预应力简支梁设计计算(4)

2019-05-18 22:25

N3号钢束:

计算时首先判断出i点所在的区段,然后计算?i即 ①当

(xi?xk)?0时,i点位于直线段还没有弯起,θi=0

②当0?xi?xk?Lb1时,i点位于圆弧弯曲段,θi由公式

?i?sin?1(xi?xk)R

o ③当Lb1?xi?xk?Lb1?Lb2时,?i?4.569

④ 当Lb1?Lb2?xi?xk?Lb1?Lb2?Lb3

?i?4.569?sin0?1(xi?xk?xb1?xb2)R

o?i?9.1383b ⑤ 当 xi?xk?L1b?L2b?L时

N1钢筋在平面内没有弯起,故?i=0 将各截面钢束位置及其倾角计算值汇于下表

NO8截面钢束位置(ai)及其倾角(θi)的计算表 计算截面 钢束编号 xk(mm) Lb1 (Lb1+Lb2) (mm) 跨中面截 (Ⅰ-Ⅰ) xi=0 L/4截面 xi=7165mm N3 4120 637.277 1502.518 2140 N2 N3 N2 8530 4120 8530 637.277 1502.518 637.277 1502.518 637.277 1502.518 (Lb1+Lb2+Lb3) (xi-xk) (mm) ?i?sin?1(xi?xk)R (mm) 2140 2140 2140 xi?xk<0为负值,钢束尚0 未弯起 0 9.138 8.853 xi?xk?Lb1?Lb2?Lb3变化点截面 N2 (Ⅱ-Ⅱ) xi=10630mm N3 8530 637.277 1502.518 2140 Lb1?Lb2

支点截面 xi=14330mm N2 8530 637.277 1502.518 2140 xi?xk?Lb1?Lb2?Lb39.138 9.138 N3 4120 637.277 1502.518 2140 xi?xk?Lb1?Lb2?Lb3

3).非预应力钢筋截面积估算及布置

按构件承载能力极限状态要求估算非预应力钢筋数量:

设预应力钢筋和非预应力钢筋的合力点到截面底边的距离为a=80mm 则有:ho=h-a=1800-80=1720mm 先假定为第一类 T行截面,由公式

?oMd?fcdbfx(ho?'x2)

计算受压区高度x,即:

1.0?5821?.?5?'

???????x????x?2?)????

求得: x=70.11

则根据正截面承载力计算需要的非预应力钢筋截面积为

As?

fcdbfx?fpdApfsd'?22?.42?20?03307?0.1126022520?846m.m45

采用6根直径为16mm的HRB400钢筋,提供的钢筋截面面积为As=1206mm2 在梁底布置一排(图7),其间距75mm,钢筋重心到底边的距离为as=45mm.

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图7:非预应力钢筋布置示意图 (尺寸单位:mm) 四.主梁截面几何特性计算

后张法预应力混凝土梁主梁截面几何特性应根据不同受力阶段分别计算.本示例中的T行梁考虑如下三个阶段.

(1).主梁预制并张拉预应力钢筋

主梁混凝土达到设计强度的90%后,进行预应力的张拉,此时管道尚未压浆,所以其截面特性为计入非预应力的钢筋影响(将非预应力钢筋换算为混凝土)的净截面,该截面特性计算中应扣除预应力管道的影响,T行翼板宽度为1800mm. 列表计算各截面的几何特性:

18

NO9第一阶段各截面几何特性计算表 截面 分块名称 分块面积i 2 (mm) Ai重心至梁顶距离 yi(mm) 608 17.55 1700 3对梁顶边的面积矩Si=Ai×yi (mm3) 441.226×106 10.153×106 -10.153×106 ΣSi=432.352×10 441.226×106 10.153×106 -17.768×106 ΣSi=433.611×10 441.226×106 10.153×106 -14.954×106 ΣSi=433.611×10 709.880×106 10.153×106 -9.59×106 ΣSi=710.443×10 6666自身惯性矩Ii(mm4) 276.889×106 0 0 276.889×10 276.889×106 0 0 66(yu-yi) (mm) Ix=Ai(yu-yi)2 (mm4) 0.041×109 7.7117×109 -13.957×109 -6.205×10 0.024×109 7.687×109 -10.130×109 99截面惯性矩 (mm4) 270.684×10 9跨中截面 混凝土全面积 非预应力钢筋换算面积 预留管道面积 725.7×103 (aEs-1)As =5.785×103 -3×702/4 =-11.545×103 An=719.940×10 725.7×103 (aEs-1)As =5.785×103 -3×702/4 =-11.545×103 3-7.5 -1154.5 -1099.5 净截面面积 ynu=ΣSi/An =600.5 608 17.55 1539 L/4截面 混凝土全面积 非预应力钢筋换算面积 预留管道面积 -5.712 -1152.712 -1099.5 9净截面面积 An=719.940×10 725.7×103 (aEs-1)As =5.785×103 -3×702/4 =-11.545×103 An=719.940×10 1038.9×103 (aEs-1)As =5.785×103 -3×702/4 =-11.545×103 An=1033.14×10 33ynu=ΣSi/An =602.288 608 1755 276.889×10 276.889×106 0 -1.804 -1148.804 -2.419×10 0.002×109 7.635×109 -5.482×109 2.155×10 0.020×109 6.590×109 -0.236×109 6.374×10 99274.470×10 变化点截面 混凝土全面积 非预应力钢筋换算面积 预留管道面积 1295.3 ynu=ΣSi/An =606.196 683.3 1755 830.7 ynu=ΣSi/An =687.7 0 436.425×10 335.596×106 0 0 335.596×10 66-689.104 4.4 -1067.3 -143 279.044×10 341.97×10 99净截面面积 支点截面 混凝土全面积 非预应力钢筋换算面积 预留管道面积 净截面面积 (2)灌浆封锚,主梁吊装就位并现浇400mm湿接缝

预应力钢筋张拉完成进行管道压浆、封锚后,预应力钢筋能够参与截面受力.主梁吊装就位后现浇400mm湿接缝,但湿接缝还没有参与截面受力,所以此时的截面特性计算采用计入非预应力钢筋和预应力钢筋影响的换算面积,T梁翼缘宽度仍为1800mm.

列表计算各截面的几何特性:

NO10第二阶段跨中截面几何特性计算表

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截面 分块名称 分块面积Ai(mm) 2Ai重心至梁顶距离 yi(mm) 608 1755 1700 对梁顶边的面积矩Si=Ai*yi 自身惯性矩Ii(mm) 276.889×106 0 0 4(yu-yi) (mm) Ix=Ai(yu-yi)2 截面惯性矩 (mm) 0.498×109 7.267×109 13.317×109 94(mm) 297.971×10 94 (mm3) 441.226×106 10.153×106 26.2 -1120.8 -1065.8 6跨中截面 混凝土全面积 非预应力钢筋换算面积 预应力钢筋换算面积 净截面面积 混凝土全面积 非预应力钢筋换算面积 预应力钢筋换算面积 净截面面积 725.7×103 (aEs-1)As= 5.785×103 (aEp-1)Ap= 11.723×103 An=743.208×103 725.7×10 (aEs-1)As= 5.785×103 (aEp-1)Ap= 11.723×103 An=743.208×103 725.7×103 (aEs-1)As= 5.785×103 (aEp-1)Ap= 11.723×103 An=743.208×103 1038.9×103319.929×106 ΣSi=471.308×10 441.226×10 10.153×106 66ynu=ΣSi 276.889×10 276.889×10 0 6 23.6 -1123.4 21.082×10 0.404×10 7.301×109 9.652×109 17.357×109 9L/4截面 /An=634.2 608 1755 294.246×109 1539 18.042×106 ΣSi=469.421×106 441.226×106 10.153×106 0 276.889×106 -907.4 ynu=ΣSi 19.8 -1127.2 -667.5 /An=631.6 608 1755 1295.3 276.889×106 0 0 66变化点截面 混凝土全面积 非预应力钢筋换算面积 预应力钢筋换算面积 净截面面积 0.285×109 7.350×109 5.223×109 9 289.747×10 915.185×106 ΣSi=466.564×10 709.88×10 10.153×106 6ynu=ΣSi 276.889×10 335.596×10 0 0 335.596×106 6 7.5 -1064.2 -139.9 12.858×10 0.058×10 6.552×109 0.229×109 6.839×109 9/An=627.8 683.3 1755 830.7 支点截面 混凝土全面积 342.435×109 非预应力钢筋换算面积 预应力钢筋换算面积 净截面面积 (aEs-1)As= 5.785×103 (aEp-1)Ap= 11.723×103 An=1056.408×10 39.738×106 ΣSi=729.771×106 ynu=ΣSi /An=690.8 (3).桥面,栏杆及人行道施工和营运阶段

桥面湿接缝结硬后,主梁即为全截面参与工作,此时截面特性计算采用计入非预应力钢筋和预应力钢筋影响换算截面,T梁翼板有效宽度为2200mm. 列表计算各截面的几何特性:

NO11第三阶段跨中截面几何特性计算表 截面 分块名称 分块面积Ai(mm)

2Ai重心至梁顶距离 yi对梁顶边的面积矩Si=Ai*yi 20

自身惯性矩Ii(mm) 4(yu-yi) (mm) Ix=Ai(yu-yi)2 截面惯性矩 (mm4) (mm4)


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