25m预应力混凝土空心板梁桥设计(6)

2019-05-18 18:38

按《公预规》5.2.10条,当满足下式时刻不进行斜截面抗剪承载力计算。

γ0Vd?1.25?0.51?10?3?α2ftdbh0

式中 ——预应力提高系数,对预应力混凝土受弯构件,取1.25 ——混凝土抗拉强度设计值,对C50混凝土,取1.83MPa。 代入得:

1.25?0.51?10?3?1.25?1.83?549.42?1028?807.49(kN)?γ0Vd?472.73kN 因此,不需要进行斜截面抗剪承载力计算,;梁体可按构造要求配置箍筋即可。根据《公预规》9.3.13条规定,在支座重心跨径方向长度不小于1倍梁高范围内,箍筋间距不宜大于100mm,其他梁端箍筋间距取250mm。故在支座处,从支座到跨中1.10m(从两端到跨中1.43m)范围内箍筋间距取为100mm,其他梁端箍筋间距取为250mm,箍筋选取直径为12mm的HPB235级钢筋,箍筋布置见图1-8。

跨中部分箍筋配筋率为:

ρsv?Asv226??0.16%?ρmin bSv549.42?250 满足最小配筋率的要求。 6.2.2 斜截面抗剪承载力计算

由图1-8,选取以下两个位置进行空心板斜截面康健承载力计算: ①距支座中心h/2=1073/2=536.5mm处截面,x=11763.5mm

②距支座中心位置1.10m处截面(箍筋间距变化处),距跨中距离为x=8550mm。 计算上述各处截面的剪力组合设计值,可按表1-9。

各计算截面剪力组合设计值 表1-9 距跨中距离x(mm) 12300(指点截面) 11763.5 11200 6150 (l/4截面) 494.29 剪力组合设计值Vd(kN) ①距支座中心h/2=1073/2=536.5mm处截面

由于空心板的预应力筋及普通钢筋是直线配筋,故此截面有效高度取与跨中相同值,即h0?1028mm,其等效工字形截面的肋宽为b = 549.42mm。由于没有设置晚起钢筋,因此,斜截面康健承载力为:

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472.73 450.09 247.14

Vsb?α1α2α30.45?10?3bh0(2?0.6P)fcu,kρsvfsv 此处箍筋间距为Sv=100mm,HRB335钢筋,双肢箍,直径为12mm,Asv=226mm2,则箍筋的配筋率为:

ρsv?Asv226??0.41%?ρmin?0.12% bSv549.42?100把以上书记代入得:

P?100ρ?100?2100?3695?1.026549.42?1028Vsb?1.0?1.25?1.1?0.45?10?3?549.42?1028?(2?0.6?1.026)?50?0.41%?280 ?1610.32 kN>γ0Vd?472.73 kN因此,该处截面康健承载力满足要求。 ②距跨中截面x=11200mm处截面

此处Vd?450.09kN,箍筋间距Sv=250mm,HRB335钢筋,双肢箍,直径为12mm,

Asv=226mm2,箍筋的配筋率ρsv?0.16%,得:

Vsb?1.0?1.25?1.1?0.45?10?3?549.42?1028?(2?0.6?1.026)?50?0.16%?280 ?1005.96 kN>γ0Vd?Vd?450.09 kN 因此,该处截面康健承载力满足要求。

七、预应力损失计算

本例采用高强度低松弛7丝捻制的预应力钢绞线,公称直径15.2mm,公称面积140mm2,标准强度为fpk =1860MPa,设计强度fpd =1260 MPa,弹性模量Ep = 1.95×10MPa。张拉控制应力值取 σcon?0.70fpk?0.70?1860?1302 MPa。则各项预应力损失计算如下:

5

7.1 锚具变形、回缩引起的预应力损失

预应力钢绞线的有效长度取为张拉台座的长度,设台座长L=63m,采用一端张拉级夹片是锚具,有顶压时,取张拉端锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值⊿l=4mm,则此项预应力损失为:

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σl2??⊿lELp?45?1.95?10?12.38 MPa 363?107.2 预应力钢筋与台座之间的温差引起的预应力损失

先张法预应力混凝土构件采用加热养护的方法是,为减少温差引起的预应力损失,可采用分阶段的养护措施。设控制预应力钢筋与台座之间的最大温差⊿t=t2-t1=15℃,则由钢筋与台座之间的温差引起的预应力损失为:

σl3?2(t2?t1)?2⊿t?30 MPa

7.3 预应力赶脚先由于松弛硬气的预应力损失

预应力钢绞线由于钢筋松弛引起的预应力损失值,可按下式计算

σl5?ψζ(0.52σpefpk?0.26)σpe

式中 ψ——张拉系数,本算例采取一次张拉,取ψ=1.0; ζ——钢筋松弛系数,对低松弛钢绞线,取ζ=0.3 fpk——预应力钢绞线的抗拉强度标准值,fpk=1860MPa

σpe——传力锚固时的钢筋应力,对先张法构件,采用下式计算:

σpe?σcon?σl2?1302?12.38?1289.62 MPa

代入得:

σl5?1.0?0.3?(0.52?1289.62?0.26)?1289.62?38.90 MPa 18607.4 混凝土贪心压缩引起的预应力损失

对于先张法构件:

σl4?αEσpe

式中 ——预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值,αE=5.65;

——在计算截面钢筋重心处,由全部钢筋预加力产生的混凝土法向应力,按

计算;

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σpe?Np0A0?Np0ep0I0y0Np0?σp0Ap?σl6As σp0?σcon?σl'式中 ——预应力钢筋穿礼貌故事的全部预应力损失,由《公预规》6.2.8条,先张法

构件传力锚固时的损失为σl'?σl2?σl3?0.5σl5

σp0?σcon?(σl2?σl3?0.5σl5)?1302?(12.38?30?0.5?38.90)?1240.17 MPa

Np0?1240.17?2100?0?2604.36 kN

由前面计算,空心板换算截面面积A0=775399mm2,I0?1.09213?1011mm4,

y0?456.81mm,ep0?456.81mm。

7.5 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失

由混凝土收缩徐变产生的预应力算是可按下式计算

2604.36?1032604.36?103σpe???456.81?456.81?8.335 MPa

7753991.09213?1011式中 ρ——构件受拉区全部纵向钢筋的含筋率,即ρ=e2psi2Ap?AsA0;

ρps——取ρps?1?;

I0; A0 i ——构件截面回转半径,取i2? ρps——构件截面受拉区全部纵向钢筋重心处,由预应力(扣除相应阶段的预应力

损失)和结构资中产生的混凝土法相拉应力,按下式取值;

Np0?σp0Ap?σl6As?[σcon?(σl2?σl3?σl4?0.5σl5)]Ap?σl6As

Np0——传力锚固时,预应力钢筋的预加力,按下式取值

ep0——换算截面重心至预应力钢筋和普通钢筋合力点的距离,取值为

456.81mm;

y0——构件受拉区全部纵向钢筋重心至截面重心的距离,取值为456.81mm;

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εcs(t,t0)——预应力钢筋传力锚固龄期t0,计算龄期为t时的混凝土收缩应变; Φ(t,t0)——加载龄期为t0,计算考虑的龄期为t时的徐变系数。

计算以上各参数:

ρ=2Ap?AsA0?2100?3695?0.75w53991.09213?1011i??140847.8246 mm2775399Np0?σp0Ap?σl6As?[σcon?(σl2?σl3?σl4?0.5σl5)]Ap?0 ?[1302?(12.38?30.00?47.09?0.5?38.9)]?2100?0 ?2505.468 kN2505.468?1032505.468?103σpe???456.81?456.81?8.02 MPa7753991.09213?1011e2456.812psρps?1?2?1??1.48i140847.8246αE?5.65, Ep?1.95?105MPa考虑自重的影响,由于收缩徐变持续时间较长,采用全部永久作用,空心板跨中截面全部永久作用弯矩MGK由表1-8查得MGK?2035.26kN?m,在全部钢筋重心处由资中产生的拉应力为:

跨中截面:

MGK2035.26?106σt?y0??456.81?8.51 MPa

I01.09213?1011l/4截面:

MGK1526.44?106σt?y0??456.81?6.38 MPa

I01.09213?1011支点截面:

σt?0

则全部纵向钢筋重心处的压应力为: 跨中截面:

σpc?8.02?8.51??0.49 MPa

l/4截面:

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