《南京工业大学交通学院混凝土结构设计课程设计(部分预应力A类)[33页]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《南京工业大学交通学院混凝土结构设计课程设计(部分预应力A类)[33页]（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、南京工业大学交通学院结构设计原理课程设计-部分预应力混凝土A类梁设计预应力混凝土简支梁设计 交通1202 神之 设计资料按部分预应力A类构件设计1.桥梁跨径与桥宽 标准跨径：40m（墩中心距离） 主梁全长：39.96m 计算跨径：39.0m 桥面净空：净14+21.75m=17.5m。2.设计荷载公路I 级车辆荷载，人群荷载3.0kN/m，结构重要性指数0=1.1。3.材料性能参数(1)混凝土 强度等级为C50，主要强度指标为： 强度标准值 fck=32.4MPa， ftk=2.65MPa 强度设计值 fcd=22.4MPa， ftd=1.83MPa 弹性模量 Ec=3.45104MPa(2)
2、预应力钢筋采用l7标准型-15.2-1860-II-GB/T5224-1995钢绞线，其强度指标为： 抗拉强度标准值 fpk=1860MPa 抗拉强度设计值 fpd=1260MPa， fpd=390MPa 弹性模量 Ep=1.95105MPa 相对界限受压区高度 xb=0.4，pu=0.2563(3)预应力锚具采用 OVM 锚具相关尺寸参见附图(4)普通钢筋 纵向抗拉普通钢筋采用 HRB400 钢筋，其强度指标为 抗拉强度标准值 fsk=400MPa 抗拉强度设计值 fsd=330MPa 弹性模量 Es=2.0105MPa 相对界限受压区高度 b=0.53， pu=0.1985 箍筋及构造钢筋
3、采用HRB335 钢筋，其强度指标为 抗拉强度标准值 fsk=335MPa 抗拉强度设计值 fsd=280MPa 弹性模量 Es=2.0105MPa4.主要结构构造尺寸主梁高度 h=2300mm，主梁间距 S=2500mm，其中主梁上翼缘预制部分宽为1600mm，现浇段宽为 900mm，全桥由 7 片梁组成，设 7 道横隔梁。桥梁结构尺寸参见任务书附图。5.内力计算结果摘录 预制主梁（包括横隔梁）的自重 g1p=24.46kN/m 主梁现浇部分的自重 g1m=4.14kN/m 二期恒载(包括桥面铺装、人行道及栏杆) g2p=8.16kN/m恒载内力计算结果 表1截面 位置距支点截面的 距离 x
4、(mm)预制梁自重现浇段自重二期恒载弯矩剪力弯矩剪力弯矩剪力MG1PK(kNm)VG1PK (kN)MG1mK(kNm)VG1mK(kN)MG2K(kNm)VG2K(kN)支点00476.97080.730159.12变截面2000905.02428.05153.1872.45301.92142.80L/497503487.84238.49590.3440.371163.5779.56跨中195004650.460787.1201551.420活载内力计算结果 表2截面 位置距支点截面的 距离 x(mm)车道荷载人群荷载最大弯矩最大剪力最大弯矩最大剪力M(kNm)对应剪力V(kN)对应弯矩M(
5、kNm)对应剪力V(kN)对应弯矩支点00251.93251.930032.6932.690变截面2000472.44235.79215.711335.6559.8632.5637.13135.65L/497501762.50173.23175.321675.25230.6732.4617.71183.68跨中195002427.6621.6890.431724.75307.5714.267.89155.26内力组合基本组合（用于承载能力极限状态计算）Md=1.2MG1Pk+MG1mk+MG2k+1.4MQ1k+1.12MQ2kVd=1.2VG1Pk+VG1mk+VG2k+1.4VQ1k+1.
6、12VQ2k短期组合（用于正常使用极限状态计算）MS=MG1Pk+MG1mk+MG2k+0.7MQ1K1+MQ2k长期组合（用于正常使用极限状态计算）ML=MG1Pk+MG1mk+MG2k+0.4(MQ1k1+MQ2k)各种情况下的组合结果见表3荷载内力计算结果 表3截面位置项目基本组合Sd短期组合Ss长期组合SlMdVdMsVsMlVl(kNm)(kN)(kNm)(kN)(kNm)(kN)支点最大弯矩0.00 1249.50 0.00 907.14 0.00 819.97 最大剪力0.00 1203.76 0.00 907.14 0.00 819.97 变截面最大弯矩2360.60 1138
7、.53 1715.57 823.39 1552.97 740.63 最大剪力3653.98 1115.54 2331.45 815.39 1891.91 735.27 L/4最大弯矩9015.95 708.98 6575.16 499.26 5964.16 433.34 最大剪力8841.17 695.42 6473.58 485.85 5914.17 428.20 跨中最大弯矩12130.00 46.32 8815.48 27.82 7979.98 13.46 最大剪力10975.34 135.44 8223.38 64.47 7667.75 35.49 部分预应力混凝土A类梁设计（一）预应
8、力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。为满足抗裂要求，所需的有效预加应力为：NpeMSW-0.7ftk1A+epWMs为短期效应弯矩组合设计值，由表3查得Ms=8815.48kNm；估算钢筋数量时，可近似采用毛截面几何性质。按下图给定的截面尺寸计算: Ac=0.96875106mm2 , ycx =1467.12mm , ycs=832.88mm , Ic= 0.6628331012mm4 , Wx =0.451793109mm3 。图1ep为预应力钢筋重心至毛截面重心的距离，ep = ycx - ap ，假设ap = 150mm ，则ep=1467.12
9、-150=1317.12mm。由此得：拟采用钢绞线，单根钢绞线的公称截面面积Apl=139mm2抗拉强度标准值，张拉控制应力取，预应力控制张拉损失张拉控制应力的估算。所需预应力钢绞线根数：取30根。采用5束预应力钢筋束，型锚具，供给的预应力筋截面面积，采用金属波纹管孔，预留管道外径为。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75mm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。对于锚固
10、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。按照上述锚头布置的“均匀”“分散”原则，锚固端截面所布置的钢束如图2所示。预应力钢筋束的布置见图2：图2预应力筋束布置（单位：mm）预应力筋束曲线要素表表4钢束编号起弯点距跨中（mm）平曲线水平长度（mm）曲线方程1019830y=280+4.37404*10(-6)*x22600013800y=200+6.27389*10(-6)*x23900010800y=120+5.96817*10(-6)*x24、5100009800y=120+1.034
11、89*10(-6)*x2注：表中所示曲线方程以截面底边线为x坐标，以过起弯点垂线为y坐标。各计算截面预应力筋束的位置与倾角表5计算截面截面距离跨中（mm）锚固截面支点截面变截面点L/4截面 跨中截面 19830.00 19500.00 17500.00 9750.00 0.00 钢束到梁底的距离(mm)1号束2000.00 1943.23 1619.55 695.81 280.00 2号束1400.00 1343.42 1029.72 288.23 200.00 3号束820.00 777.99 551.20 123.36 120.00 4、5号束220.00 213.40 178.21 12
12、0.06 120.00 合力点932.00 898.29 711.38 269.50 168.00 钢束与水平线夹角（度）1号束9.8414 9.6808 8.7039 4.8752 0.0000 2号束9.8448 9.6144 8.2111 2.6940 0.0000 3号束7.3658 7.1437 5.7933 0.5129 0.0000 4、5号束1.1656 1.1265 0.8894 0.0000 0.0000 平均值5.8766 5.7383 4.8974 1.4437 0.0000 累计角度（度）1号束0.00 0.16 1.14 4.97 9.84 2号束0.00 0.23 1.63 7.15 9.84 3号束0.00 0.22 1.57 6.85 7.37 4、5号束0.00 0.04 0.28 1.17 1.17 注：钢束到梁底距离由曲线方程得出，钢束与水平面夹角由曲线方程求导取反正切函数得出，累积角度由锚固截面位置与所求截面角
