迈达斯预应力混凝土T梁分析及设计

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. .可修编.

迈达斯技术

预应力混凝土连续T梁的分析与设计 .

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. .可修编. 目 录

概要1

设置操作环境3

定义材料和截面4

建立构造模型8

PSC截面钢筋输入12

输入荷载13

定义施工阶段19

输入移动荷载数据23

运行构造分析26

查看分析结果26

PSC设计38

概要

本例题使用一个简单的预应力混凝土两跨连续梁模型〔图1〕来重点介绍MIDAS/Civil软件的施工阶段分析功能、钢束预应力荷载的输入方法以及查看分析结果的方法、移动荷载的输入方法和查看分析结果的方法、PSC截面钢筋的输入方法、设计数据的输入方法和查看分析结果的方法等。

图1. 分析模型

桥梁概况及一般截面

分析模型为一个两跨连续梁，其钢束的布置如图2所示，分为两个阶段来施工。

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- .word.zl. 桥梁形式：两跨连续的预应力混凝土梁

桥梁长度：L = 302 = 60.0 m

区 分 钢束坐标

x

(m) 0 12 24 30 36 48 60

钢束1 z (m) 1.5 0.2 2.6 1.8

钢束2 z (m) 2.0 2.8 0.2 1.5

图2. 立面图和剖面图

注：图2中B表示设置的钢绞线的圆弧的切线点。

预应力混凝土梁的分析与设计步骤

预应力混凝土梁的分析步骤如下。

1. 定义材料和截面

2. 建立构造模型

3. 输入PSC截面钢筋

4. 输入荷载

恒荷载

钢束特性和形状

钢束预应力荷载

5. 定义施工阶段

6. 输入移动荷载数据

定义车道

定义车辆

移动荷载工况

7. 运行构造分析

8. 查看分析结果

9. PSC设计

PSC设计参数确定

运行设计

查看设计结果

使用的材料及其容许应力

 混凝土

采用JTG04〔RC〕规的C50混凝土 -

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- .word.zl.  钢材

采用JTG04〔S〕规，在数据库中选Strand1860

荷载

 恒荷载

自重

在程序中按自重输入

 预应力

钢束(φ15.2 mm×31)

截面面积: Au = 4340mm2

孔道直径: 130 mm

钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛)

超拉(开)

预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2

预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.25

管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:1.5e-006(1/mm)

锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:

开场点:6mm

完毕点:6mm

拉力:抗拉强度标准值的75%

 徐变和收缩

条件

水泥种类系数(Bsc): 5 (5代表普通硅酸盐水泥)

28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值,即标号强度(fcu,f):5000tonf/m^2

长期荷载作用时混凝土的材龄:ot5天

混凝土与大气接触时的材龄:st3天

相对湿度: %70=RH

大气或养护温度:C°20=T

构件理论厚度:程序计算

适用规:中国规(JTG D62-2004)

徐变系数: 程序计算

混凝土收缩变形率: 程序计算

 移动荷载

适用规：公路工程技术标准(JTG B01-2003)

荷载种类：公路I级，车道荷载，即CH-CD

设置操作环境

翻开新文件(新工程)，以 ‘PSC Beam’为名保存(保存)。

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- .word.zl. 将单位体系设置为 ‘tonf’和‘m’。该单位体系可根据输入数据的种类任意转换。

文件 / 新工程

文件 / 保存 (T-PSC-Beam )

工具 / 单位体系 

长度> m ; 力>tonf 

图3. 设置单位体系

定义材料和截面

下面定义PSC Beam所使用的混凝土和钢束的材料特性。

模型 / 材料和截面特性 / 材料

类型>混凝土 ; 规> JTG04〔RC〕

数据库>C50 

名称(Strand1860 ) ; 类型>钢材 ; 规> JTG04〔S〕

数据库> Strand1860

 单位体系还可以通过点击画面下端状态条的单位选择键()来进展转换。

 同时定义多种材料特性时，使用键可以连续输入。

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- .word.zl.

图4. 定义材料对话框

定义截面

PSC Beam的截面使用比拟简单的T形截面来定义。 模型 /材料和截面特性 /截面

数据库/用户> 截面号 ( 1 ) ; 名称 (T-Beam Section)

截面类型>PSC-工形

截面名称:None

对称:(开) ; 剪切验算:(开);

Z1自动:(开); Z2自动: (开)

抗剪用最小腹板厚度: (开)

t1:自动(开); t2:自动(开); t3:自动(开)

抗扭用: (开)

HL1:0.2 ; HL2:0.05 ; HL3:1.15 ; HL4:0.25 ; HL5:0.25

BL1:0.11 ; BL2:0.75 ; BL4:0.35 ;

考虑剪切变形(开)

偏心>中-下部

图5. 定义截面的对话框 -

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- .word.zl. 定义材料时间依存特性并连接

为了考虑徐变、收缩以及抗压强度的变化，下面定义材料的时间依存特性。

材料的时间依存特性参照以下数据来输入。

➢ 28天强度 : fck = 5000tonf/m2

➢ 相对湿度 : RH = 70 %

➢ 理论厚度 : 1m(采用程序自动计算)

➢ 拆模时间 : 3天

模型

/材料和截面特性 / 时间依存性材料(徐变和收缩)

名称 (Shrink and Creep) ; 设计标准>China(JTG D62-2004)

28天材龄抗压强度 (5000)

环境年平均相对湿度(40 ~ 99) (70)

构件的理论厚度 (1)

水泥种类系数(Bsc):5

开场收缩时的混凝土材龄 (3) 

图6. 定义材料的徐变和收缩特性

修改单元的理论厚度

模型/材料和截面特性/修改单元的材料时间依存特性

选项>添加/替换

单元依存材料特性>构件的理论厚度

自动计算(开)

规>中国标准

公式为：a( 0 )

 截面形状比拟复杂时，可使用模型>材料和截面特性值>修改单元材料时间依存特性 的功能来输入h值。 -

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- .word.zl.

图7.修改单元理论厚度

参照图8将一般材料特性和时间依存材料特性相连接。即将时间依存材料特性赋予相应的材料。

模型 / 材料和截面特性 / 时间依存材料连接

时间依存材料类型>徐变和收缩>徐变和收缩

选择指定的材料>材料>1:C50 选择的材料