! 未定义书签。
三、钢筋预应力损失计算 (10)1.............................................................................................................................. 预应力钢束与管道壁间的摩擦损失. (10)2.............................................................................................................................. 由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失. (10)3.............................................................................................................................. 混凝土弹性压缩引起的预应力损失. (11)4.............................................................................................................................. 由钢束应力松弛引起的预应力损失. (12)5.............................................................................................................................. 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失.. (13)6............................................................................................................................ 成桥后四分点截面由张拉钢束产生的预加力作用效应计算. (14)7.............................................................................................................................. 预应力损失汇总及预加力计算表 (14)四、承载力极限状态计算 (16)1.跨中界面正截面承载力计算 (16)2.验算最小配筋率(跨中截面) (16)3.............................................................................................................................. 斜截面抗剪承载力计算.. (18)附图上部结构纵断面预应力钢筋结构图上部结构横断面预应力钢筋结构图辽宁工业大学桥梁工程》课程设计计算书开课单位:土木建筑工程学院2014年3 月一、预应力钢束的估算及其布置1.预应力钢束数量的估算对于预应力混凝土桥梁设计,应该满足结构在正常使用极限状态下的应力要求下的应 力要求和承载能力极限状态的强度要求。
以下就以跨中截面在各种作用效应组合下,对主 梁所需的钢束数进行估算。
(1) 按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数按正常使用极限状态组合计算时,截面不允许出现拉应力。
当截面混凝土不出现拉应力 控制时,则得到钢束数n 的估算公式M kC i A p f pk (k s e p )式中M k ――使用荷载产生的跨中弯矩标准组合值,按任务书取用;C 1与荷载有关的经验系数,对于公路一II 级,C 1取;A P )――一束7 15.2钢绞线截面积,一根钢绞线的截面积是 cm 2,故2A P = cm ;k s ――大毛截面上核心距,设梁高为 h ,k s 可按下式计算e p ----- 预应力钢束重心对大毛截面重心轴的偏心距,e p y a p h y s a p ,a p 可 预先设定,h 为梁高,h 150cm ;y s --- 大毛截面形心到上缘的距离;I ――大毛截面的抗弯惯性矩本梁米用的预应力钢绞线,公称直径为,公称面积140mm 2,标准强度为 f pk 1860Mpa ,设计强度为 f pd 1260Mpa ,弹性模量 E P 1.95 105Mpa 。
3M k 2397.02kN m 2397.02 10‘N me p y a p (150 65.27 19)65.73cm钢束数n 可求得为()k sIA(h y s )()k s假设a p 19cm ,贝UI A(h y s )20699757.25643 (150 65.27)43.29cm()42397-0261032.68nC i A p f pk (k s e p ) 0.45 9.8 10 4 1860 106 (0.4329 0.6573)(2)按承载能力极限状态估算钢束数根据极限状态的应力计算图式,受压区混凝土达到极限强度f cd ,应力图式呈矩形, 同时预应力钢束也达到设计强度 f pd ,则钢束数n 的估算公式为M dn h A p f pd承载能力极限状态的跨中弯矩组合设计值,按任务书采用;经验系数,一般采用0.75~0.77,本梁采用.估算的钢束数n 为M d3101.62 103n462.17h A p f pd 0.77 1.5 9.8 101260 10综合上述两种极限状态所估算的钢束数量在3根左右,故取为n 32.预应力钢束布置(1)跨中截面及锚固端截面的钢束位置1)对于跨中截面,在保证布置预留管道构造要求的前提下,应尽可能加大钢束 群重心的偏心距,本梁预应力孔道采用内径 60 m m ,外径67mm 的金属波纹管成孔,管 道至梁底和梁侧净距不应小于30 mm 及管道直径的一半。
另外直线管道的净距不应小于 40mm ,且不宜小于管道直径的倍,跨中截面及端部截面的构造如图1所示,N1、N2、N3 号钢筋均需进行平弯。
由此求得跨中截面钢束群重心至梁底距离为12 2 26 a p16.67bmM k式中M d()3CJ)跨中截面(单位:mm)Li ■-I;HIa)端部截面图1钢束布置图(横断面)2)本梁将所有钢束都锚固在梁端截面。
对于锚固端截面、钢束布置应考虑以下两方 面:一是预应力钢束合力重心尽可能靠近截面形心,使截面均匀受压,二是要考虑锚头 布置的可能性,以满足张拉操作方便的要求。
锚头布置应遵循均与,分散的原则。
锚固 端截面布置的钢束如图1所示,则端部钢束重心至梁底的距离为30 70 120a p3下面对钢束群重心位置进行复核,首先需计算锚固端截面的几何特性。
图 1为计算图式,锚固端截面几何特性计算见表 1。
表1锚固端截面几何特性计算表故计算得上核心距为23825027^ 24.8卯 10568 90.73下核心距为说明钢束群重心处于截面的核心范围内其中:y sy xA iy s 626360 59.27cm10568150 59.27 90.73cm52.694 k xAy s 空型牡38.036cm10568 59.27y x k x a py x k x 115.5873.3cmk sAy <(2)钢束弯起角度及线形的确定最下(N3)弯起角度为5,其余2根弯起角度均为7。
为了简化计算和施工,所有钢 束布置的线形均为直线加圆弧,具体计算机布置如下。
(3)钢束计算1)计算钢束起弯点至跨中的距离。
锚固点至支座中心线的水平距离为 a ni (见图2)a n3 30 30ta n5 27.38cm a n2 30 18ta n7 27.79cm a ni 30 68ta n7 21.65cm图3为钢束计算图式,钢束起弯点至跨中的距离 x i 列表计算于表2内图2锚固端尺寸图(尺寸单位 :mm ) 图3 钢束计算图式表2钢束起弯点至跨中距离计算表钢束 号弯起高 度 y/cmydcmy 2/cm Ldcm X 3/cm 弯起角/(°)R/cmX 2/cmX 1/cm3 1810052 5830071945007L i 为靠近锚固端直线段长度,设计人员可根据需要自行设计,y 为钢束锚固点至钢y 2 y y i R y 2/(1 cos ) x i L / 2 X 2 x 3 a ni式中 ——钢束弯起角度(° );束起弯点的竖直距离,如图14所示,则根据各量的几何关系,可分别计算如下:y 1L 1si X 3 L 1COS X 2 Rsi nL1--- 计算跨径(cm);a ni——锚固点至支座中心线的水平距离(cm)。
2)控制截面的钢束重心位置计算①各钢束重心位置计算,由图3所示的几何关系,当计算截面在曲线段时,计算公式为X4a i a o R(1 cos ), sinR 当计算截面在近锚固点的直线段时,计算公式为a i a0 y x3ta n式中a——钢束在计算截面处钢束中心到梁底的距离;a o ----- 钢束起弯前到梁底的距离;R――钢束弯起半径;a――圆弧段起弯点到计算点圆弧长度对应的圆心角。