[学士]18m跨预应力混凝土框架梁设计计算
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部分预应力大跨度混凝土中的框架梁结构设计1. 工程概况某物流基地的仓储1为二层现浇混凝土框架结构,总建筑面积约5328平方米。
其中仓储1横向框架梁采用部分预应力混凝土。
仓储1剖图如图1所示。
在设计过程中将结构分为A、B两区。
其中横向框架一层为15m+15m+9m三跨连续,二层为15m+24m两跨连续。
除两边框架外,其余横向框架均采用部分预应力混凝土结构,开间为5.2米,首层层高为l0米,二层层高为9米。
仓储1的楼面活载较大,为18kN/m2,根据建筑使用要求,屋面为绿化屋面,活载为3.0kN/m2。
预应力体系是采用钢绞线夹片式群锚体系,钢绞线采用高强度低松驰钢绞线,规格为s15.24,强度标准值fptk为1860N/mm2,采用OVM群锚体系。
本工程为后张现浇有粘结预应力混凝土结构,即在框架中用金属波纹管预留孔道,并穿入预应力钢绞线,浇筑混凝土后,张拉预应力筋,再孔道灌浆。
本工程单束预应力筋最大张拉应力达1395MPa(超张拉应力为1465 MPa)。
2. 设计依据及步骤本工程根据部分预应力混凝土结构理论进行设计,采用预应力筋和普通钢筋混合配筋。
在长期使用荷载组合作用下允许梁出现拉应力,在短期荷载组合下控制截面允许裂缝。
预应力筋采用曲线形式配置于构件中,当预应力筋张拉后,由于呈曲线形状,预应力筋对构件产生沿预应力筋法线方向的横向力(等效荷载),同时预应力筋还对构件产生轴向预压力,预应力筋一方面起受力筋的作用,一方面其等效荷载改变了结构的受力状态。
等效荷载作用于实际构件,产生的弯矩为综合弯矩Mn,综台弯矩和轴向预压力一起在构件截面的受拉边产生预压应力σpc ,即预应力筋产生的效应。
预应力混凝土框架梁按下列步骤进行设计:2.1.分析梁的内力情况并初估梁的截面尺寸;2.2.根据框架梁的受力情况,确定预应力筋的曲线布置形式;估计预应力筋的数量Ap,及张拉控制应力σcon;预应力筋的数量Ap通常按控制截面的裂缝验算要求决定,估算公式如下:式中M—弯矩设计值σpe—预应力筋的有效预压应力αct—混凝土拉应力限制系数,根据裂缝控制等级取值。
预应力梁计算书一、工程概况本工程为_____项目,其中涉及到的预应力梁位于_____部位。
该梁的主要作用是承担_____荷载,并确保结构的稳定性和安全性。
二、设计依据1、相关的国家和行业规范,如《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)、《预应力混凝土结构设计规范》(JGJ 369-2016)等。
2、工程地质勘察报告,提供了地基承载力等相关参数。
3、建筑设计图纸,明确了梁的几何尺寸、跨度、使用功能等要求。
三、材料参数1、混凝土:强度等级为 C_____,弹性模量为_____MPa,轴心抗压强度设计值为_____MPa,轴心抗拉强度设计值为_____MPa。
2、预应力钢筋:采用_____钢绞线,抗拉强度标准值为_____MPa,抗拉强度设计值为_____MPa,弹性模量为_____MPa。
3、普通钢筋:采用_____钢筋,强度设计值根据钢筋种类分别为_____MPa。
四、荷载取值1、恒载:包括梁自重、楼板传来的恒载等,根据实际计算取值为_____kN/m。
2、活载:根据使用功能确定,取值为_____kN/m。
五、梁的几何尺寸梁的截面尺寸为 b×h =______mm×______mm,跨度为 L =______m。
六、预应力损失计算1、锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σl1根据锚具类型和相关规范,计算得σl1 =______MPa。
2、预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失σl2考虑孔道的布置形式、曲线半径等因素,通过计算公式得出σl2 =______MPa。
3、混凝土加热养护时,受张拉的钢筋与承受拉力的设备之间温差引起的预应力损失σl3本工程不存在此项损失,σl3 = 0。
4、预应力钢筋的应力松弛引起的预应力损失σl4根据钢筋的种类和张拉控制应力,计算得σl4 =______MPa。
5、混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失σl5综合考虑混凝土的强度等级、龄期、环境条件等因素,计算得σl5 =______MPa。
混凝土梁的设计及计算方法一、概述1.1 项目名称1.2 设计单位1.3 工程地点1.4 工程基本情况二、设计基础2.1 建筑物荷载2.2 地基和地下水位2.3 混凝土材料特性2.4 钢筋材料特性2.5 设计参数三、梁的截面设计3.1 梁的受力性质3.2 梁的截面形式3.3 梁的配筋设计3.4 梁的截面尺寸四、梁的受力分析4.1 受力情况4.2 梁的内力计算4.3 梁的受力状态五、梁的设计检查5.1 极限状态检查5.2 疲劳极限状态检查5.3 使用状态检查六、施工与验收6.1 混凝土梁的施工6.2 混凝土梁的验收七、总结7.1 设计成果7.2 设计总结一、概述1.1 项目名称本项目为混凝土梁的设计及计算方法。
1.2 设计单位本项目的设计单位为某某设计院。
1.3 工程地点本项目的工程地点为某某市。
1.4 工程基本情况本工程为一栋住宅楼,共有六层,每层楼高为3.5米。
本次设计的混凝土梁数量为50根。
二、设计基础2.1 建筑物荷载本项目建筑物荷载分为永久荷载和可变荷载。
永久荷载包括自重、墙体、地板、顶板等,设计值为4.5kN/m²。
可变荷载包括人员、家具、设备等,设计值为3.0kN/m²。
2.2 地基和地下水位本工程地基为岩性地基,地下水位为2.0m。
设计过程中需考虑地基沉降、地震等因素。
2.3 混凝土材料特性混凝土强度等级为C30,抗压强度为30MPa。
混凝土的设计波动系数为1.5。
2.4 钢筋材料特性钢筋的强度等级为HRB400,抗拉强度为400MPa。
钢筋的设计波动系数为1.15。
2.5 设计参数根据现行国家规范和相关标准,本项目所采用的设计参数如下:混凝土的基本轴心抗压强度fcu=30MPa,基本轴心抗拉强度ft=0.6f_cu=18MPa;钢筋的基本屈服强度fy=400MPa。
三、梁的截面设计3.1 梁的受力性质本项目混凝土梁的主要受力性质为弯曲和剪力,需根据受力性质进行截面设计。
预应力框架梁设计流程英文回答:The design process of prestressed concrete beam can be divided into several steps. Here is a general outline of the design process:1. Determination of design loads: The first step is to determine the design loads that the prestressed concrete beam will be subjected to. This includes dead loads, live loads, and other applicable loads such as wind or earthquake loads.2. Selection of cross-section: Based on the design loads, the appropriate cross-section of the prestressed concrete beam needs to be selected. This involves considering factors such as span length, serviceability requirements, and aesthetic considerations.3. Calculation of prestressing force: The prestressingforce is calculated based on the design loads and the desired deflection criteria. This involves considering the elastic properties of the materials used and the desired level of prestress.4. Design of reinforcement: In addition to prestressing, reinforcement is also provided in the prestressed concrete beam to resist the remaining loads. The reinforcement is designed to ensure that it can handle the tensile forcesthat are not taken care of by prestressing.5. Analysis and verification: The prestressed concrete beam is analyzed and verified using structural analysis methods to ensure that it meets the design requirements. This includes checking for strength, deflection, and other performance criteria.6. Detailing: Once the design is finalized, the prestressed concrete beam is detailed. This involves specifying the location, size, and spacing of prestressing tendons, reinforcement bars, and other details necessaryfor construction.7. Construction: The final step is the construction of the prestressed concrete beam according to the design specifications. This includes placing the tendons, casting the concrete, and curing the beam.中文回答:预应力混凝土梁的设计流程可以分为几个步骤。
铁路32m后张法预应力混凝土梁计算内容一、设计依据及计算资料(一)设计依据:(所用规范名称及编号)(二)设计活载:双线、(三)梁别:直线梁,箱型截面(四)材料:(注明材料、强度等级及强度值)1、预应力钢筋:2、普通钢筋:3、混凝土:(五)锚固及张拉体系:预应力锚固体系(六)混凝土及钢筋的各项数据:(弹性模量、设计强度及容许应力)二、结构尺寸拟定(附图)描述梁体细部构造,查教材、规范规定(一)梁高:(二)上翼缘1、翼缘宽度:2、翼缘厚度:(1)构造要求:(2)受力要求:(3)截面重心接近腹板中心线要求:(三)腹板1、抗剪要求:2、构造要求:3、腹板稳定要求:(四)下翼缘1、构造要求:2、运输、架梁时,梁的稳定要求:(五)梁腹中心距1、腹板两侧悬臂板固定弯矩接近相等2、截面重心尽量接近腹板中心线,减少横向预应力偏心三、荷载内力计算(一)恒载(梁)1、梁体自重g12、道砟及线路设备重g2(二)活载1、活载采用值:2、冲击系数μ:(三)弯矩及剪力计算计算过程及结果列入下表最大弯矩表注:(1)弯矩影响线图(2)加载长度即为计算跨度注:(1)剪力影响线图四、钢束布置(一)确定钢束根数,根据跨中荷载弯矩计算所需预应力束面积,并拟定预应力束数及布置。
(二)钢束在跨中截面的布置(附图)(三)钢束在梁端截面的布置(附图)(四)钢束沿梁长布置(附图)1、布置原则:(查相应规范:半径、弯起角,间距等)2、布置计算:(1)钢束长度计算(2)钢束计算位置,计算截面处预应力束的位置五、跨中截面强度计算:六、截面几何特性计算:计算截面处的净截面特性及换算截面特性等。
七、预应力损失与有效预应力计算(一)预加应力是钢束控制应力σk(二)预应力损失计算1、锚头变形计钢丝回缩引起的预应力损失σs32、钢丝束与管道间摩擦引起的预应力损失σs43、混凝土弹性压缩引起的预应力损失σs54、钢筋松弛引起的应力损失σs25、混凝土收缩和徐变引起的应力损失σs16、传力锚固时预应力束的有效预应力值σy,(三)有效预应力计算1、传力锚固时2、张拉后二天3、全部损失完后八、跨中截面抗裂性计算九、预加应力阶段的计算(一)按《桥规》检算传力锚固时预应力钢束应力(二)按《桥规》检算存梁阶段1、存梁阶段预应力在截面上下边缘产生的混凝土应力2、梁自重在上下边缘产生的混凝土应力3、由预应力及自重产生的混凝土应力十、运营阶段计算(一)按《桥规》检算运营荷载作用下混凝土应力1、由自重、道砟及活载在跨中截面产生的混凝土应力2、有效预应力在跨中截面上产生的混凝土应力3、由自重、道砟、活载及有效预应力共同产生的混凝土应力(二)按《桥规》检算最外排钢束应力十一、剪应力计算十二、主应力计算(一)计算内容1、计算运营荷载作用下混凝土主拉应力2、斜截面抗裂性检算(二)检算部位1、计算公式2、具体计算(1)荷载内力计算a、恒载弯矩和剪力b、最大活载弯矩和相应剪力(跨中截面相应的活载剪力和变截面相应和活载剪力)c、截面内力汇总(跨中截面和变截面)(2)预加应力产生的内力计算(3)剪应力计算(4)正应力计算(5)抗裂荷载作用下混凝土最大主应力计算十三、箍筋计算十四、运输及安装阶段的计算(略)(一)运输阶段的计算(二)安装阶段的计算十五、锚下混凝土的抗裂性和局部承压强度的计算(略)(一)锚下混凝土抗裂性计算(二)局部承压强度计算。
预应力混凝土连续梁设计计算书第1章绪论1.1预应力混凝土连续梁桥概述预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。
本章简介其发展:由于普通钢筋混凝土结构存在不少缺点:如过早地出现裂缝,使其不能有效地采用高强度材料,结构自重必然大,从而使其跨越能力差,并且使得材料利用率低。
为了解决这些问题,预应力混凝土结构应运而生,所谓预应力混凝土结构,就是在结构承担荷载之前,预先对混凝土施加压力。
这样就可以抵消外荷载作用下混凝土产生的拉应力。
自从预应力结构产生之后,很多普通钢筋混凝土结构被预应力结构所代替。
预应力混凝土桥梁是在二战前后发展起来的,当时西欧很多国家在战后缺钢的情况下,为节省钢材,各国开始竞相采用预应力结构代替部分的钢结构以尽快修复战争带来的创伤。
50年代,预应力混凝土桥梁跨径开始突破了100米,到80年代则达到440米。
虽然跨径太大时并不总是用预应力结构比其它结构好,但是,在实际工程中,跨径小于400米时,预应力混凝土桥梁常常为优胜方案。
我国的预应力混凝土结构起步晚,但近年来得到了飞速发展。
现在,我国已经有了简支梁、带铰或带挂梁的T构、连续梁、桁架拱、桁架梁和斜拉桥等预应力混凝土结构体系。
虽然预应力混凝土桥梁的发展还不到80年。
但是,在桥梁结构中,随着预应力理论的不断成熟和实践的不断发展,预应力混凝土桥梁结构的运用必将越来越广泛。
连续梁和悬臂梁作比较:在恒载作用下,连续梁在支点处有负弯矩,由于负弯矩的卸载作用,跨中正弯矩显著减小,其弯矩与同跨悬臂梁相差不大;但是,在活载作用下,因主梁连续产生支点负弯矩对跨中正弯矩仍有卸载作用,其弯矩分布优于悬臂梁。
虽然连续梁有很多优点,但是刚开始它并不是预应力结构体系中的佼佼者,因为限于当时施工主要采用满堂支架法,采用连续梁费工费时。
到后来,由于悬臂施工方法的应用,连续梁在预应力混凝土结构中有了飞速的发展。
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。
目录一、预应力钢筋砼上部结构纵向计算书 (1)(一)工程概况: (1)(二)设计荷载 (2)(三)主要计算参数 (2)(四)计算模型 (3)(五)主要计算结果 (4)1、施工阶段简明内力分布图和位移图 (4)2、支承反力 (5)3、承载能力极限状态内力图 (6)4、正常使用极限状态应力图 (7)(六)主要控制截面验算 (8)1、截面受弯承载能力计算 (8)2、斜截面抗剪承载能力计算 (16)3、活载位移计算 (17)(七)结论 (17)30+45+30米连续梁计算书一、预应力钢筋砼上部结构纵向计算书(一)工程概况:本计算书是针对标段中的30+45+30米的预应力混凝土连续梁桥进行。
桥宽为9.5m,采用单箱单室,单侧翼板长2.5米;梁高为1.6~2.3米,梁底按二次抛物线型变化。
箱梁腹板采用斜腹板,腹板的厚度随着剪力的增大而从跨中向支点逐渐加大,箱梁边腹板厚度为50~70cm。
箱梁顶板厚22cm。
为了满足支座布置及承受支点反力的需要,底板的厚度随着负弯矩的增大而逐渐从跨中向支点逐渐加大,厚度为22~35cm。
其中跨跨中断面形式见图1.1,支承横梁边的截面形式见图1.2。
结构支承形式见图1.3。
主梁设纵向预应力。
钢束采用Ø15.24低松弛预应力钢绞线,j标准强度为1860MPa,弹性模量为1.9X105 MPa,公称面积为140mm2。
预应力钢束采用真空吸浆工艺,管道采用与其配套的镀锌金属波纹管。
纵向钢束采用大吨位锚。
钢束为19Øs15.24的钢绞线,均为两端张拉,张拉控制应力为1339MPa。
图1.1 中跨跨中截面形式图1.2 横梁边截面形式图1.3 结构支承示意图(二)设计荷载结构重要性系数:1.0设计荷载:桥宽9.5米,车道数为2,城-A汽车荷载。
人群荷载:没有人行道,所以未考虑人群荷载。
设计风载:按平均风压1000pa计,地震荷载:按基本地震烈度7度设防,温度变化:结构按整体温升200C,整体温降200C计,桥面板升温140C,降温70C。
1工程概况及桥型方案比选1.1 工程概况1.1.1 基本条件本工程位于隆回县横板桥镇,设计桥梁的河床断面标高如表1.1所示。
表1.1 隆回县东南桥河床断面标高(m)1.1.2 地质条件地面以下2.0m为砂卵石层,承载力基本容许值为300KPa,卵石层以下6m为中风化碳质灰岩,承载力基本容许值为2000KPa。
设计洪水高程为198.50m,常水位高程为196.28m。
地震烈度为6度区,地震动峰值加速度为0.05g。
图1.1 某农村渡改桥河床断面标高图(单位:m)1.2 编制方案和拟定桥型图示1.2.1 预应力混凝土简支T型梁桥简支梁桥是梁桥中应用最早、使用最广泛的一种桥型。
它的结构简单,最易设计成各种标准跨径胡装配式结构;施工工序少,架设方便;造价比较低,施工周期相对其它桥梁要短;结构美观,安全性好;在多孔简支梁桥中,由于各跨构造和尺寸划一,可简化施工管理工作,降低施工费用;因相邻桥孔各自单独受力,桥墩上需要设置相邻简支梁的两个基本点支座;简支梁桥的构造较易处理而常被选用。
简支梁桥的静定结构,结构内力不受地基变形等的影响,因而能在地基较差的桥位上建桥。
简支梁的设计主要受跨中正弯距的控制。
在钢筋混凝土简支梁桥中,经济合理的常用跨径在20m以下。
我国预应力混凝土简支梁桥的常用跨径载40m以下。
图1.2 预应力混凝土简支T型梁桥1.2.2 预应力空心板桥板桥的承重结构是矩形截面的钢筋混凝土或预应力混凝土板,其主要特点是构造简单,施工方便,而且建筑高度较小。
对于高等级公路和城市立交工程,板桥又以机易满足斜、弯、坡及S形、喇叭形等特殊要求的特点而受到重视。
从力学性能上分析,位于受拉区域的混凝土材料不但不能发挥作用,反而增大了结构的自重,当跨度稍大时就显得笨重而不经济。
板桥大多为小跨径。
从桥梁空心板桥的发展来看,空心板桥所用水泥相对较少,所用钢材比T梁要大,16m至20m 都用先张法预应力空心板桥,其高跨比在1/18左右,板宽一般是1m。
预应力混凝土连续箱梁桥设计计算本设计采用预应力混凝土连续钢构桥,跨径布置为90m+160m+90m,双向四车道;主梁为变截面单箱单室箱型梁,墩顶处梁高9m,跨中梁高3.5m,梁底曲线选用半径为58818.1cm的圆曲线变化;采用挂篮悬臂浇筑施工。
本文主要阐述了该桥的上部结构的设计和使用midas的建模过程。
首先对主桥进行总体结构设计,拟定上部结构尺寸,然后使用midas软件建模,对连续梁桥进行有限元分析,进行施工过程模拟,最后进行成桥后的活载下分析以及按照规范进行荷载组合计算。
关键词:预应力混凝土变截面连续刚构桥,MIDAS软件,挂篮悬臂浇筑施工,施工过程分析第一章桥梁概况1.1桥梁构造大桥为90m+160m+90m的三跨预应力混凝土变截面连续刚构桥,主桥全长340m,另有两跨35m的引桥,全长410m。
桥墩采用双薄壁墩,墩高55.8m,单薄壁厚3.3m,双壁中距9.7m。
基础均为桩基础。
桥台为重力式桥台。
总体布置如图1-1所示。
图1.1 桥位布置图大桥主梁采用单箱单室截面,其他各项尺寸如下:1.1.1主跨径的拟定主跨径定为160,边跨采用0.562倍的中跨径,即90 。
桥梁全长为90+160+90=340m 。
1.1.2 顺桥向梁的尺寸拟定1) 墩顶处梁高:根据规范,梁高为(1/12~1/21)L,取L/17.6,即9 m。
2) 跨中梁高:根据对比国内已建成的相似桥梁取为3.5m.3) 梁底曲线:选用半径为58818.1cm的圆曲线变化。
1.1.3 横桥向的尺寸拟定行车道为净-10.5m,另外两边各有宽0.5m的护栏。
即净-0.5m+10.5m+2m+10.5m+0.5m主梁截面细部尺寸的拟定,如图1.2所示。
图1.2 主梁截面尺寸图顶板厚取28cm。
根据底板厚度按“中薄边厚”的原则取跨中处底板厚30cm,以便布置预应力束,支点处底板厚为1/8~l/12倍的梁高,取H/8即130cm,中间底板板厚依直线过渡变化;腹板厚度由于要布置预应力钢束锚头,从受力方面来讲,支点附近承受剪力较大,腹板宜加厚;各孔跨中区段承受剪力较小,腹板可适当减薄。
「预应力混凝土简支T形梁桥设计及计算方法」预应力混凝土简支T形梁桥是一种常见的桥梁结构,其设计和计算方法有一定的特点和步骤。
本文将介绍预应力混凝土简支T形梁桥的设计和计算方法,并分为以下几个部分进行阐述。
第一部分:概述和基本要求为了设计和计算预应力混凝土简支T形梁桥,需要首先了解其结构特点和基本要求。
预应力混凝土简支T形梁桥由上部结构和下部结构组成,上部结构主要包括梁板、横隔框架和纵向受力构件,下部结构主要包括桥墩和墩台。
设计和计算的基本要求包括:满足强度和刚度要求、满足使用寿命要求、满足振动和稳定要求、满足施工和使用的可靠性要求等。
第二部分:荷载计算荷载计算是预应力混凝土简支T形梁桥设计的重要步骤。
荷载计算分为常规荷载和特殊荷载两个方面。
常规荷载包括自重、车辆荷载、行人荷载等,特殊荷载包括地震荷载、风荷载等。
荷载计算一般采用规范提供的计算方法,例如《公路钢筋混凝土桥梁设计规范》、《公路桥梁抗震设计规范》等。
第三部分:结构设计与计算结构设计和计算是预应力混凝土简支T形梁桥设计的关键步骤。
结构设计包括梁板布置设计、纵向受力构件选取和锚固设计等。
计算分为截面计算和整体计算两个方面。
截面计算包括混凝土应力、钢筋应力、效应图绘制等;整体计算包括梁板弯矩、剪力、扭矩等的计算。
计算时,应考虑预应力混凝土的材料特性、设计荷载和施工工艺等因素。
第四部分:预应力设计和计算预应力设计是预应力混凝土简支T形梁桥设计的核心内容。
预应力设计包括初始预应力计算、张拉力和锚固力的确定等。
初始预应力计算时应根据桥梁的使用寿命、施工工艺和应力平衡原理等进行计算。
确定张拉力和锚固力时应考虑预应力损失、锚具的可靠性和施工的可行性等因素。
第五部分:施工工艺和技术要求预应力混凝土简支T形梁桥的施工工艺和技术要求对其设计和计算的可行性和实用性有重要影响。
施工工艺包括模板、浇筑和养护等,技术要求包括预应力张拉施工和锚固施工等。
在施工过程中,应严格按照设计要求和规范规定进行操作,并进行质量检测和监测。
第 1 页 共9 页 18m跨预应力混凝土框架梁设计计算 某车间尺寸36m×18m,共2层。采用后张有粘结预应力混凝土现浇框架主梁和单向板肋梁结构体系。框架采用横向布置,柱例尺寸18m×6m,底层和顶层层高分别为7m和6m。预应力混凝土框架楼面和屋面梁截面尺寸均为400mm×1200mm(T型截面,翼缘厚度100mm),次梁尺寸为150mm×400mm,柱截面尺寸为500m×800mm。楼面和屋面板厚度100mm。如图12-4所示。
荷载标准值:屋面活荷载q2k =1.5kN/m2。梁板混凝土强度等级均为C40,柱子混凝土强度等级为C30。框架按7度抗震设防。楼面梁、屋面梁按二级抗裂等级设计。 二层框架:
屋面活荷载1.52/mkN,梁板混凝土等级均为C40,柱子混凝土等级C30。框架按7度抗震设防,屋面梁二级抗裂等级。 1.框架的几何特性及外荷载作用下的内力计算 (1)结构构件截面 ①屋面梁格的布置 主梁跨度18m,次梁跨度6m,主梁跨内布置5根次梁,次梁间距3m。 ②截面尺寸 预应力混凝土框架屋面梁截面尺寸:mmh1200,mmb400 第 2 页 共9 页
次梁截面尺寸:mmh400,mmb150 柱截面尺寸:mmh800,mmb500,屋面板厚度:mmh100 (2)梁柱截面几何特性:
截面形状 截面几何尺寸 值 屋面梁 面积)(2mmA 59000
形心位置)(0mmy 702.5 惯性矩)(4mmI 10
8.476210
柱 面积)(2mmA 400000
惯性矩)(4mmI 10
1013.2
(3)荷载标准值的计算 ①.恒荷载标准值的计算 a.屋面框架梁线荷载标准值:
20mm厚1:2水泥砂浆找平 23/4.0/2002.0mkNmkNm 100~140厚(2%找坡)膨胀珍珠岩 23/84.0/7214.01.0mkNmkNm 100厚现浇钢筋混凝土楼板 23/5.2/251.0mkNmkNm 15厚石灰抹底 23/24.0/16015.0mkNmkNm 屋面均布恒荷载标准值 3.982/mkN b.楼面框架梁线荷载标准值:
25mm厚水泥砂浆面层 23/5.0/2025.0mkNmkNm 100厚现浇钢筋混凝土楼板 23/5.2/251.0mkNmkNm 20厚石灰抹底 23/32.0/1602.0mkNmkNm 屋面均布恒荷载标准值 3.322/mkN 第 3 页 共9 页
(4)内力组合 第 4 页 共9 页
截面 内力 恒载 活载 地震 恒+活 1.2×恒+1.4×活 1.2×(恒+活)+1.3×地 左支座 M 722.6 215.6 115.7 938.2 1169 1276.3 跨中 M 849.8 213.7 0 1063.5 1318.9 1276.2 2.预应力筋的估算 梁中预应力筋的估算 该工程跨中与支座截面弯矩相差较小,故采用如图所示的预应力筋布置办法:
梁端和跨中预应力筋的保护层厚度均取80mm,所以屋面梁预应力筋的矢高为:支座mme5.4171,跨中mme5.6222。 由几何关系有:mmea3122,mmaeb728, mmee104021 采用2.15s低松弛预应力钢绞线:,/18602mmNfptk ,/13202mmNfpy 25/1095.1mmNEp,21139mmAp。张拉控制力取:
2/130218607.07.0mmNfptkcon
。
屋面梁预应力筋的估算 因为作用在屋面梁上的活载相对较小,故根据荷载效应准永久组合下满足混凝土拉应力的限制要求,估算屋面梁的预应力筋。设活荷载的准永久系数为0.7,为考虑次弯矩的影响,将弯矩设计值在支座处取系数0.9,在跨中取系数1.2加以调整。即要求满足下式:0pccq。 截面所需预应力筋的面积为: 支座截面: 第 5 页 共9 页
610
102
(722.60.7215.6)100.9497.58.476210.1417.5497.51()0.80.71860()590008.4762101067cqpppeMWAeAWmm
跨中截面: 610
102
(849.80.7213.7)101.2702.58.476210.1622.5702.51()0.80.71860()590008.4762101392cqpppeMWAeAWmm
屋面梁取11根pA=15292mm
3.预应力损失的计算 屋面梁: 由孔道摩擦引起的预应力损失2l(采用一段张拉),采用预埋波纹管,
(1) 25.0,0015.0uk。计算结果见下表: (2) 线段 )(mx
ukx
)(ukxe
2l
AB 3.0 0.231 0.0623 0.9396 78.6 BC 6.3 0.231 0.0672 0.9350 158.1
'CB
6.3 0.231 0.0672 0.9350 232.5
''AB 3.0 0.231 0.0623 0.9396 291.1
(2)锚具内缩损失1l 采用夹片锚具,其回缩值为5mm
mmmNel//9.287.2)1(13022231.025.07.20015.01
mmmNel//4.133.6)1(13022231.025.03.60015.02 mmllllllElpf4.9546.7)(10002212222112 所以端部1l=22/9.277)3546.7(4.1327.29.29mmN 第 6 页 共9 页
跨中1l==0 第一批预应力损失1l: 支座处:1l=2/5.2872)1.2979.277(mmN 跨中 :1l=158.12/mkN (3)钢筋应力松弛损失4l笔下文学-笔趣阁-www.ikdzs.com 24/6.321302)5.07.0(125.0)5.0(125.0mmNfconptkconl
(4)混凝土收缩徐变引起的预应力损失5l(考虑自重的影响,近似取恒载全部)
WMeNANGppppc
支座处:NNp15511711529)05.2871302( 62
10
1551171(1551171417.5194.710)417.54.86/5900008.476210pcNmm
跨中: NNp17490231529)1.1581302(
210
6/376.10104762.85.622)106.795.6221749023(5900001749023mmNpc
假设非预应力筋的面积(HRB335级钢筋) 取预应力度75.0,跨中及支座处的非预应力筋均取:
2224375.0300)75.01(13201529)1(mmffAAypyps
取525,0068.059000015292454,24542mmAs 则收缩徐变损失为:
支座处:2'5/8.750068.0151358.0860.42803515128035mmNfcupcl 跨中: 25/9.1250068.0151358.0376.1028035mmNl 第 7 页 共9 页
(5)总预应力损失l及有效预加力pN 支座处:2/9.3958.756.325.287mmN 3(1302395.9)1529101385pNkN
跨中 : 2/6.3169.1256.321.158mmN kNNp7.1506101529)6.3161302(3 故平均:2/75.945mmNpe kNNp85.1445 屋面梁跨中支座处的非预应力筋均取525,22454sAmm 4.预应力引起的次弯矩的计算 屋面约束次弯矩
mkNeeNpmse45.2485.4171040)15.01(3285.1445)1(3
2
1
采用弯矩分配法,可算得,楼面次弯矩mkNM2.1442 屋面梁次弯矩 mkNM3.1802,结构对称,梁中次弯矩为常数,次剪力为零。 5.正截面承载力计算 屋面梁 (1)支座处: 预应力筋 :22/1320,1529mmNfmmApyp
非预应力筋:22/300,2454mmNfmmAyp 混凝土 :mmhmmbmmNfc1200,400,/1.192 mmhmmhmmhosp1140,1165,1120 支座处因翼缘部分处为受拉区,故按矩形截面设计 20/76.107086.425.35.196.1041mmNpcEpep