截面下边缘应力:
Ny?Ny??eyIMg1Mg2?Mp公式为 ?hx? ???AjWjxWjxWx将数据代入公式得:
?hx2027.7?1032027.7?103?941955.9?1061466.1?106????
2884848?101.481?101.481?101.768?108?4.18?12.88?6.45?8.29?2.32MPa?0
(2)荷载组合Ⅲ
Mg2?Mp?1916.1KN.m,将数据代入公式得:
2027.7?1032027.7?103?941955.9?1061916.1?106?hs????
28884848?102.667?102.667?102.812?10
?4.18?7.15?3.58?6.81?7.42MPa
2027.7?1032027.7?103?941955.9?1061916.1?106???? 4848?1021.481?1081.481?1081.768?108?hx
?4.18?12.88?6.45?10.84??0.23MPa??2.34MPa
(属于部分预应力混凝土A类构件,验算通过)
2.使用荷载作用下钢束的应力验算
以荷载组合Ⅲ控制计算,以跨中截面为例公式为:
?ymaxMg2?Mp??y??ny?Woy
1916.1?106?717.5?6.06??775.38MPMPaa??y?112082.006?10验算通过。
十、使用阶段的主应力验算
本例取剪力与弯矩都较大的变化点截面上梗胁处应力验算为例,说明计算方法。
1.剪应力计算
??Qy??y??Ay?sin??805.9?6?471?0.1094?249.2KN
(1)荷载组合Ⅰ时
Qg1?sa?jQg2?QpQy?sa?j ?a???sa?o?b?Ijb?I0b?Ij139.2?103?1.27?108?65.4?160.6??103???1.32?1089160?185.052160?194.888?10?
249.2?10?1.27?10160?185.052?10938
?0.6?0.95?1.07?0.48MPa
(2)荷载组合Ⅲ时
?65.4?247.1??1038?1.07 ?a?0.6??1.32?109160?194.888?10
?0.6?1.32?1.07?0.85MPa
2.正应力计算
Ny???y??Ay?cos??805.9?6?471?0.99404?2263.9KN
(1)荷载组合Ⅰ时
Ny?Ny??eyj?yjaMg1?yjaMg2?Mp?a????y0a
AjIjIjI02263.9?1032263.9?103?495??666?180???25388?10185.052?109210.8?106??666?180??90?240.5??106????689?180?185.052?109194.888?109??
?4.2?2.94?0.55?0.86?2.67MPa
(2)荷载组合Ⅲ时
?90?325??106?689?180? ?a?4.2?2.94?0.55?9194.888?10
?4.2?2.94?0.55?1.08?2.89MPa
3.主应力计算
?zL??za???hx??hy2??hx??hy??a??a?2?2 ???a???????a????22?2???222(1)荷载组合Ⅰ时
2.67?2.67??zL??za??????0.482?1.335?1.41??0.075?2.75?MPa
2?2?(2)荷载组合Ⅲ时
2.89?2.89??3.12?MPa ?zL??za??????0.852?1.445?1.676??0.2312?2?同理可求得净轴xj2?xj处、换轴xo?xo处、下梗胁b?b处的主应力如表—14。
据《公路桥规》规定,在使用荷载下混凝土主应力应符合下列规定: 荷载组合Ⅰ 荷载组合Ⅲ
b?2.08MP,?b?zL?0.8RL.8MPaza?0.6Ra?16a b?2.34MP,?b?zL?0.9RL.2MPaza?0.65Ra?18a
可见,表中所有计算所得的混凝土主应力均符合上述要求。
变化点截面主应力计算表—14
主 应 力(MPa) 荷载组合Ⅰ 计算纤维 荷载组合Ⅲ ?zL a?a xj?xj -0.075 ?za 2.75 ?zL -0.234 ?za 3.12 -0.075 4.39 -0.219 4.54 b?b -0.045 5.78 -0.140 5.71 xo?xo -0.074 4.47 -0.216 4.61
十一、截面强度验算
一般取弯矩最大的跨中截面进行验算 (一)正截面强度计算 1.求受压区高度x
略去构造钢筋的影响,由?x?0可求得所需混凝土受压区面积Aha为
Ry?Ay1280?6?471Aha???1573cm2
Ra231573cm2?158?8?1264cm2?1264??158?16??10?16?10?2844cm2
说明x轴位于翼缘变化段内,见图--6所示。 设翼缘板受压区高度
x?8cm?a,受压区与梗胁交割长度每侧为?,则
a?158?16???7.1a,?jy?0.4,h0?h?12?165?12?153cm
102158??158?2?7.1a??a,解得a?2.17cm 由Aha?1573?158?8?2??x?8cm?a?10.17cm??jyh0?0.4?153?61.2cm
2.求Aha的重心至受压区顶边的距离
c?sha/Aha
sha?158?8?4??158?2?7.1??2.17??8?2.17/2??7.1?2.172??8?2.17/3??7855.05cm2c?7855.05/1573?5cm
3.正截面强度验算 以荷载组合Ⅲ控制,Mj?3296.2KN.m
Mu??1?cRaAha?h0?c?
1?23?1573??153?5??103?4283.6KN.m?Mj1.25验算通过
(二)斜截面强度验算 1.斜截面抗剪强度验算
以变化点截面为例,变化点截面以荷载组合Ⅲ作控制,Qj① 复核截面尺寸
?517.3KN。
b?16cm,h0?h?a?165?48.9?116.1cm
Qhk?0.05140?16?116.1?599.2KN?Qj?517.3KN
截面尺寸符合要求。 ②强度验算
Qhk?0.008?2?p?Rbh0?0.12?kRgkbh0
mM718.5?106m???1.2?1.7 取m?1.7
3Qh0517.3?10?1161p?100??100?Ay?Ayw6?4.71?100??1.52
bh016?116.1(Ay为未弯起的预应力筋,Ayw为弯起的预应力筋) 选箍筋直径为?8、双肢、间距sk?20cm,Ak??2???0.82?/4?1.01cm2
??k?Ak1.01??0.00314,Rgk?240MPa bsk16?20把上述数据代入公式得:
Qhk?0.008?2?1.52?40?16?116.1?0.12?0.00314?240?16?116.1
1.7?194.6?168?362.6KN
弯起角采用全部弯起钢筋的平均值,sin??0.10904
Qw?0.068Ryw?Aywsin??0.068?1280?6?4.71?0.10904?268.2KN Qhk?Qw?362.6?268.2?630.8KN?Qj?517.3KN