预应力计算表格(三级裂缝控制)
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m i d a s C i v i lm i d a s C i v i lm i d a s C i v i lm i d a s C i v i lm i d a s C i v i lm i d a s C i v i l12-2-2 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的预应力损失2l张拉预应力钢筋时在张拉端因为锚具的变形、钢筋的回缩、接缝压缩等原因在锚固端会发生预应力损失。
另外因为钢束和管道之间存在摩擦,该种预应力损失在端部最大,离端部越远损失越小。
这种预应力损失一般可通过超张拉(Overstressing)方法补偿。
程序目前不支持先张法的锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩的预应力损失的计算。
程序中后张法的计算中默认考虑锚固后反摩擦的影响。
midas Civil 中使用了铁路规范(TB10002.3-2005)的附录D 中介绍的应力不动点的概念开发了更准确的考虑锚固后反摩擦影响的预应力损失计算方法,使其能适用于更为复杂的实际工程中。
图12.2.1是程序中两端张拉时考虑锚固后反摩擦的影响计算预应力损失的计算简图之一。
图12.2.1 考虑反摩擦后钢筋预应力损失计算简图之一在midas Civil 中可以考虑钢束张力沿纵向的曲线分布计算锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩的预应力损失。
m i d a s C i v i lm i d a s C i v i l12-2-3 混凝土弹性压缩引起的预应力损失4l张拉预应力钢筋时会引起混凝土受压,混凝土的受压变形会引起预应力钢筋缩短,从而引起钢筋的预应力损失。
如图12.2.2所示先张法构件在截断钢筋的瞬间混凝土会发生弹性变形并发生预应力损失,即张拉时的预应力值和截断后实际加到混凝土上的预应力值是不同的。
程序中输入的是锚下控制应力,因此选择先张法时程序不能考虑张拉该预应力钢筋时发生的弹性变形。
同样,选择后张法时不能考虑张拉该预应力钢筋时发生的弹性变形。
但是如图12.2.3所示按顺序张拉钢筋时,程序可以考虑后张拉的钢束引起的混凝土弹性变形对已有钢束的影响。
YKL-1一、计算条件1、材料1)、预应力钢筋采用高强低松弛钢绞线Φs15.2,其强度为f ptk=1860N/mm22)、张拉控制应力为σcon(N/mm2)= 13023)、孔道成型采用预埋金属波纹管,直径(mm)为70.00 4)、锚具种类:夹片锚5)、非预应力钢筋采用HRB400级钢筋,箍筋采用HRB335级钢筋6)、混凝土强度等级为C40 fc(N/mm2)= 19.1 ftk(N/mm2)=2.517)、施加预应力时的混凝土强度为2、内力计算1)、跨中截面跨中设计弯矩M(KN.m):2287 恒荷载力作用下的弯矩标准值Mk(KN.m):891 活荷载力作用下的弯矩标准值Mk(KN.m):303 2)、支座截面支座设计弯矩M(KN.m):947 恒荷载力作用下的弯矩标准值Mk(KN.m):939 活荷载力作用下的弯矩标准值Mk(KN.m):285 3、结构信息1)、裂缝控制等级:三级2)、配筋情况:下部:2×6Φs15.2+9φ25上部:2×6Φs15.2+8φ254、张拉方式:一端张拉5、跨度L(mm)12.6二、截面验算2.1 截面设计参数梁截面宽度 b(mm) 400 梁截面高度 h(mm) 1000 上翼缘高度 h f(mm) 150 上翼缘宽度b f(mm) 2200 下翼缘高度h f'(mm) 0 下翼缘宽度b f'(mm) 400 支座截面加掖高度h a(mm) 0跨中截面面积A1(mm2) 6.700E+05支座截面面积A2(mm2) 6.700E+05跨中截面形心距上翼缘边缘的距离y11(mm) 329 跨中截面形心距下翼缘边缘的距离y12(mm) 671 支座截面形心距上翼缘边缘的距离y21(mm) 329 支座截面形心距下翼缘边缘的距离y22(mm) 671跨中截面惯性矩I1(mm4) 6.296E+10支座截面惯性矩I2(mm4) 6.296E+102.2 截面抗裂及承载力计算验算(三级)1、跨中截面1—1受拉区普通钢筋根数n1 9 受拉区普通钢筋直径d1(mm) 25 拉区预应力钢筋根数n2 12 弯矩标准值Mk(kN-m) 1194 次弯矩M2(kN-m) 469预应力损失计算预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦系数引起的预应力损失σl2(N/mm2)147张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σl1(N/mm2)0预应力钢筋的应力松弛引起的应力损失σl4(N/mm2)33由于砼的收缩徐变引起的预应力损失σl5(N/mm2)33裂缝宽度验算受拉区纵向钢筋的公称直径d eq(mm) 26.56按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率ρte0.03轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离e(mm)1003.03纵向受拉钢筋合力点至截面受压区全力点的距离z(mm)788.03等效应力σsk(N/mm2)74.06裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ(0.2<ψ<1.0)0.38裂缝宽度ωmax(mm)0.03 <0.2,满足要求承载力计算跨中计算弯矩包络值+1.2次弯矩M(KN.M)2287实际承载力Mu(KN.M)3313 >M,满足要求2、支座截面2—2受拉区普通钢筋根数n1 8受拉区普通钢筋直径d1(mm) 25拉区预应力钢筋根数n2 12弯矩标准值M k(kN-m) 647次弯矩M2(kN-m) -462预应力损失计算预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦系数引起的预应力损失σl2(N/mm2)277张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σl1(N/mm2)0预应力钢筋的应力松弛引起的应力损失σl4(N/mm2)33由于砼的收缩徐变引起的预应力损失σl5(N/mm2)33 裂缝验算受拉区纵向钢筋的公称直径d eq(mm) 26.69按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率ρte0.01轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离e(mm)111.88纵向受拉钢筋合力点至截面受压区全力点的距离z(mm)-7144.2等效应力σsk(N/mm2)-299.90裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ(0.2<ψ<1.0) 1.00裂缝宽度ωmax(mm)0.03 <0.2mm,满足要求抗震验算梁端的配筋强度比λ0.61 <0.75,满足要求截面换算配筋率ρ(%) 2.41 <2.5%,满足要求受压区高度比x/h0 0.23 <0.35,满足要求梁端底面与顶面普通钢筋面积比A s’/As 1.13 >0.3/(1-λ),满足要求梁底面普通钢筋配筋率0.66 >0.2%,满足要求承载力计算支座计算弯矩包络值+次弯矩M(KN.M)947(1.2恒荷弯矩+1.4活荷弯矩)*调幅系数+次弯矩M1(KN.M)263实际承载力Mu(KN.M)2710 >M1,满足要求支座计算配筋包络值A s(mm2) 5018支座换算实际配筋面积A s实(mm2) 9065 >As,满足要求支座抗剪设计值V(KN)977抗剪承载力V实(KN)1645 >V,满足条件施工阶段验算支座验算施工阶段上翼缘边缘砼法向压应力ócc(N/mm2) 2.61 <0.6fck,满足要求施工阶段下翼缘边缘砼法向拉应力ótp(N/mm2)-2.68 <0.95ftk,满足要求跨中验算施工阶段下翼缘边缘砼法向压应力ócc(N/mm2) 1.59 <0.6fck,满足要求施工阶段上翼缘边缘砼法向拉应力ócc(N/mm3)-3.14 <0.95ftk,满足要求施工阶段预应力伸长计算值(mm) 76施工阶段反拱验算0.06 0.05751219荷载长期作用下梁挠度验算9.25 满足要求<1/300一、计算条件1、材料1)、预应力钢筋采用高强低松弛钢绞线Φs15.2,其强度为f ptk=1860N/mm22)、张拉控制应力为σcon(N/mm2)= 13023)、孔道成型采用预埋金属波纹管,直径(mm)为80.004)、锚具种类:夹片锚5)、非预应力钢筋采用HRB400级钢筋,箍筋采用HRB335级钢筋6)、混凝土强度等级为C40 fc(N/mm2)= 19.1ftk(N/mm2)=2.517)、施加预应力时的混凝土强度为2、内力计算1)、跨中截面跨中设计弯矩M(KN.m):2364 恒荷载力作用下的弯矩标准值Mk(KN.m):788 活荷载力作用下的弯矩标准值Mk(KN.m):224 2)、支座截面支座设计弯矩M(KN.m):1474 恒荷载力作用下的弯矩标准值Mk(KN.m):1108 活荷载力作用下的弯矩标准值Mk(KN.m):274 3、结构信息1)、裂缝控制等级:三级2)、配筋情况:下部:2×8Φs15.2+9φ25上部:2×8Φs15.2+8φ254、张拉方式:一端张拉5、跨度L(mm)15.5二、截面验算2.1 截面设计参数梁截面宽度 b(mm) 400 梁截面高度 h(mm) 1200 上翼缘高度 h f(mm) 150 上翼缘宽度b f(mm) 2200 下翼缘高度h f'(mm) 0 下翼缘宽度b f'(mm) 400 支座截面加掖高度h a(mm) 0跨中截面面积A1(mm2) 7.500E+05支座截面面积A2(mm2) 7.500E+05跨中截面形心距上翼缘边缘的距离y11(mm) 411 跨中截面形心距下翼缘边缘的距离y12(mm) 789 支座截面形心距上翼缘边缘的距离y21(mm) 411 支座截面形心距下翼缘边缘的距离y22(mm) 789跨中截面惯性矩I1(mm4) 1.057E+11支座截面惯性矩I2(mm4) 1.057E+112.2 截面抗裂及承载力计算验算(三级)1、跨中截面1—1受拉区普通钢筋根数n1 9 受拉区普通钢筋直径d1(mm) 25 拉区预应力钢筋根数n2 16 弯矩标准值Mk(kN-m) 1012 次弯矩M2(kN-m) 692预应力损失计算预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦系数引起的预应力损失σl2(N/mm2)156张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σl1(N/mm2)0预应力钢筋的应力松弛引起的应力损失σl4(N/mm2)33由于砼的收缩徐变引起的预应力损失σl5(N/mm2)44裂缝宽度验算受拉区纵向钢筋的公称直径d eq(mm) 26.89按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率ρte0.03轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离e(mm)777.51纵向受拉钢筋合力点至截面受压区全力点的距离z(mm)868.11等效应力σsk(N/mm2)-34.20裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ(0.2<ψ<1.0) 1.00裂缝宽度ωmax(mm)0.04 <0.2,满足要求承载力计算跨中计算弯矩包络值+1.2次弯矩M(KN.M)2364实际承载力Mu(KN.M)4809 >M,满足要求2、支座截面2—2受拉区普通钢筋根数n1 8受拉区普通钢筋直径d1(mm) 25拉区预应力钢筋根数n2 16弯矩标准值M k(kN-m) 888次弯矩M2(kN-m) -680预应力损失计算预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦系数引起的预应力损失σl2(N/mm2)292张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σl1(N/mm2)0预应力钢筋的应力松弛引起的应力损失σl4(N/mm2)33由于砼的收缩徐变引起的预应力损失σl5(N/mm2)44 裂缝验算受拉区纵向钢筋的公称直径d eq(mm) 27.04按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率ρte0.01轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离e(mm)95.45纵向受拉钢筋合力点至截面受压区全力点的距离z(mm)-18520.95等效应力σsk(N/mm2)-355.74裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ(0.2<ψ<1.0) 1.00裂缝宽度ωmax(mm)0.03 <0.2mm,满足要求抗震验算梁端的配筋强度比λ0.68 <0.75,满足要求截面换算配筋率ρ(%) 2.41 <2.5%,满足要求受压区高度比x/h0 0.27 <0.35,满足要求梁端底面与顶面普通钢筋面积比A s’/As 1.13 >0.3/(1-λ),满足要求梁底面普通钢筋配筋率0.59 >0.2%,满足要求承载力计算支座计算弯矩包络值+次弯矩M(KN.M)1474(1.2恒荷弯矩+1.4活荷弯矩)*调幅系数+次弯矩M1(KN.M)310实际承载力Mu(KN.M)3902 >M1,满足要求支座计算配筋包络值A s(mm2) 5989支座换算实际配筋面积A s实(mm2) 11007 >As,满足要求支座抗剪设计值V(KN)895抗剪承载力V实(KN)1996 >V,满足条件施工阶段验算支座验算施工阶段上翼缘边缘砼法向压应力ócc(N/mm2) 4.51 <0.6fck,满足要求施工阶段下翼缘边缘砼法向拉应力ótp(N/mm2)-0.49 <0.95ftk,满足要求跨中验算施工阶段下翼缘边缘砼法向压应力ócc(N/mm2) 5.89 <0.6fck,满足要求施工阶段上翼缘边缘砼法向拉应力ócc(N/mm3)-1.69 <0.95ftk,满足要求施工阶段预应力伸长计算值(mm) 92施工阶段反拱验算 1.36 1.36165642荷载长期作用下梁挠度验算 6.72 满足要求<1/300一、计算条件1、材料1)、预应力钢筋采用高强低松弛钢绞线Φs15.2,其强度为f ptk=1860N/mm22)、张拉控制应力为σcon(N/mm2)= 13023)、孔道成型采用预埋金属波纹管,直径(mm)为55.004)、锚具种类:夹片锚5)、非预应力钢筋采用HRB400级钢筋,箍筋采用HRB335级钢筋6)、混凝土强度等级为C40 fc(N/mm2)= 19.1ftk(N/mm2)=2.517)、施加预应力时的混凝土强度为2、内力计算1)、跨中截面跨中设计弯矩M(KN.m):2058 恒荷载力作用下的弯矩标准值Mk(KN.m):788 活荷载力作用下的弯矩标准值Mk(KN.m):224 2)、支座截面支座设计弯矩M(KN.m):1729 恒荷载力作用下的弯矩标准值Mk(KN.m):1108 活荷载力作用下的弯矩标准值Mk(KN.m):274 3、结构信息1)、裂缝控制等级:三级2)、配筋情况:下部:2×5Φs15.2+7φ25上部:2×5Φs15.2+5φ254、张拉方式:一端张拉5、跨度L(mm)15.5二、截面验算2.1 截面设计参数梁截面宽度 b(mm) 400 梁截面高度 h(mm) 1200 上翼缘高度 h f(mm) 150 上翼缘宽度b f(mm) 2200 下翼缘高度h f'(mm) 0 下翼缘宽度b f'(mm) 400 支座截面加掖高度h a(mm) 0跨中截面面积A1(mm2) 7.500E+05支座截面面积A2(mm2) 7.500E+05跨中截面形心距上翼缘边缘的距离y11(mm) 411 跨中截面形心距下翼缘边缘的距离y12(mm) 789 支座截面形心距上翼缘边缘的距离y21(mm) 411 支座截面形心距下翼缘边缘的距离y22(mm) 789跨中截面惯性矩I1(mm4) 1.057E+11支座截面惯性矩I2(mm4) 1.057E+112.2 截面抗裂及承载力计算验算(三级)1、跨中截面1—1受拉区普通钢筋根数n1 7 受拉区普通钢筋直径d1(mm) 25 拉区预应力钢筋根数n2 10 弯矩标准值Mk(kN-m) 1012 次弯矩M2(kN-m) 433预应力损失计算预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦系数引起的预应力损失σl2(N/mm2)156张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σl1(N/mm2)0预应力钢筋的应力松弛引起的应力损失σl4(N/mm2)33由于砼的收缩徐变引起的预应力损失σl5(N/mm2)44裂缝宽度验算受拉区纵向钢筋的公称直径d eq(mm) 26.64按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率ρte0.02轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离e(mm)1056.53纵向受拉钢筋合力点至截面受压区全力点的距离z(mm)924.81等效应力σsk(N/mm2)40.15裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ(0.2<ψ<1.0)0.20裂缝宽度ωmax(mm)0.01 <0.2,满足要求承载力计算跨中计算弯矩包络值+1.2次弯矩M(KN.M)2058实际承载力Mu(KN.M)3320 >M,满足要求2、支座截面2—2受拉区普通钢筋根数n1 5受拉区普通钢筋直径d1(mm) 25拉区预应力钢筋根数n2 10弯矩标准值M k(kN-m) 888次弯矩M2(kN-m) -425预应力损失计算预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦系数引起的预应力损失σl2(N/mm2)292张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σl1(N/mm2)0预应力钢筋的应力松弛引起的应力损失σl4(N/mm2)33由于砼的收缩徐变引起的预应力损失σl5(N/mm2)44 裂缝验算受拉区纵向钢筋的公称直径d eq(mm) 27.04按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率ρte0.01轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离e(mm)340.21纵向受拉钢筋合力点至截面受压区全力点的距离z(mm)-544.20等效应力σsk(N/mm2)-575.16裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ(0.2<ψ<1.0) 1.00裂缝宽度ωmax(mm)0.05 <0.2mm,满足要求抗震验算梁端的配筋强度比λ0.68 <0.75,满足要求截面换算配筋率ρ(%) 1.51 <2.5%,满足要求受压区高度比x/h0 0.14 <0.35,满足要求梁端底面与顶面普通钢筋面积比A s’/As 1.40 >0.3/(1-λ),满足要求梁底面普通钢筋配筋率0.46 >0.2%,满足要求承载力计算支座计算弯矩包络值+次弯矩M(KN.M)1729(1.2恒荷弯矩+1.4活荷弯矩)*调幅系数+次弯矩M1(KN.M)565实际承载力Mu(KN.M)2622 >M1,满足要求支座计算配筋包络值A s(mm2) 5989支座换算实际配筋面积A s实(mm2) 6879 >As,满足要求支座抗剪设计值V(KN)895抗剪承载力V实(KN)1996 >V,满足条件施工阶段验算支座验算施工阶段上翼缘边缘砼法向压应力ócc(N/mm2) 1.65 <0.6fck,满足要求施工阶段下翼缘边缘砼法向拉应力ótp(N/mm2)-2.54 <0.95ftk,满足要求跨中验算施工阶段下翼缘边缘砼法向压应力ócc(N/mm2) 2.09 <0.6fck,满足要求施工阶段上翼缘边缘砼法向拉应力ócc(N/mm3)-1.88 <0.95ftk,满足要求施工阶段预应力伸长计算值(mm) 92施工阶段反拱验算0.11 0.10540212荷载长期作用下梁挠度验算9.24 满足要求<1/300YKL-4一、计算条件1、材料1)、预应力钢筋采用高强低松弛钢绞线Φs15.2,其强度为f ptk=1860N/mm22)、张拉控制应力为σcon(N/mm2)= 13023)、孔道成型采用预埋金属波纹管,直径(mm)为55.004)、锚具种类:夹片锚5)、非预应力钢筋采用HRB400级钢筋,箍筋采用HRB335级钢筋6)、混凝土强度等级为C40 fc(N/mm2)= 19.1ftk(N/mm2)=2.517)、施加预应力时的混凝土强度为2、内力计算1)、跨中截面跨中设计弯矩M(KN.m):1591 恒荷载力作用下的弯矩标准值Mk(KN.m):665 活荷载力作用下的弯矩标准值Mk(KN.m):15 2)、支座截面支座设计弯矩M(KN.m):518 恒荷载力作用下的弯矩标准值Mk(KN.m):773 活荷载力作用下的弯矩标准值Mk(KN.m):55 3、结构信息1)、裂缝控制等级:三级2)、配筋情况:下部:2×5Φs15.2+7φ25上部:2×5Φs15.2+5φ254、张拉方式:一端张拉5、跨度L(mm)15.5二、截面验算2.1 截面设计参数梁截面宽度 b(mm) 400 梁截面高度 h(mm) 1100上翼缘高度 h f(mm) 150 上翼缘宽度b f(mm) 2200 下翼缘高度h f'(mm) 0 下翼缘宽度b f'(mm) 400 支座截面加掖高度h a(mm) 0跨中截面面积A1(mm2) 7.100E+05支座截面面积A2(mm2) 7.100E+05跨中截面形心距上翼缘边缘的距离y11(mm) 369 跨中截面形心距下翼缘边缘的距离y12(mm) 731 支座截面形心距上翼缘边缘的距离y21(mm) 369 支座截面形心距下翼缘边缘的距离y22(mm) 731跨中截面惯性矩I1(mm4) 8.263E+10支座截面惯性矩I2(mm4) 8.263E+102.2 截面抗裂及承载力计算验算(三级)1、跨中截面1—1受拉区普通钢筋根数n1 7 受拉区普通钢筋直径d1(mm) 25 拉区预应力钢筋根数n2 10 弯矩标准值Mk(kN-m) 680 次弯矩M2(kN-m) 422预应力损失计算预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦系数引起的预应力损失σl2(N/mm2)141张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σl1(N/mm2)0预应力钢筋的应力松弛引起的应力损失σl4(N/mm2)33由于砼的收缩徐变引起的预应力损失σl5(N/mm2)34裂缝宽度验算受拉区纵向钢筋的公称直径d eq(mm) 26.64按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率ρte0.02轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离e(mm)783.06纵向受拉钢筋合力点至截面受压区全力点的距离z(mm)824.19等效应力σsk(N/mm2)-14.48裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ(0.2<ψ<1.0) 1.00裂缝宽度ωmax(mm)0.02 <0.2,满足要求承载力计算跨中计算弯矩包络值+1.2次弯矩M(KN.M)1591实际承载力Mu(KN.M)3013 >M,满足要求2、支座截面2—2受拉区普通钢筋根数n1 5受拉区普通钢筋直径d1(mm) 25拉区预应力钢筋根数n2 10弯矩标准值M k(kN-m) 561次弯矩M2(kN-m) -416预应力损失计算预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦系数引起的预应力损失σl2(N/mm2)265张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σl1(N/mm2)0预应力钢筋的应力松弛引起的应力损失σl4(N/mm2)33由于砼的收缩徐变引起的预应力损失σl5(N/mm2)34 裂缝验算受拉区纵向钢筋的公称直径d eq(mm) 27.04按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率ρte0.01轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离e(mm)103.56纵向受拉钢筋合力点至截面受压区全力点的距离z(mm)-11681.32等效应力σsk(N/mm2)-367.44裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ(0.2<ψ<1.0) 1.00裂缝宽度ωmax(mm)0.06 <0.2mm,满足要求抗震验算梁端的配筋强度比λ0.68 <0.75,满足要求截面换算配筋率ρ(%) 1.64 <2.5%,满足要求受压区高度比x/h0 0.15 <0.35,满足要求梁端底面与顶面普通钢筋面积比A s’/As 1.40 >0.3/(1-λ),满足要求梁底面普通钢筋配筋率0.48 >0.2%,满足要求承载力计算支座计算弯矩包络值+次弯矩M(KN.M)518(1.2恒荷弯矩+1.4活荷弯矩)*调幅系数+次弯矩M1(KN.M)197实际承载力Mu(KN.M)2356 >M1,满足要求支座计算配筋包络值A s(mm2) 2986支座换算实际配筋面积A s实(mm2) 6815 >As,满足要求支座抗剪设计值V(KN)495抗剪承载力V实(KN)1821 >V,满足条件施工阶段验算支座验算施工阶段上翼缘边缘砼法向压应力ócc(N/mm2) 2.54 <0.6fck,满足要求施工阶段下翼缘边缘砼法向拉应力ótp(N/mm2)-1.24 <0.95ftk,满足要求跨中验算施工阶段下翼缘边缘砼法向压应力ócc(N/mm2) 2.51 <0.6fck,满足要求施工阶段上翼缘边缘砼法向拉应力ócc(N/mm3)-1.90 <0.95ftk,满足要求施工阶段预应力伸长计算值(mm) 94施工阶段反拱验算0.52 0.51765696荷载长期作用下梁挠度验算8.91 满足要求<1/300一、计算条件1、材料1)、预应力钢筋采用高强低松弛钢绞线Φs15.2,其强度为f ptk=1860N/mm22)、张拉控制应力为σcon(N/mm2)= 13023)、孔道成型采用预埋金属波纹管,直径(mm)为55.004)、锚具种类:夹片锚5)、非预应力钢筋采用HRB400级钢筋,箍筋采用HRB335级钢筋6)、混凝土强度等级为C40 fc(N/mm2)=19.1ftk(N/mm2)=2.397)、施加预应力时的混凝土强度为2、内力计算支座截面支座设计弯矩M(KN.m):562 恒荷载力作用下的弯矩标准值Mk(KN.m):400 活荷载力作用下的弯矩标准值Mk(KN.m):213、结构信息1)、裂缝控制等级:三级2)、配筋情况:上部:2×5Φs15.2+7φ254、张拉方式:一端张拉5、跨度L(mm) 5二、截面验算2.1 截面设计参数梁截面宽度 b(mm) 500 梁截面高度 h(mm) 700 上翼缘高度 h f(mm) 150 上翼缘宽度b f(mm) 2300 下翼缘高度h f'(mm) 0 下翼缘宽度b f'(mm) 500 支座截面加掖高度h a(mm) 0支座截面面积A2(mm2) 6.200E+05支座截面形心距上翼缘边缘的距离y21(mm) 230 支座截面形心距下翼缘边缘的距离y22(mm) 470支座截面惯性矩I2(mm4) 2.632E+102.2 截面抗裂及承载力计算验算(三级)支座截面受拉区普通钢筋根数n1 7 受拉区普通钢筋直径d1(mm) 25 拉区预应力钢筋根数n2 10 弯矩标准值M k(kN-m) 421预应力损失计算张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σl1(N/mm2)234预应力钢筋的应力松弛引起的应力损失σl4(N/mm2)33由于砼的收缩徐变引起的预应力损失σl5(N/mm2)43 裂缝验算受拉区纵向钢筋的公称直径d eq(mm) 26.64按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率ρte0.03轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离e(mm)305.08纵向受拉钢筋合力点至截面受压区全力点的距离z(mm)218.83等效应力σsk(N/mm2)112.75裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ(0.2<ψ<1.0)0.60裂缝宽度ωmax(mm)0.07 <0.2mm,满足要求抗震验算梁端的配筋强度比λ0.60 <0.75,满足要求截面换算配筋率ρ(%) 2.44 <2.5%,满足要求受压区高度比x/h0 0.26 <0.35,满足要求承载力计算支座计算弯矩包络值M(KN.M)5621.2恒荷弯矩+1.4活荷弯矩M1(KN.M)509实际承载力Mu(KN.M)1568 >M1,满足要求支座计算配筋包络值A s(mm2) 2700支座换算实际配筋面积A s实(mm2) 7814 >As,满足要求支座抗剪设计值V(KN)180抗剪承载力V实(KN)1468 >V,满足条件挠度验算挠度f(mm) 10.31 满足要求。
预应力简支梁截面示意图一、工程概况1.几何信息截面高度:h=1200mm腹板厚度:b=500mm翼缘宽度:bf’=0mm翼缘高度:hf’=0mm截面积:A=600000mm2中和轴至上边缘距离:y=600.00mm截面惯性矩:I=7.20E+10mm4抗弯刚度:W下= 1.20E+08mm3梁跨度:L=17.9m2、材料信息混凝土等级C40fcu,k40N/mm2混凝土抗压强度:fc=19.1N/mm2混凝土轴心抗压强度标准值:fck=26.8N/mm2混凝土抗拉强度标准值:ftk= 2.39N/mm2预应力筋抗拉强度设计值:fpy=1320N/mm2预应力筋抗拉极限强度标准值:fptk=1860N/mm2非预应力钢筋强度设计值:fy=360N/mm2混凝土弹性模量Ec=32500N/mm2非预应力钢筋弹性模量Es=200000N/mm2预应力钢筋弹性模量Ep=195000N/mm23、荷载信息跨中弯矩设计值:M=2739kN·m跨中弯矩标准值:Mk=2063kN·m跨中弯矩准永久值:Mq=2013.5kN·m跨中弯矩标准值(活载):MQ=99kN·m跨中弯矩标准值(恒载):MG=1964kN·m支座边缘处得剪力最大值V max=637kN二、正截面承载力计算1、中和轴位置取预应力筋合力点距梁底面距离:ap=120mm 截面有效高度:h0=h-ap=1080mm0.0034此值小于0.0033时,取0.00330.8混凝土强度不超过C50时,取0.800.33判断中和轴位置:0.0kN·m>M故中和轴在翼缘内(按照bf’宽矩形梁计算);计算中和轴位置:As=(bf’·xo·fc-Ap·fpy)/fy=-9310mm<0故受拉区和受压区非预应力筋按构造配置受拉区非预应力钢筋选用 As=6383mm2选用受压区非预应力钢筋选用 As'=4419mm2选用3、预应力筋的布置预应力钢筋布置为:两孔(每孔7束)波纹管外径70布筋方式:二次抛物线形布筋。
混凝土裂缝控制等级的规定《混凝土结构设计规范》GB 50010-20153.4.4 结构构件正截面的受力裂缝控制等级分为三级,等级划分及要求应符合下列规定:一级——严格要求不出现裂缝的构件,按荷载标准组合计算时,构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力。
二级——一般要求不出现裂缝的构件,按荷载标准组合计算时,构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于混凝土抗拉强度的标准值。
三级——允许出现裂缝的构件:对钢筋混凝土构件,按荷载准永久组合并考虑长期作用影响计算时,构件的最大裂缝宽度不应超过本规范表,按荷载标准组合并考虑长期作用的影响计算时,构件的最大裂缝宽度不应超过本规范第;对二a类环境的预应力混凝土构件,尚应按荷载准永久组合计算,且构件受拉边缘混凝土的拉应力不应大于混凝土的抗拉强度标准值。
条文说明: 3.4.4 本规范将裂缝控制等级划分为三级,等级是对裂缝控制严格程度而言的,设计人员需根据具体情况选用不同的等级。
关于构件裂缝控制等级的划分,国际上一般都根据结构的功能要求、环境条件对钢筋的腐蚀影响、钢筋种类对腐蚀的敏感性和荷载作用的时间等因素来考虑。
本规范在裂缝控制等级的划分上也考虑了以上因素。
在具体划分裂缝控制等级和确定有关限值时,主要参考了下列资料:历次混凝土结构设计规范修订的有关规定及历史背景;工程实践经验及调查统计国内常用构件的设计状况及实际效果;耐久性专题研究对典型地区实际工程的调查以及长期暴露试验与快速试验的结果;国外规范的有关规定。
经调查研究及与国外规范对比,原规范对受力裂缝的控制相对偏严,可适当放松。
对结构构件正截面受力裂缝的控制等级仍按原规范划分为三个等级。
一级保持不变;二级适当放松,仅控制拉应力不超过混凝土的抗拉强度标准值,删除了原规范中按荷载准永久组合计算构件边缘混凝土不宜产生拉应力的要求。
对于裂缝控制三级的钢筋混凝土构件,根据现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153以及作为主要依据的现行国际标准《结构可靠性总原则》ISO 2394和欧洲规范《结构设计基础》EN 1990的规定,相应的荷载组合按正常使用极限状态的外观要求(限制过大的裂缝和挠度)的限值作了修改,选用荷载的准永久组合并考虑长期作用的影响进行裂缝宽度与挠度验算。
预应力伸长量计算表
预应力伸长量的计算涉及到一系列参数和公式,具体的计算表格会根据不同的预应力设计和材料特性而有所不同。
下面是一个简化的预应力伸长量计算表格的示例,供参考:
在这个表格中,每预应力伸长量计算表格
计算公式
预应力伸长量计算公式:\[ \text{预应力伸长量} = \frac{\text{预应
力力} \times \text{长度}}{\text{弹性模量} \times \text{断面面积}} \] 注意事项
1.弹性模量通常使用材料的弹性模量,单位为帕斯卡(Pa)。
2.断面面积是预应力筋截面的面积,单位为平方米(m²)。
3.预应力伸长量的计算结果为实际伸长的长度,单位为米(m)。
4.不同的预应力设计和材料特性可能需要调整计算公式和参数。
一行表示一个预应力筋的计算,包括钢筋编号、预应力力、弹性模量、断面面积和计算结果。
计算结果使用了一个简化的预应力伸长量计算公式,具体公式可以根据实际情况进行调整。
请注意,实际的预应力伸长量计算可能会涉及更复杂的因素,例如预应力筋的材料性质、预应力设计的具体要求等。
建议在进行具体工程计算时,参考相关的设计规范和工程材料的性质。
监理:预应力混凝土结构裂缝分析及控制措施摘要:预应力混凝土结构中裂缝现象很普遍。
尽管多数裂缝宽度在0.2mm以下,不会影响结构安全以及建筑物的使用功能,但对预应力结构的重要性而言,出现裂缝易引起业主和监理的担心与不满,甚至引发法律纠纷。
裂缝毕竟是不利的,直接影响结构的耐久性,不管何种原因产生的裂缝,都应引起工程建设人员的重视,把裂缝作为主要通病之一进行综合防治,减少和避免裂缝现象的出现。
本文分析预应力结构裂缝的原因及控制措施。
1、由混凝土本身性质引起的裂缝1.1 裂缝现象混凝土是由水泥、砂、石组成的非均质材料,收缩是混凝土的重要特性之一。
由于预应力工程在原材料、构件规格、施工工艺等方面的具体情况,使预应力工程中出现收缩裂缝也很普遍,有时甚至很严重。
1.2 原因分析(1)在预应力工程中,通常对混凝土强度要求较高,多采用商品混凝土,使混凝土中水泥用量大,坍落度大,出现收缩裂缝的概率增加。
在混凝土板上,终凝前期常表现为不规则的干缩裂缝。
当混凝土强度有所发展后,收缩裂缝变得有一定的规律,通常是平行板的短边,形成横向凝缩裂缝。
(2)在柱、梁、板同时浇筑的工程中,柱梁节点或梁板腋下易出现沉实裂缝;当坍落度过大或模板较粗糙时,这些部位在模板的“模箍”作用下,有时也会出现水平裂缝。
1.3 控制措施(1)控制混凝土组成级配、水灰比和坍落度,在满足浇筑要求的前提下,坍落度应尽量小。
(2)柱梁或梁板同时浇筑时,应先浇筑柱、梁,尽量给出混凝土的沉实时间。
(3)对厚大构件或坍落度较大的商品混凝土构件,应分层浇筑。
混凝土初凝前后应进行二次振捣,终凝前再对表面进行二次抹压。
(4)浇筑整板基础、现浇板等裸露面积较大的混凝土构件时,应避免大风或烈日直射的天气,否则应及时对混凝土表面进行覆盖保护。
(5)通常情况下,收缩裂缝发生在混凝土凝固的初期,特别是混凝土浇筑后一周左右,实践证明,加强混凝土早期的养护工作,是克服这类裂缝最有效的办法。
预应力简支梁截面示意图
一、工程概况
1.几何信息
截面高度:h=1200mm
腹板厚度:b=500mm
翼缘宽度:bf’=0mm
翼缘高度:hf’=0mm
截面积:A=600000mm2
中和轴至上边缘距离:y=600.00mm
截面惯性矩:I=7.20E+10mm4
抗弯刚度:W下= 1.20E+08mm3
梁跨度:L=17.9m
2、材料信息
混凝土等级C40fcu,k40N/mm2
混凝土抗压强度:fc=19.1N/mm2
混凝土轴心抗压强度标准值:fck=26.8N/mm2
混凝土抗拉强度标准值:ftk= 2.39N/mm2
预应力筋抗拉强度设计值:fpy=1320N/mm2
预应力筋抗拉极限强度标准值:fptk=1860N/mm2
非预应力钢筋强度设计值:fy=360N/mm2
混凝土弹性模量Ec=32500N/mm2
非预应力钢筋弹性模量Es=200000N/mm2
预应力钢筋弹性模量Ep=195000N/mm2
3、荷载信息
跨中弯矩设计值:M=2739kN·m
跨中弯矩标准值:Mk=2063kN·m
跨中弯矩准永久值:Mq=2013.5kN·m
跨中弯矩标准值(活载):MQ=99kN·m
跨中弯矩标准值(恒载):MG=1964kN·m
支座边缘处得剪力最大值V max=637kN
二、正截面承载力计算
1、中和轴位置
取预应力筋合力点距梁底面距离:ap=120mm 截面有效高度:h0=h-ap=1080mm
0.0034此值小于0.0033时,取0.0033
0.8混凝土强度不超过C50时,取0.80
0.33
判断中和轴位置:
0.0kN·m>M
故中和轴在翼缘内(按照bf’宽矩形梁计算);计算中和轴位置:
As=(bf’·xo·fc-Ap·fpy)/fy=-9310mm<0
故受拉区和受压区非预应力筋按构造配置
受拉区非预应力钢筋选用 As=6383mm2选用
受压区非预应力钢筋选用 As'=4419mm2选用
3、预应力筋的布置
预应力钢筋布置为:两孔(每孔7束)
波纹管外径70
布筋方式:二次抛物线形布筋。
预应力筋在跨中处距下边缘:ap=120mm
张拉端至梁截面上端部距离:c1=c2=250mm
则抛物线矢高:e=0.83m
抛物线跨度:l=L/2=8.95m
曲线方程(以跨中为原点)
故:0.185rad
48.3m
4、截面几何特性
预应力钢筋截面转换率:αEp=Ep/Ec= 6.00
1
0.002
1
b
py p
cu s cu
f
E
β
ξ
σ
εε
==
-
++
跨中截面的净截面和换算截面的几何特征值为:
净截面面积An=
6.480E+05mm 4y n =∑Si/An=
596.72mm In=∑I i0+∑I ia -y n ∑Si=8.863E+10mm 4
换算截面面积A0=
6.60674E+05mm 4y 0=∑Si/A0
587.56mm I 0=∑I i0+∑I ia -y 0∑Si 9.14567E+10mm 4
三、预应力损失计算
张拉控制应力:бcon=0.75*fpyk=1395.0N/㎜2
1、锚具变形和钢筋内缩损失
选用夹片式锚具。
选用金属波纹管。
根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)表10.2.2,及表10.2.4
张拉端锚具变形和预应力筋内缩:
a=5mm 孔道偏差摩擦系数:
κ=0.0015预应力筋与孔道摩擦系数:
μ=0.25
反摩擦影响长度为:10.23m
换算截面积特征值
净截面积特征值
2、曲线筋的锚固损失为:
见下表
3、钢筋束张拉时,钢筋与孔道间的摩擦产生的预应力损失见下表
跨中
2张拉端248.83N/㎜2
混凝土收缩,徐变引起预应力损失为(考虑自重):其中: 1.38%0.68%跨中截面在第一批预应力损失бl1完成后混凝土法向应力值为3269.63kN
476.72mm 2.32N/㎜2收缩徐变损失
5、混凝土收缩徐变应力损失
所以受拉区预应力合力的应力值为
59.99N/㎜249.90N/㎜2
跨中截面的预应力总损失值为:
216.05N/㎜2满足规范要求最小预应力损失值
80N/㎜2四、裂缝验算
有效预应力бpe=бcom-бl=
1178.95N/㎜2Np=Ap*бpe-As*бl5=
2.61E+06N 476.72mm 561.72mm 464.25mm бpc=Np/An+(Np*e pn /I n )*y n =12.188N/㎜2бck=(Mk/Io)*yo=
13.25N/㎜2бp0=бcom-бl+αEs *бpc=
1253.95N/㎜2467.56mm αcr c (mm)552.56mm ν1 ν2 n1(mm)455.94mm d1(mm) As1(mm2)e p =y 0-ap-e po =
11.62mm n2(mm)Np0=бp0*Ap-σl5*As=2800888.99N d2(mm)e=e p +Mk/Npo
748.17mm As2(mm2) d(mm) As(mm2)214.48N/㎜2 ρte ρte σsk(N/mm2)444.492649mm
w(mm)
20
00.870.12(1)()=f h z r h e ⎡⎤
'=--⎢⎥⎣⎦01()=
()k p
p sk p s M N z e A A z σα--=+5555=
pe P pn pe P pn l s sn l s sn pn pe p pe p l s l s A y A y A y A y e A A A A σσσσσσσσ''''''--+=''''+--005500055=
p P p p P p l s s l s s p p p p p l s l s A y A y A y A y e A A A A σσσσσσσσ''''''--+=''''+--
33时,取0.0033
超过C50时,取0.80
1325a s`=25mm
925a s=25mm。