畢業論文-預應力混凝土空心板橋設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 4 汽車 人群 5 汽車 人群 內力組合效應 公路橋涵結構設計按承載能力極限狀態和正常使用極限狀態進行作用效應組合。 19 503L/16=D=3L*L/32 = 3 5 . 6 4 6D=34 L/8=0.750. 17310. 23460. 23460. 1731 0. 2421 0. 2421人群19 50D=*L/ s = 9 . 7 50. 17310. 23460. 23460. 1731 0. 2421 0. 2421級人群487,5 ` 14 1．承載能力極限狀態效應組合 (組合結果見表 ) K2QK1QGKd )1( ?????????? K2QK1QGKd )1( ?????????? 2．正常使用極限狀態效應組合 （ 1） 作用短期效應組合 K2QK1QGKsd ??? K2QK1QGKsd ??? 組合結果見表 。 （ 2）作用長期效應組合 K2QK1QGKld . 4MM ??? K2QK1QGKld ??? 組合結果見表 。 表 空心板各板內力組合表 序號 荷載情況 彎矩 (KN﹒ m) 剪力（ KN) 支點 L/4 L/2 支點 L/4 L/2 1號板 基本組合 2號板 基本組合 3號板 基本組合 4號板 基本組合 5號板 基本組合 控制設計的計算內力 1號板 5號板 表 短期效應組合表 序號 荷載情況 彎矩 (KN﹒ m) 剪力（ KN) 支點 L/4 L/2 支點 L/4 L/2 1號板 恒載總重 0 0 ` 15 恒 0 0 *汽 0 人 0 短期組合 0 5號板 恒 0 0 *汽 0 人 0 短期組合 0 表 長期效應組合表 序號 荷載情況 彎矩 (KN﹒ m) 剪力（ KN) 支點 L/4 L/2 支點 L/4 L/2 1號板 恒 載總重 0 0 恒 0 0 *汽 0 0 長期組合 0 5號板 恒 0 0 *汽 0 *人 0 長期組合 0 ` 16 第五章 預應力鋼筋面積的估算及預應力鋼筋布置 預應力鋼筋數量的估算 本示例采用先張法預應力混凝土空心板構造形式。設計時它應滿足不同設計狀況下規范規定的控制條件要求，例如承載力、抗裂性、裂縫寬度、變形及應力等要求。在這些控制條件中，最重要的是滿足結構在正常使 用極限狀態下的使用性能要求和保證結構在達到承載能力極限狀態時應具有一定的安全儲備。因此，預應力混凝土橋梁設計時，一般情況下，首先根據結構在正常使用極限狀態下正截面抗裂性或裂縫寬度限值確定預應力鋼筋的數量，再由構件的承載能力極限狀態要求普通鋼筋的數量。本示例以部分預應力 A 類構件設計，首先按正常使用極限狀態正截面抗裂性確定有效預應力 Npe. 按《公預規》 ， A類預應力混凝土構件正截面抗裂性是控制混凝土的法向拉應力，并符合以下條件： 在作用短期效應組合下，應滿足 tkpcst ???? 要求。 式中： st? 在作用短期效應組合 Msd 作用下，構件抗裂驗算邊緣混凝土的法向拉應力； pc? 構件抗裂驗算邊緣混凝土的有效預壓應力。 在初步設計時， st? 和 pc? 可按下列公式近似計算： WMsdst?? 及 oO ppepepc yI eNAN ??? 式中： A構件毛截面面積； ep預應 力鋼筋重心對毛截面重心軸的偏心距， pp aye ?? ， pa可預先假定。 ` 17 代入tkpcst ????即可求得滿足部分預應力 A 類構件正截面抗裂性要求所需的有效預加力為： oOptksdpe yIeA1N??? 式中： ftk—— 混凝土抗拉強度標準值。本示例是以邊板為例， 預應力空心板采用 C50， ftk=, sd ?? 。 MP 78 43 62 21yIMWM 239。sdsdst ??????? ? , kN5 8 1 0 0109 1 7 4 3 6 2 8 4 108 0 1IeA1N21oOptksdpe ????????????? 則所需預應力鋼筋截面面積 Ap 為： ????? lc on pep NA 式中： onc? 預應力鋼筋的張拉控制應力 。 ?l? 全部預應力損失值，按張拉控制應力的 20%估算。 本示例采用 1 7股鋼絞線作為預應力鋼筋，直徑 ，公稱截面面積 139mm2,fpk=1860MPa,fpd=1260MPa,Ep= 105MPa. 按《公預規》 pkcon ?? ，則張拉控制應力為： 1 3 9 51 8 6 ???? pkc o n f? MPa，預應力損失綜合近似假定為 20%張拉控制應力來估算，則： 2lc o npep 6186 )( 210 058 5NA ????????? ? 采用 15根 1 7 股鋼絞線，即 ? 鋼絞線，單根鋼絞線公稱面積139mm2，則 錯誤 !未找到引用 源。 滿足要求。 ` 18 偏安全考慮中板亦采用與邊板相同預應力配筋 。 預應力鋼筋的布置 預應力空心板中板選用 15 根，邊板選用 18 根 1 7股鋼絞線布置在空心板下緣 ap=40mm,沿空心板跨長直線布置，即沿跨長 ap=40mm,保持不變，預應力鋼筋布置滿足《公預規》要求，鋼絞線凈距不小于 25mm，端部設置長度不小于 150mm 的螺旋鋼筋等。具體布置見施工圖 . 普通鋼筋數量的估算和布置 在預應力鋼筋數量已經確定的情況下，可由正截面承載能力極限狀態要求的條件確定普通鋼筋數量。暫不考慮在受壓區配置預應力鋼筋，也暫不考 慮普通鋼筋的影響。空心板中板換算成等效工字形截面來考慮。換算的原則為：①換算后的截面與原截面毛截面面積相等；②慣性矩相等；③質心軸在統一水平線上。于是可將中板換算為如下工字形截面，具體尺寸見圖中所示： 83 5 55585454010 41,5 41,5 101031056551510R3010334,110334,8 34,116,257,611,2重心軸 重心軸 圖 簡化前的中板截面 圖 簡化后的中板截面 由圖可知 2a=,hf’ =,hf=于安全考慮，邊板采用與中板相同的工字形換算截面。估算普通鋼筋時可先假定 x≤ hf’ ,由下式求得受壓區高度 x。 ` 19 設 ho=haps=854=81cm=810mm,而 ?????? ??? 2xhx39。bfMofcdud0，由《公預規》， ro=,C50 混凝土 fcd=,跨中 Mud= m = 106 N m,bf’ =1030mm,代入上式得： 106 ≤ 1030 x (810x/2) 整理后，求得 x= hf’ =112mm 且 ???? ob hx ? mm 說明中和軸在腹板內，可用下式計算所需鋼筋面積 As: 2y39。f39。fc1s 0 0) 0 3( h)bb(fA ???????? 再補選一根 1 7 股鋼絞線，即 ? 鋼絞線， 至此 2p mm222413916A ??? 滿足要求。 普通鋼筋按構造配置且普通鋼筋布置在空心板下緣一 排（截面受拉邊緣），沿空心板跨長直線布置。鋼筋重心至板下緣 40mm 處，即as=40mm. ` 20 第六章 主梁截面換算特性計算 中板 由前面計算已知空心板中板毛截面的幾何特性。中板毛截面面積A=5679cm2,毛截面重心軸至 1/2板高的距離 d=21mm（向下），毛截面對其重心軸慣性矩 I= 102m4 1．換算截面面積 cPEP EE?? =?105 /（ ? 104 ） = 跨中截面： pEPc0 A)1(AA ???? =482900+（ ） ? 2224= ； 4l 截面： pEPc0 A)1(AA ???? =482900+（ ） ? 139?14=2 ； 支點截面： pEPc0 A)1(AA ???? =482900+（ ） ? 139?4= 。 2． 換算截面重心位置 預應力鋼筋換算截面對空心毛截面重心的凈距為： 跨中截面： )ay(A)1(S PxPEP0 ????? =（ ） ? 2224? （ 4252140） = 4l 截面： )ay(A)1(S PxPEP0 ????? =（ ） ? 139?14?（ 4252140） = mm2 支點截面： )ay(A)1(S PxPEP0 ????? =? 139? 4? 364= mm2 換算截面到毛截面重心的距離 d0 跨中截面： 324 1 643 42ASd000 ??? mm 4l 截面： 19 93 799 .6ASd 000 ??? mm 支點截面： 485. 4941 085. 6ASd000 ??? mm ` 21 因此，換算截面重心至下緣距離和預應力鋼筋重心的距離： 跨中截面： x0y = = ， Px00p aye ?? == 4l 截面： x0y = mm ， Px00p aye ?? = mm 支點截面： x0y = mm ， Px00p aye ?? = mm 換算截面重心至上緣距離： 跨中截面： s0y =425+21+= 4l 截面： s0y =425+21+= 支點截面： s0y =425+21+= 3．換算截面慣性矩 0I 跨中截面： 2 0ppEP20cc0 eA)1(dAII ????? = 106+482900? +（ ） ? 2224? = 1010mm4 4l 截面： 0I = 1010mm4 支點截面： 0I = 1010mm4 換算截面彈性抵抗矩 下緣：跨中截面：x00x0 yIW ? = 1010/= 108mm3 4l 截面： = 108mm3 支點截面： xW0 = 108mm3 上緣：跨中截面：s00s0 yIW ? = 1010/= 108mm3 4l 截面： s0W = 108mm3 ` 22 支點截面： s0W = 108mm3 邊板 邊板毛截面面積 A=5806cm2, I= 102m4毛截面重心軸至 1/2板高的距離 d=（向上）同