预应力混凝土简支t形梁设计计算书。
一、内力计算结果。
1)恒载内力。
预制主梁(包括横隔梁)的自重 g1p=15.3+1.35=16.66kn/m
现浇混凝土板自重g1m=2.25kn/m
二期恒载g2=6.27+0.24=6.51kn/m
计算结果见下表。
恒载内力计算结果。
2)活载内力。
车辆荷载原要求按城-a级车道荷载计算,实际计算根据《公路桥涵设计通用规范(jtg d60-2004)》取公路-i级荷载,其中车道荷载qk=10.5kn/m,插值得pk=277kn,剪力增长系数1.2,冲击系数1+μ=1.
1188;人群荷载按3.5kn/m计算,双车道不折减ζ=1。活载内力以1号边梁为准,跨中截面按偏心压力法计算横向分布系数,支点截面按杠杆法计算横向分布系数。
现计算简略过程如下:
1 支座处横向分布系数;
2 跨中和其他截面的横向分布系数;
计算结果如下表所示。
活载内力计算结果。
3)内力组合。
二、预应力钢筋及普通钢筋数量的确定及布置。
1)预应力筋钢筋数量的确定及布置。
为满足抗裂要求,所需的有效预加力为。
ms为短期效应弯矩组合设计值,查得ms=4653.87kn;a、w为估算钢筋数量时近似采用毛截面积几何性质,按给定的截面尺寸计算:
为预应力钢筋重心至毛截面重心的距离,,假设。
解得。拟采用钢绞线,单根钢绞线的公称截面面积ap1=139mm2,抗拉强度标准值fpk=1860mpa,张拉控制应力,预应力损失按张拉控制应力的20%估算。
所需预应力钢绞线的面积为:
ap=4067.52mm2
采用3束和1束预应力钢筋,预应力钢筋布置方案如下图所示,供给的预应力筋截面积为:
ap=3x7x139+8x139=4031mm2
采用中桥预应力设备****yjm15yp-7/8型锚具,金属波纹管成孔,预留管道直径为75mm。预应力筋束的布置如下图所示。
预应力筋束的曲线要素和有关计算参数列于下表:
预应力筋束曲线要素表。
各计算截面预应力筋束的位置和倾角。
2)普通筋钢筋数量的确定及布置。
设预应力筋和普通钢筋的合力点到截面底边的距离为,则。
带入公式,解得x=179.66mm>,为第二类t型截面,则。
取10根直径为25的hrb400钢筋,提供截面面积为4908mm2,钢筋布置如图所示。梁底布置成一排,钢筋间距为30mm,钢筋重心到截面底边距离45mm。
二、截面几何性质计算。
三、承载能力极限状态计算。
1)正截面承载力计算。
跨中截面尺寸及配筋情况见图 。其中预应力束合力点到截面底边距离ap=140mm,预应力束和普通钢筋的合力点到截面底边距离:
上翼缘平均厚度有效宽度为:
因为。所以属于第二类t型截面,现验算截面承载力如下。
由的条件,计算混凝土受压区高度为:
计算结果表明,跨中截面的抗弯承载力满足要求。
2)斜截面承载力计算。
选距支点h/2和变截面处进行斜截面承载力计算。其中截面尺寸如图,预应力钢筋束的位置要素信息如表。箍筋采用hrb335钢筋,钢筋直径8mm,双肢箍,间距sv=200mm支点1300mm范围内箍筋间距sv=100mm。
a) 距支点h/2斜截面抗剪承载力计算。
距离支点h/2=650mm处,取预应力提高系数a2=1.25,b=599.01mm,纵向钢筋合力点h0=1160mm将上述数据带入公式,截面抗剪上下限复核:
即截面尺寸满足要求,下面计算抗剪钢筋。
h/2处截面满足抗剪承载力要求。
b)变截面处斜截面抗剪承载力计算。
综上,截面抗剪承载力是足够的。
四、预应力损失计算。
1)摩阻损失。
计算结果如下表所示:
摩擦损失计算表。
2)锚具变形损失。
相应计算结果如下表所示:
反摩擦影响长度计算表。
锚具变形损失计算表。
3)分批张拉损失。
其中,张拉顺序为4→3→2→1,有效张拉力考虑了摩擦损失和变形损失。
分批张拉损失计算表。
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