预应力简支梁设计计算(7)

2019-05-18 22:25

?pe??con??l1??l2??l4?1395?54.08?46.29?1265.59MPa

所以

?l5????????0.9???????????0.26?]?????l612?6M5.P5a9?32.06

(5).混凝土收缩和徐变引起的预应力损失()

混凝土收缩和变形引起的受拉区预应力钢筋的应力损失按以下公式计算:

?l6(tu)?

0.E9p?[cstuto(??,EP?)pc?tuto1?15??ps

(,)] 式中:?cs(tu,to),?(tu,to)-加载龄期为to时混凝土收缩应变终极值和徐变系数终极值; to- 加载龄期,即达到设计强度为90%龄期,近似按标准养护条

0.9fck?fcklogtolog28' 件计算则有:

,则可得 to?20d;对

' 于二期荷载 G2的加载龄期 to,假定为to?90d. 该梁所处的环境位于野外一般地区,相对湿度为75%,其构件理论厚度图(1)

2Ac 中Ⅰ-Ⅰ截面可得 应

徐变系数终极值为为

u?2?7897005622.6?280.9 由此可查表并有内插法求得相

?(tu,to)??(tu,20)?1.72?(tu,to)??(tu,90)?1.27?4',混凝土收缩应变终极值

?cs(tu,20)?2.11?10.

?pc为锚固时在跨中和L/4截面的全部受力钢筋(包括预应力钢筋和纵向非预应

力受力钢筋,为简化计算不计构造钢筋影响)截面重心处,由NP?,MG1,MG2,所引起的混凝

?(tu,to)'土正应力的平均值.考虑到加载龄期不同,MG2按徐变数变小折减系数

?(tu,20).计

算NP?和MG1引起的应力时采用第一阶段截面特性,计算MG2引起的应力时采用第三阶段截面.

跨中截面:

NP??(?c??on?)Al?(1?395?92.?77p31

?29.04)kN

??2NP?ePIn2pc,l)?MG1Wnp33??(tu,90)MG2?(tu,20)M0p3208.44?10?1100.5270.680?10932??3208.44?10719.94?10??2261.3?102.460?1068?1.271.72??????????????????7.98MPa

L/4截面:

?5 NP??(1395?4.08?46.2?9332?9.0k4N )26?pc,l23189?.2910??3719?.9410?5.4MP9a?31??????89.29????1?0??89?292.900?10???????102?????.9?2??9??1.27101..72 所以:

?pc

?(5.4?97.98)?6.7MP3a521206?0.00未4计6冲2击(系数?3807.?20810252?0??Ap?AsA?

??5.652

?EP?1? 有:

epsi22?1?epsIoAo2 取跨中截面与L/4截面的平均值计算,则

跨中截面:

eps?Apep?AeAp?Ass?s252?01?110? L/4截面:

eps?252?012061165?112mm7.81206

Apep?AeAp?Ass?s252?09?51.?3 所以:

eps?252?012061167.3?102mm1.21206

(1127.8?1021.2)232?1074.5mmAo?807.208?10mmIo?(316.196?312.306)?1092?314.251?10mm)?3.9794

?ps?1?1074.52(314.251?109807.208?103

将以上各项代入即得:

32

?l6?0.?9(?1.9?5????1???05??????????????????????????????????????75.M2P5a

现将各截面钢束应力损失平均值及有效预应力汇总于下表:

NO16各截面钢束预先应力损失平均值及有效应力汇总表

工作阶段 预应力阶段 ?l???l1??l2??l(MPa)4 使用阶段 ?l???l5??l6(MPa)钢束有效应力 (MPa) 预加力损失 使用阶段 计算截面应力损失 应力损失项目 ?l1 ?l2 0 46.29 ?l4 ?l? ?l5 ?l6 ?l??p???con??l1?pl???con??l???l?1165.88 1158.28 1140.82 1120.67 跨中截面(Ⅰ-Ⅰ) 92.77 L/4截面 84.08 29.04 121.81 32.06 75.25 107.31 29.04 129.41 32.06 75.25 107.31 1273.19 1265.59 1250.13 1227.98 变换点截面(Ⅱ-Ⅱ) 25.44 90.39 29.04 144.87 32.06 75.25 107.31 支点截面 0.50 137.48 29.04 167.02 32.06 75.25 107.31 七.应力验算

1)短暂状况的应力验算

(1)构件在制作、运输及安装等施工阶段,混凝土强度等级为C45.在预应力和自重作用下的截面边缘混凝土的法向压应力符合式 上缘:

t'?cc?0.70fck的要求.

(2)短暂状况下(预应力阶段)梁跨中截面上下截面的正应力

?

下缘:

tct?Np?AnNp?An?N?peWnuN?peWnbp?nMG1WnuMG1Wnb3

? 其中

Np???p?tcc??p?n

,MG1?2250kN?m截面

68?Ap?1273.19?2520?3208.44?10N几何特性取用表中第一阶段的截面特性.代入上式得

?tct?3208.44?10719.940?1033?3208.44?10???????4.515?1083?2250?104.515?10

?1.62MPa

33?tcc?3208.44?10719.940?10?3208.44?10?????????????10'83?2250?1068??????10 预加力阶段混凝土的压应力满足应力限制值的要求;混凝土的拉应力通过规定的预拉区配筋率来防止出现裂缝,预拉区混凝土没有出现拉应力,故预拉区只需要配置配筋率不小于0.2%的纵向钢筋即可.

33

?10.14MPa<0.7fck(?0.7?29.6?20.72MPa) (3).与(2)方法相同,对各截面进行短暂状况下(预应力阶段)的正应力验算,

通过验证,各截面的压应力均满足应力限制的要求. 2)持久状况的正应力验算

(1)截面混凝土的正应力验算 跨中截面:

MG1?225k0N?mG,2M1?k?NG,m2M?Q?M65?06?016?24.53k2?N33m4.5,NP????p?A?p?6?lA?1s165?.88?25?20?75.25?102N6

2860.8

epn???p?Ap(ynb?ap)??l6As(ynb?as)?p??Ap??l6?As1165.88?2520?75.25?12061165.88?2520?(1200.5?100)?75.25??????????????????1098.7

跨中截面混凝土上边缘压应力计算值为:

?cu?(?Np?An?Np??epnWnu33)?MG1Wnu?MG2?MQW0u3??862847.27?10719.940?10?2847.27?10?1098.7?????????2250?104.515?10?2334.5?105.359?108?6.37MPa<0.5fck?0.5?32.4?16.2MPa

则持久状况下跨中截面混凝土正应力验算满足要求.

L/4截面:

此时有;

MG1?2250kN?m,MG2?650?60?1624.5?2334.5kN?m,Np???p??Ap??l6As?1165.88?2520?75.25?1206?2847.27?10N3

则:

epn???p?A(yp?anb)??Ap6yl(?san)bs?p?Ap??l6As(?119?7.9?100)?78.257)5.2512061026(11165?.88?25?201165?.88?252?0

?1096m.m15

L/4截面混凝土上边缘压应力计算值为:

34

?cu?(?Np?An?Np??epnWnu33)?MG1Wnu?MG2Wou382847.27?10719.940?10?2847.27?10?1096.154.559?10?2250?104.559?1066?2334.5?105.314?1033

?3.96MPa<0.5fck?0.5?32.4?16.2MPa

即持久状况下L/4截面混净土正应力验算满足要求.

(2)持久状况下预应力钢筋的应力验算

由二期恒载及活载作用产生的预应力钢筋截面重心处的混凝土应力为:

?kt?MG2?MQW0p?233?4.510?8.1MPa982.8?49106

所以钢束应力为:

???p???E?P?k1t165?.88?5.8528.11209?1213M.Pa8?1fpk?0.6?5?

计算表明预应力钢筋超过了规范规定值.但其比值

0?.65MPa1860

11?)(1213.8?1209

3).持久状况下的混凝土主应力验算

0.<39%,可以认为钢筋应力满足要求.

5% (1)截面面积矩计算

按图计算.计算点分别取上梗肋处,第三阶段截面重心处及下梗肋处.

35


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