某框架结构预应力混凝土梁设计实例
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预应力混凝土框架梁设计计算预应力混凝土框架梁设计计算书二00六年四月目录1. 设计荷载与内力计算 (1)1.1 梁截面几何特征 (1)1.2 柱截面几何特征 (1)1.3 荷载标准值 (2)1.4 内力计算 (2)2. 梁中预应力筋和普通钢筋的估算 (5)2.1 预应力筋线形的采用 (5)2.2 预应力筋的估算 (5)2.3 普通钢筋估算 (6)3. 第一批预应力损失计算 (7)3.1 孔道摩擦损失2l σ (7)3.2 锚具内缩损失1l σ: (7)3.3 第一批预应力损失lI σ: (8)4. 施工阶段抗裂验算 (9)4.1 第一批预应力损失完成后的预应力等效荷载 (9) 4.2 第一批预应力损失完成后的预应力综合弯矩 (9) 4.3 施工阶段恒载作用下的弯矩 (12)4.4 施工阶段正截面抗裂验算结果 (13)5. 第二批预应力损失计算 (15)5.1 钢筋应力松弛损失4l σ: (15)5.2 混凝土收缩徐变引起的预应力损失5l σ (15) 5.3 预应力总损失l σ: (16)5.4 钢绞线平均有效预应力: (16)6. 预应力引起的次弯矩和次剪力计算 (17)6.1 预应力损失完成后的预应力等效荷载 (17)6.2 综合弯矩 (17)6.3 次弯矩、次剪力 (18)7. 正截面抗裂验算 (20)7.1 荷载标准组合、准永久组合下框架梁弯矩 (20) 7.2 正截面抗裂验算结果 (20)7.3 抗裂验算小结 (21)8. 正截面承载力验算 (22)8.1 荷载基本组合下框架梁弯矩 (22)8.2 正截面受弯承载力计算结果 (22)9. 斜截面承载力验算 (25)9.1 荷载作用下框架设计剪力 (25)9.2 斜截面受剪承载力验算结果 (25)1. 设计荷载与内力计算1.1 梁截面几何特征1.2 柱截面几何特征1.3 荷载标准值屋面梁上的线荷载:(1)恒载:① 楼板自重、粉刷、吊顶、管道等:6.5kN/m2×6m=39kN/m② 次梁(250×500)自重:约为5.5kN/m③ 端支座处屋面梁自重:25×(0.45×1.5)=16.9kN/m内支座处屋面梁自重:25×(0.45×2.2)=24.8kN/m因此,恒载为(端支座)61.4~(内支座)69.3kN/m(2)活载:0.7kN/m2×6m=4.2kN/m1.4 内力计算由通用有限元程序SAP2000建立计算模型。
一内力计算(1)恒载内力表1 恒载内力计算结果截面 位置距支点截 面的距离 (mm )预制梁自重 现浇段自重 二期恒载 弯 矩 M G1PK (KN •m)剪 力 V G1PK (KN) 弯 矩 M G1mK (KN •m ) 剪力 V G1mK (KN) 弯 矩 M G3k (KN •m) 剪力 V G3k (KN) 支点 0.00 0.00 476.97 0.00 80.73 0.00 159.12 变截面 2000 905.02 428.05 153.18 72.45 301.92 142.80 L/4 9750 3487.84 238.49 590.34 40.37 1163.57 79.56 跨中195004650.460.00787.120.001551.420.00(2) 活载内力表2 活载内力计算结果截面 位置距支点截 面的距离 (mm )车辆荷载人群荷载最大弯矩 最大剪力 最大弯矩 最大剪力 M Q1k (KN/m) 对应V (KN) V Q1k (KN) 对应M (KN/m) M Q2k (KN/m) 对应V (KN) V Q2k (KN) 对应M (KN/m) 支点 0.00 0.00 251.93 251.93 0.00 0.00 32.69 32.69 0.00 变截面 2000 472.44 235.79 215.71 1335.65 59.86 32.56 37.13 135.65 L/4 9750 1762.50 173.23 175.32 1675.25 230.67 32.46 17.74 183.68 跨中195002427.6621.6890.431724.75307.5714.267.89155.26(3)内力组合①基本组合(用于承载能力极限状态计算)K Q K Q G K m G K P G K d M M M M M M 2121112.14.1)(2.1++++= K Q K Q G K m G K P G K d V V V V V V 2121112.14.1)(2.1++++=②短期组合(用于正常使用极限状态计算)K Q K Q GK m GK P GK s M uM M M M M 2121117.0)(+++++=K Q K Q GK m GK P GK s V uV V V V V 2121117.0)(+++++=③长期组合(用于正常使用极限状态计算))1(4.0)(21211K Q K Q GK m GK P GK l M uM M M M M +++++=)1(4.0)(21211K Q K Q GK m GK P GK l V uV V V V V +++++=二表3 内力组合计算结果截面位置项目基本组合Sd短期组合Ss 长期组合Sl Md Vd Ms Vs Ml Vl (KN.M)(KN ) (KN.M) (KN ) (KN.M) (KN ) 支点最大弯矩 0.00 1249.50 0.00 906.97 0.00 819.87 最大剪力 0.00 1249.50 0.00 906.97 0.00 819.87 变截面最大弯矩 2360.60 1138.53 1715.26 823.23 1552.79 740.53 最大剪力 3653.98 1115.54 2330.55 815.25 1891.40 735.19 L/4最大弯矩 9015.95 708.98 6573.98 499.15 5963.48 433.27 最大剪力 8841.17 695.42 6472.46 485.74 5913.53 428.13 跨中最大弯矩 12130.00 46.32 8813.86 27.81 7979.05 13.45 最大剪力10975.34135.448222.2364.417667.0935.45方案二 部分预应力混凝土A 类梁设计 (一)预应力钢筋数量的确定及布置 (1)预应力钢筋及普通钢筋数量的确定及布置首先根据跨中截面正截面抗裂要求,确定预应力钢筋数量。
混凝土梁柱设计及施工实例一、概述混凝土结构是现代建筑中最为常见的结构形式之一,而混凝土梁柱则是混凝土建筑中最基本的构件之一。
混凝土梁柱的设计及施工对于整个建筑结构的安全性和稳定性具有至关重要的作用。
本文将以一座五层建筑的混凝土梁柱设计及施工实例为例,详细讲解混凝土梁柱的设计及施工过程。
二、设计1. 结构形式本建筑采用框架结构,其中梁柱采用矩形截面,柱截面尺寸为400mm×400mm,梁截面尺寸为600mm×800mm。
2. 荷载计算本建筑的设计荷载为:地震作用荷载、风荷载、自重荷载、人工荷载、雪荷载等。
根据设计荷载计算得出柱所受荷载为1200kN,梁所受荷载为600kN。
3. 梁柱设计根据所受荷载及建筑结构形式,设计出混凝土梁柱的截面尺寸及钢筋配筋方案。
柱采用四根Ф22钢筋纵向配筋,梁采用Ф22钢筋纵向配筋。
同时,在设计中也考虑到了混凝土初期和后期的收缩和开裂等因素,采用了合适的措施来解决这些问题。
4. 施工方案在梁柱的具体施工方案中,需注意以下几点:(1)模板的搭设:模板的搭设应严格按照设计要求,确保梁柱的截面尺寸和平整度。
(2)钢筋的加工和安装:钢筋的加工应符合国家标准,钢筋的安装应严格按照设计要求,确保钢筋的位置和数量均符合要求。
(3)混凝土的浇筑:混凝土的配合比应符合设计要求,混凝土的浇筑应采用层层浇筑,严格控制水灰比和混凝土的坍落度。
三、施工1. 模板搭设根据设计要求,搭设好柱和梁的模板,并严格控制模板的尺寸和平整度。
在模板搭设完成后,应进行检查和验收,确保符合设计要求。
2. 钢筋加工和安装根据设计要求,进行钢筋的加工和安装。
在加工钢筋时,应严格按照国家标准进行加工,并对钢筋进行检查和验收。
在安装钢筋时,应根据设计要求进行布置,并严格控制钢筋的位置和数量。
3. 混凝土浇筑混凝土的配合比应符合设计要求,混凝土的浇筑应采用层层浇筑,并严格控制水灰比和混凝土的坍落度。
在浇筑混凝土时,应采用振动器进行振动,以排除混凝土中的气泡和空洞。
预应力结构设计算例算例要求设计一座跨度为30米的预应力混凝土桥梁。
根据设计要求,桥梁主要承受车辆的动荷载和自重荷载,同时要满足一定的挠度和裂缝控制要求。
1.桥梁几何形状和横断面设计首先确定桥梁的几何形状和横断面。
根据工程要求,假设桥梁采用简支梁形式,上部结构为预应力简支梁。
根据横断面形状和主要受力位置进行截面设计,确定桥面宽度、梁高、侧墩高度等重要参数。
2.荷载计算根据设计要求,确定桥梁的设计载荷。
主要包括动车荷载、自重荷载、附加荷载等。
根据国家相关规范和标准,计算各个荷载的作用效应,并进行合成计算得到最不利工况下的最大弯矩和剪力。
3.预应力筋设计根据设计荷载和工程要求,确定预应力筋的布置形式和受力状态,计算预应力筋的工作应力和预应力大小。
同时需要考虑预应力筋的锚固长度和锚固形式,确定预应力筋的端部锚固长度和锚固装置。
4.梁截面设计根据受力分析结果和预应力筋的布置要求,进行梁截面设计。
确定混凝土强度等级、抗裂抗震要求,计算梁截面的抗弯和抗剪承载力,并进行验算。
5.桥面铺装设计根据实际工程要求,确定桥面铺装层的类型和厚度。
计算桥面铺装层的自重、车辆动荷载和风荷载等作用效应,并进行合成计算得到最大弯矩和剪力。
6.桥墩和桥台设计根据实际工程要求,对桥墩和桥台进行结构设计。
确定桥墩和桥台的尺寸、形式和受力状态,计算桥墩和桥台的承载力,并进行验算。
7.桥梁整体稳定性分析根据设计要求,对桥梁的整体稳定性进行分析。
包括抗滑、抗倾覆和抗风等稳定性验算,并根据验算结果进行必要的调整和优化。
8.桥梁构造计算对桥梁的各个构造部分进行结构计算。
包括构造节点、支座、伸缩缝、护栏、排水系统等各个构造部分的设计和计算,确保桥梁的整体结构安全可靠。
9.设计细节和图纸编制根据设计结果,对桥梁的各个细节进行设计和优化。
包括构造节点的连接方式、预应力筋的锚固和保护、混凝土的配筋布置等。
最后编制详细的设计图纸和施工图纸,为施工提供必要的参考和指导。
预应力混凝土梁等效荷载及线型设计优化——以温州三江立体城为例楼卓;冯永伟【摘要】预应力框架梁是民用建筑中重荷载、大跨度、大悬挑和转换梁中首选结构形式之一,预应力等效荷载和线型分析对预应力设计意义重大,研究其规律对预应力混凝土梁的结构优化设计有很大借鉴意义.文章以温州三江立体城为例,基于预应力混凝土结构理论,对预应力等效荷载分析、预应力线型优化等方面进行了研究,并在此基础上对重载大跨、抬柱转换、大荷载悬挑预应力梁进行实例优化.结果表明:重载大跨预应力梁绝对矢高与等效荷载皆正相关变化,同时存在一个最优的反弯点位置使得等效荷载最大;抬柱转换预应力梁选择2种抛物线组合与大跨预应力梁情况相同,选择抛物线加直线线型组合,则直线线型与折点位置反相关变化;重载悬挑预应力梁根据外荷载选择抛物线线型或直线线型可获得较优线型值.%The prestressed frame beam is one of the preferred structural forms of heavy load,large span,large cantilever and transfer beam in civil buildings.The analysis of prestress equivalent load and line type is of great significance to the design of prestress.The study of its regularity has a great reference to the optimization design of the prestressed concrete beams in the future.The article takes the Sanjiang City of Wenzhou as an example and based on the theory of prestressed concrete structure.The analysis of the equivalent load of prestressing force and the optimization of the prestress line type are studied.On the basis of this,an example is made to optimize the prestressed beams with heavy load,large span,lift column and large load.The results show that:There is a positive correlation between theabsolute vector height and the equivalent load of heavy load long span prestressed beams.At the same time,there is an optimal position of reverse bending point which makes the maximum equivalent load.The two kindsof parabolic combinations are the same as those of large span prestressed beams.The combination of parabola and linear line type is the reverse correlation of line line and point of folding.The preferred value can be obtained by selecting the parabolic line or linear line through the external load.【期刊名称】《山东建筑大学学报》【年(卷),期】2017(032)006【总页数】8页(P580-587)【关键词】预应力梁;预应力框架;预应力筋线型;预应力等效荷载;线型优化【作者】楼卓;冯永伟【作者单位】浙江省建筑设计研究院,浙江杭州310006;浙江省建筑设计研究院,浙江杭州310006【正文语种】中文【中图分类】TU3780 引言伴随我国现代预应力理论的发展,预应力混凝土梁越来越多地应用于实际工程中。
预应力混凝土结构设计规范1. 总则1.1 适用范围本规范适用于预应力混凝土结构的设计、施工和验收。
1.2 设计原则预应力混凝土结构应按照安全、适用、经济、美观的原则进行设计。
1.3 设计寿命预应力混凝土结构的设计寿命应符合国家有关标准的规定。
2. 材料2.1 混凝土混凝土应符合国家有关标准的规定,其强度等级不应低于C40。
2.2 预应力钢筋预应力钢筋应采用钢丝、钢绞线或预应力螺纹钢筋,其性能应符合国家有关标准的规定。
3. 结构设计3.1 预应力混凝土梁3.1.1 预应力混凝土梁的设计应根据荷载、跨度、截面形式等因素进行。
3.1.2 预应力混凝土梁的预应力损失应符合国家有关标准的规定。
3.2 预应力混凝土板3.2.1 预应力混凝土板的设计应根据荷载、跨度、厚度等因素进行。
3.2.2 预应力混凝土板的预应力损失应符合国家有关标准的规定。
3.3 预应力混凝土框架3.3.1 预应力混凝土框架的设计应根据荷载、跨度、柱距等因素进行。
3.3.2 预应力混凝土框架的预应力损失应符合国家有关标准的规定。
4. 施工与验收施工应按照设计文件和本规范的要求进行。
预应力混凝土结构竣工后,应进行验收,验收应符合国家有关标准的规定。
5. 安全与防护5.1 结构安全预应力混凝土结构应保证结构安全,防止因结构破坏而导致的人员伤亡和财产损失。
5.2 施工安全施工过程中应严格遵守安全操作规程,防止发生安全事故。
6. 维护与检测预应力混凝土结构在使用过程中,应定期进行维护,保证结构处于良好状态。
预应力混凝土结构在使用过程中,应根据需要进行检测,检测应符合国家有关标准的规定。
本规范为示例文档,仅供参考。
实际设计过程中,请依据国家相关标准和规范进行。
7. 抗震设计7.1 一般规定预应力混凝土结构在抗震设防区时,应进行抗震设计,满足抗震性能要求。
7.2 抗震等级预应力混凝土结构的抗震等级应根据建筑物所在地的地震烈度、场地类别、结构类型等因素确定。
迈达斯预应力混凝土T梁的分析与设计引言:T梁是一种常用的预应力混凝土构件,在桥梁结构中得到广泛应用。
本文将对迈达斯软件进行使用,以一个具体实例,来分析和设计迈达斯预应力混凝土T梁。
1.T梁的结构特点T梁是由梁身、侧翼和上承板组成的横截形状呈T形的梁体。
其结构特点是能够充分利用混凝土的抗压性能,通过预应力钢束的预应力作用将梁的应力状态转变为受拉偏心梁的应力状态,提高了T梁的承载能力和抗裂性能。
2.T梁的有限元建模为了对T梁进行分析与设计,需要先进行有限元建模。
使用迈达斯软件,可以通过输入梁的几何尺寸、材料参数和荷载情况等数据,来构建T梁的有限元模型。
3.荷载计算在设计T梁时,首先要进行荷载计算,包括自重荷载、活载、温度荷载等。
自重荷载是梁本身的重量,可以通过迈达斯软件自动计算得到。
活载是指桥梁上行驶的车辆和行人产生的荷载,需要按照规范要求进行计算。
温度荷载是由于温度变化引起的梁体的伸缩产生的,也需要按照规范要求进行计算。
4.预应力设计T梁采用预应力设计,通过预应力钢束施加预压力,使混凝土受到压应力,从而提高梁体的承载能力和抗裂性能。
预应力设计需要进行预应力计算,包括计算预应力的大小和施加预应力的位置。
5.抗剪设计T梁在使用过程中,由于荷载和温度的变化,会产生剪力效应。
为了提高梁体的抗剪性能,需要进行抗剪设计。
抗剪设计主要包括梁体截面尺寸的确定和钢筋配筋的设计。
6.设计结果分析通过迈达斯软件进行T梁的分析与设计,可以得到梁体的应力和变形等结果。
通过对结果的分析,可以评估设计的合理性,并进行必要的修改和优化。
7.结论通过对迈达斯预应力混凝土T梁的分析与设计,可以得到合理的梁体结构和钢筋配筋,满足桥梁工程的要求,提高其承载能力和抗裂性能。
同时,通过分析结果,可以对设计进行优化和修改,提高工程的经济性和可行性。
总结:本文主要介绍了迈达斯预应力混凝土T梁的分析与设计方法,以及使用迈达斯软件进行有限元建模、荷载计算、预应力设计和抗剪设计等步骤。
混凝土梁设计与应用实例一、前言混凝土梁是建筑中常用的结构构件,其作用是在建筑中承担水平荷载和垂直荷载。
混凝土梁的设计是建筑设计中不可缺少的一部分,本文将介绍混凝土梁设计的相关知识以及一个应用实例。
二、混凝土梁设计的基本原理1. 混凝土梁的受力分析混凝土梁在受力时会出现弯曲、剪切和压力等受力形式。
在进行混凝土梁设计时,需要考虑各种受力形式的影响,以保证混凝土梁的受力性能。
2. 混凝土梁的截面设计混凝土梁的截面设计需要考虑截面的尺寸、钢筋的配筋以及混凝土的强度等因素。
在进行混凝土梁的截面设计时,需要根据受力分析结果进行合理的设计,以保证混凝土梁的承载能力。
3. 混凝土梁的配筋设计混凝土梁的配筋设计需要考虑钢筋的数量、直径和间距等因素。
在进行混凝土梁的配筋设计时,需要保证混凝土梁的承载能力和变形性能。
三、混凝土梁设计的应用实例1. 工程背景某大型商场二期工程,建筑面积为10万平方米,地上9层,地下2层,总高度为45米。
其中,地上部分为商铺和办公区,地下部分为停车场。
本次设计的混凝土梁为地上部分的水平荷载承载构件。
2. 受力分析根据工程背景和设计要求,本次混凝土梁设计需要考虑水平荷载和垂直荷载的影响。
在进行受力分析时,需要考虑混凝土梁的截面形状、材料强度和荷载分布等因素。
3. 截面设计根据受力分析结果,本次混凝土梁的截面形状为矩形截面。
混凝土的强度等级为C30,钢筋的强度等级为HRB400。
混凝土梁的截面尺寸为800mm×1200mm。
4. 配筋设计根据受力分析结果和截面设计,本次混凝土梁的配筋设计需要考虑钢筋的数量、直径和间距等因素。
根据设计要求,混凝土梁的配筋率为2%,即钢筋的横截面积占混凝土梁截面积的2%。
5. 结构计算根据截面设计和配筋设计,进行混凝土梁的结构计算。
根据计算结果,混凝土梁的承载能力和变形性能均符合设计要求。
6. 施工实践根据混凝土梁的设计要求,进行施工实践。
在施工过程中,需要保证混凝土梁的强度、配筋和变形等方面的要求。
预应力混凝土梁设计预应力混凝土梁是建筑结构中常见的一种构件,其具有优良的承载能力和耐久性,被广泛应用于桥梁、高楼、大跨度结构等工程中。
在设计预应力混凝土梁时,需要考虑到多种因素,包括荷载、预应力布置、截面形状等。
本文将从这些方面对预应力混凝土梁的设计进行深入探讨。
一、荷载计算在设计预应力混凝土梁时,首先需要进行荷载计算。
荷载包括恒载、活载、风载等多种作用在梁上的外部力。
根据不同的工程要求和使用条件,确定适当的荷载标准,进行力学分析,计算各个部位的受力情况,为后续的设计工作奠定基础。
二、预应力布置预应力混凝土梁的预应力布置是设计中至关重要的一环。
通过在梁体内设置预应力钢筋,可以有效地提高梁的抗弯承载能力,延长使用寿命。
预应力布置需要根据不同的荷载情况和结构形式进行合理设计,确保预应力钢筋的受力状态符合要求,最大限度地发挥其作用。
三、截面形状设计梁体的截面形状设计直接影响到其受力性能和承载能力。
在预应力混凝土梁的设计中,需要充分考虑梁的跨度、荷载大小等因素,选择合适的截面形状。
常见的梁截面形状包括矩形、T形、工字形等,设计时应根据具体情况进行调整,确保梁体在承受荷载时表现良好。
四、预应力锚固设计预应力混凝土梁的预应力锚固设计是确保梁体受力均匀、预应力钢筋不脱落的关键环节。
在设计中,需要考虑锚固长度、锚固部位的连接方式、锚固端的加固措施等因素,以确保预应力钢筋能够有效地传递预应力,提高梁体的整体性能。
五、混凝土配合比设计混凝土的配合比设计对预应力混凝土梁的性能起着重要作用。
正确选择水泥、骨料、外加剂等原材料,并按照一定的比例进行搅拌,可以提高混凝土的抗压、抗拉性能,保证梁体在使用期间不会发生开裂或变形。
六、施工工艺控制在预应力混凝土梁的设计中,施工工艺的控制是确保梁体质量的关键。
通过严格控制梁体的浇筑、养护、张拉等环节,可以避免施工过程中可能出现的质量问题,保证梁体的使用寿命和安全性。
结语预应力混凝土梁作为一种重要的建筑结构构件,在现代建筑工程中扮演着重要的角色。
Midas例题(梁格法):预应⼒混凝⼟连续T梁桥的分析与设计北京迈达斯技术有限公司⽬录概要 (3)设置操作环境 (10)定义材料和截⾯特性 (11)建⽴结构模型 (21)PSC截⾯钢筋输⼊ (42)输⼊荷载 (44)定义施⼯阶段 (63)输⼊移动荷载数据 (73)运⾏结构分析 (80)查看分析结果 (81)概要梁格法是⽬前桥梁结构分析中应⽤的⽐较多的在本例题中将介绍采⽤梁格法建⽴⼀般梁桥结构的分析模型的⽅法、施⼯阶段分析的步骤、横向刚度的设定以及查看结果的⽅法和PSC设计的⽅法。
本例题中的桥梁模型如图1所⽰为⼀三跨的连续梁桥,每跨均为32m。
图1. 简⽀变连续分析模型桥梁的基本数据为了说明采⽤梁格法分析⼀般梁桥结构的分析步骤,本例题采⽤了⼀个⽐较简单的分析模型——⼀座由五⽚预应⼒T梁组成的3×32m桥梁结构,每⽚梁宽2.5m。
桥梁的基本数据取⾃实际结构但和实际结构有所不同。
本例题的基本数据如下:桥梁形式:三跨连续梁桥桥梁等级:I级桥梁全长:3@32=96m桥梁宽度:12.5m设计车道:3车道图2. T型梁跨中截⾯图图3. T梁端部截⾯图使⽤材料以及容许应⼒> 混凝⼟采⽤JTG04(RC)规范的C50混凝⼟>普通钢筋普通钢筋采⽤HRB335(预应⼒混凝⼟结构⽤普通钢筋中箍筋、主筋和辅筋均采⽤带肋钢筋既HRB系列) >预应⼒钢束采⽤JTG04(S)规范,在数据库中选Strand1860钢束(φ15.2 mm)(规格分别有6束、8束、9束和10束四类)钢束类型为:后张拉钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛)超张拉(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:0.3管道每⽶局部偏差对摩擦的影响系数:0.0066(1/m)锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:开始点:6mm结束点:6mm张拉⼒: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):50N/mm^2长期荷载作⽤时混凝⼟的材龄:=t5天o混凝⼟与⼤⽓接触时的材龄:=t3天s相对湿度: %RH=70⼤⽓或养护温度: CT=°20构件理论厚度:程序计算适⽤规范:中国规范(JTG D62-2004)徐变系数: 程序计算混凝⼟收缩变形率: 程序计算荷载静⼒荷载>⾃重由程序内部⾃动计算>⼆期恒载桥⾯铺装、护墙荷载、栏杆荷载、灯杆荷载等具体考虑:桥⾯铺装层:厚度80mm的钢筋混凝⼟和60mm的沥青混凝⼟,钢筋混凝⼟的重⼒密度为25kN/m3, 沥青混凝⼟的重⼒密度为23kN/m3。
某框架结构预应力混凝土框架梁计算书一、荷载信息梁截面500X1600,自重:25*0.5*1.6=20kN/m板自重:25*0.12*4.2=12.6kN/m板面恒载:1.7*4.2=7.14kN/m板面活载:15*4.2=63kN/m(3.5*4.2=14.7kN/m)合计:恒载39.74kN/m活载63(14.7)kN/m由GB50010-2010确定梁的有效翼缘计算宽度取b f’=min(l0/3,b+s n,b+12h f’)=b+12h f’=500+12*120=1940mmA=500*1600+(1940-500)*120=972800mm2y1=[500*1600*800+(1940-500)*120*60]/972800=669mmy2=1600-669=931mmI=500*16003/12+500*1600*(931-800)2+1440*1203/12+1440*120*(669-50)2=2.508*1011二、索形确定采用后张拉有粘结部分预应力混凝土框架梁预应力索形取四段抛物线形,以曲线在跨中的最低点C 点为原点o ,抛物线为对称曲线,α1=α2=0.125,f =h -150-110=1340,f 1=2α1f =335,f 2=(1-2α1)f =1005梁长L =25.2m反弯点水平位置取0.125L =3.125mAB 段曲线方程为:21211(12)2(1)2(1)f f y x L ααα-=+=--0.00482x 2+0.5743(9.45≤x ≤12.6)BC 段曲线方程为:2214(12)f y x L α==-0.01125x 2(0≤x ≤9.45)三、预应力筋数量估算(1)按照平衡荷载法估算七层:选择平衡荷载为1/2(恒载+活载),即:q =(39.74+63)/2=51.37kN/m预应力总损失按张拉控制应力的30%考虑张拉控制应力取σcon =0.7f ptk =0.7*1860=1302N/mm 2有效预应力估算值为σ0=1302*0.7=911N/mm 2按单抛物线形计算所需的预加力为:N =qL 2/(8f )=51.37*25.22/(8*1.34)=3043kN预应力钢筋根数为:n =3043000/(140*911)=23.8实配24φs 15.2,A p =3360mm 2八层:选择平衡荷载为1/2(恒载+活载),即:q =(39.74+14.7)/2=27.22kN/m预应力总损失按张拉控制应力的30%考虑张拉控制应力取σcon =0.7f ptk =0.7*1860=1302N/mm 2有效预应力估算值为σ0=1302*0.7=911N/mm 2按单抛物线形计算所需的预加力为:N =qL 2/(8f )=27.22*25.22/(8*1.34)=1612kN预应力钢筋根数为:n =1612000/(140*911)=12.6实配16φs 15.2,A p =2240mm 2(2)按预应力钢筋承担70%外荷弯矩估算按支座包络配筋为13400mm 2进行换算,即:A p =13400*0.7*360/1320=2558mm 2n =2558/140=18.3(3)全跨非预应力钢筋数量估计为:A s =13400*0.3=4020mm 2梁顶实配5根32(三级钢),A s =4021mm 2梁底实配7根32(三级钢),A s =5630mm 2四、预应力损失计算采用一端张拉(左端张拉),待混凝土强度达到100%时进行张拉,张拉控制应力为;σcon =0.7f ptk =0.7*1860=1302N/mm 2预应力梁两侧的梁待预应力梁张拉灌浆完成后在浇筑混凝土(1)孔道摩擦损失σl 2采用铁皮波纹管,κ=0.0015,μ=0.25每段曲线的转角为θ=4f/L =4*1340/25200=0.213左端:x =0,θ=0,2l σ=0跨中:x =12.6m ,θ=2*4f/L =2*0.213=0.426κx +μθ=0.125421(1)l con x e κμθσσ+=-=153N/mm 2右端:x =25.2m ,θ=4*4f/L =4*4*1340/25200=0.85221(1)l con x e κμθσσ+=-=288N/mm 2(2)锚具内缩损失采用夹片式锚具,内缩值a =6mm01(1con x l d e ll κμθσσσσ+--∆===288/25200=0.01143f l ==,反摩擦影响终点未过跨中截面,拉伸支座处12l d f l σσ=∆=2*0.01143*10117=231N/mm 2跨中及固定支座处1l σ=0(3)第一阶段损失lIσ第一阶段各控制截面的预应力损失值12lI l l σσσ=+,分别为:左支座:I l σ左=231N/mm 2跨中处:I l σ中=153N/mm 2右支座:I l σ右=288N/mm 2三个控制截面的平均第一阶段预应力损失值为:I 231+153+288=3l σ=224N/mm 2(4)钢筋松弛损失4l σ(采用低松弛钢绞线)40.7=0.125*0.5ptk l con ptk f f σσ⎛⎫-= ⎪ ⎪⎝⎭32.55N/mm 2(5)混凝土收缩、徐变损失5l σ在梁板自重作用下,经PKPM 计算,跨中弯矩为1404kNm ,支座弯矩为1798kNm在计算预应力筋合力作用点处的混凝土法向压应力应当采用全跨的平均值进行计算,此时,左支座、跨中和右支座截面的有效预加力N p1为:N p1左=A p (σcon -σl I 左)=3360*(1302-231)=3599kNN p1中=A p (σcon -σl I 中)=3360*(1302-153)=3861kNN p1右=A p (σcon -σl I 右)=3360*(1302-288)=3407kN1111pc =pp p g N N e M y y A I Iσ+-左左左=3599000/972800+3599000*(669-150)*669/(2.508*1011)-1798*103*669/(2.508*1011)=8.677N/mm 21122pc =pp p g N N e M y y A I Iσ+-中中中=3861000/972800+3861000*(931-110)*931/(2.508*1011)-1404*103*931/(2.508*1011)=15.731N/mm 21111pc =pp p g N N e M y y A I Iσ+-右右右=3407000/972800+3407000*(669-150)*669/(2.508*1011)-1798*103*669/(2.508*1011)=8.214N/mm 2所以,预应力筋合力作用点处的混凝土平均法向压应力σpc 为:σpc =(8.677+15.731+8.214)/3=10.874MPaρ=(3360+4418)/972800=0.008'555300=115pc cu l f σσρ++=10.87455300*40115*0.008++=121.9N/mm 2在梁板自重作用下,经PKPM 计算,跨中弯矩为1404kNm ,支座弯矩为1798kNm在计算预应力筋合力作用点处的混凝土法向压应力应当采用全跨的平均值进行计算,此时,左支座、跨中和右支座截面的有效预加力N p1为:N p1左=A p (σcon -σl I 左)=3360*(1302-231)=3599kNN p1中=A p (σcon -σl I 中)=3360*(1302-153)=3861kNN p1右=A p (σcon -σl I 右)=3360*(1302-288)=3407kN1111pc =pp p g N N e M y y A I Iσ+-左左左=3599000/972800+3599000*(669-150)*669/(2.508*1011)-1798*103*669/(2.508*1011)=8.677N/mm 21122pc =pp p g N N e M y y A I Iσ+-中中中=3861000/972800+3861000*(931-110)*931/(2.508*1011)-1404*103*931/(2.508*1011)=15.731N/mm 21111pc =pp p g N N e M y y A I Iσ+-右右右=3407000/972800+3407000*(669-150)*669/(2.508*1011)-1798*103*669/(2.508*1011)=8.214N/mm 2所以,预应力筋合力作用点处的混凝土平均法向压应力σpc 为:σpc =(8.677+15.731+8.214)/3=10.874MPaρ=(3360+4418)/972800=0.008'555300=115pc cu l f σσρ++=10.87455300*40115*0.008++=121.9N/mm 2(6)总的预应力损失σl左支座:σl =σl1+σl2+σl4+σl5=231+0+32.55+121.9=385N/mm 2跨中处:σl =σl1+σl2+σl4+σl5=0+153+32.55+121.9=307N/mm 2右支座:σl =σl1+σl2+σl4+σl5=0+288+32.55+121.9=442N/mm 2全跨平均预应力总损失:σl =378N/mm 2(7)有效预拉力值N pe左支座:N pe =A p (σcon -σl )=3360*(1302-385)=3081kN跨中处:N pe =A p (σcon -σl )=3360*(1302-307)=3343kN右支座:N pe =A p (σcon -σl )=3360*(1302-442)=2890kN全跨平均有效预拉力值为:N pe =A p (σcon -σl )=3360*(1302-378)=3105kN五、预应力等效荷载、综合弯矩、次弯矩计算全跨平均有效预拉力值为N pe =3105kN(1)按简化计算方式计算28(1)pe N fq L α=-=28*3105*1.34(10.125)25.2-=45.8kN/m M=N pe e 0=3105*(0.669-0.15)=1611kNmM 左=M 右=2112qL =45.8*25.22/12=2424kNm M 中=N pe f +2M M -=左右3105*1.34-2424=1736.7kNm (2)次弯矩计算支座次弯矩M 2=M r -M 1=2424-3105*(0.669-0.15)=812.5kNm跨中次弯矩M 2=M r -M 1=-1736.7-[-3105*(0.931-0.11)]=812.5kNm六、承载力校核(1)支座处受弯承载力校核预应力筋全部作为抗力弯矩设计值:M -1.0M 次=6104-1.0*812.5=5291.5kNmA p =3360mm 2,A s =4021mm 2,A’s =5630mm 20py p p y s spy p y s f A h f A h h f A f A +==+1320*3360*(1600150)360*4021*(160065)1320*3360360*4021-+-=+1470.9mm 100.80.3640.00213209080.002110.0034200000*0.0034b py p u s cu f E βεσεε===--++++(0p σ=908,见第七节)1360*4021360*56301320*33601*19.1*500y s y s py pc f A f A f A x f b α''-+-+===403.7mm x /h 0=403.7/1470.9=0.27<0.364,受压区高度满足要求。