预应力课程设计-结构设计原理--最终版
2-3课程设计(预应力)参考例题
非顶应力钢筋：R235 和 HRB335 钢筋。 预应力混凝上空心板采用先张法施工，张拉台座有效长度为 50m。空心板采用加热养护方法，取预应力钢筋与张拉台座
2.5 2.5 8 12 7 7
9.8
R= 19
26
60
8
图2
38
7 99
38
8
99
等效工字形截面图(单位：cm)
1/4 跨处 相应 M ( kN .m ) 147.7 65.24 212.94 124.02 99.77 1.2 429.16 69.84 39.91 支点 相应 M ( kN .m ) 110.8 48.9 159.7 122.43 98.5 1.2 363.04 68.95 39.4
空心板截面图(单位：cm) 图3 表 1 空心板计算内力及其组合
跨中 序号 (1) (2) (3)
项目 一期恒载标准值 SG1K 二期恒载标准值 SG 2 K 恒载总和 汽车荷载标准值 S
M max ( kN .m )
147.7 65.21 212.94 195.57 157.34 1.2 529.33 110.14 62.94
1 107 0.012211ey 1.848193 Np
表 2 空心板毛截面几何特性
名称 毛截面面积 毛截面重心至上边缘距离 毛截面惯性矩 对上缘 毛截面抗弯模量 对下缘 回转半径 符号 单位 计算值 306271 300 1.3907×1010 4.6355×107 4.6355×107 45406
Np
由式（B）得 1 107 3.9
Np
由式（C）得 1 107 8.26
Np
、 （B） 、 （C）的关系图。 显然，取 1 107 8.26 即满足麦尼尔不等式计算要求。图 4 式即为式（A） Np 当 1 107 8.26 、 N p f pd Ap 时，可得到
预应力混凝土简支T梁桥(29.5m)课程设计
目录桥梁工程Ⅰ课程设计任务书 ....................................................................................................................... - 2 -一、桥面板的弯矩计算 ............................................................................................................................... - 3 -1、桥面板恒载内力计算 ......................................................................................................................... - 3 -2、桥面板活载内力 ................................................................................................................................. - 3 -3、内力组合 ............................................................................................................................................. - 4 -二、1#梁恒载内力（弯矩和剪力）计算 ................................................................................................... - 5 -1、恒载集度 ............................................................................................................................................. - 5 -2、恒载内力 ............................................................................................................................................. - 5 -三、1#梁的荷载横向分布系数（按刚性横梁法计算） ........................................................................... - 6 -1、求1#梁横向分布影响线 .................................................................................................................... - 6 -2、车载布置 ............................................................................................................................................. - 7 -3、汽车荷载横向分布系数 ..................................................................................................................... - 8 -5 ........................................................................................................... - 8 -4、求人群荷载横向分布系数四、1#梁活载内力（弯矩和剪力）计算 ................................................................................................... - 8 -1、求汽车荷载作用下的荷载横向分布系数分布图 ............................................................................. - 8 -2、求人群荷载作用下的荷载横向分布系数分布图 ............................................................................. - 9 -3、荷载组合 ........................................................................................................................................... - 14 -（1）、按承载能力极限状态进行组合 ........................................................................................... - 14 -（2）、按正常使用极限状态进行组合 ........................................................................................... - 15 -桥梁工程Ⅰ课程设计任务书一、设计资料预应力混凝土简支T梁桥，计算跨径L=29.5m，桥面净宽：净7+2×1.0m人行道，全宽9.6m；设计荷载：公路-I级，人群荷载3.0kN/m。
结构设计原理课件第12章 预应力混凝土结构的基本概念及其材料
18
12.2 预加应力的方法与设备
2）后张法——先浇筑构件混凝土，待混凝土结硬后，再张 拉预应力钢筋并锚固的方法。
在混凝土结硬后通过张拉预 应力筋并锚固而建立预加应力 的构件称为后张法预应力混凝 a） 土构件。
施工工艺不同，建立预应力 b) 的方法也不同，后张法是靠工 作锚具来传递和保持预加应力 的；先张法则是靠粘结力来传 c) 递并保持预加应力的。
钢丝镦头
预留孔道
锚杯
垫板 锚圈（螺帽） 锚杯 接千斤顶
锚圈（螺帽） 固定端
穿束方向 孔道长度L
钢丝镦头 压浆孔 预留孔道扩口
张拉端
图12-5 镦头锚锚具工作示意图
桥梁工程专业系列课程—结构设计原理
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12.2 预Байду номын сангаас应力的方法与设备 墩头锚具
桥梁工程专业系列课程—结构设计原理
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12.2 预加应力的方法与设备 冷铸镦头锚-HiAm锚（抗疲劳性能好，多用于斜拉索中）
桥梁工程专业系列课程—结构设计原理
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12.2 预加应力的方法与设备
（4）夹片锚具
夹片锚具体系主要作为锚固钢绞线之用。
①钢绞线夹片锚（1～55根Φs15.2mm， Φs12.7mm ）
工作锚夹板
铸铁喇叭管
锚板锥孔
螺旋筋
铸铁喇叭管
工作锚接片
钢绞线
Np
N con
波纹管
图12-7 夹片锚具配套示意图
桥梁工程专业系列课程—结构设计原理
桥梁工程专业系列课程—结构设计原理
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12.2 预加应力的方法与设备
（3）钢筋螺纹锚具
当采用高强粗钢筋（精轧螺纹钢筋Φ25mm，Φ32mm ）作 为预应力钢筋时，可采用螺纹锚具固定。
预应力混凝土简支t梁课程设计
预应力混凝土简支t梁课程设计预应力混凝土简支T梁是一种常见的结构形式，广泛应用于桥梁、高速公路、铁路等工程中。
本课程设计旨在通过对预应力混凝土简支T梁的设计过程和计算方法进行详细分析，使学生掌握预应力混凝土结构设计的基本理论和方法。
一、设计要求根据工程实际情况，我们的设计要求是：跨度为30米，道路等级为一级公路，荷载标准按照GB/T 50009-2012《建筑结构荷载规范》执行，使用C50的预应力混凝土。
二、设计步骤1. 确定截面尺寸和受力状态根据跨度和荷载标准，我们可以根据静力平衡原理确定截面形状和尺寸。
在确定截面尺寸时，需考虑梁的弯矩、剪力和轴力等受力状态。
2. 计算活载和恒载根据荷载标准，计算活载和恒载对T梁的作用力大小。
根据桥梁的具体情况，包括车辆类型、车道数、车辆荷载等参数，计算活载作用下的弯矩和剪力。
3. 计算预应力力量根据截面尺寸和受力状态，计算预应力的力量。
预应力可以通过预应力钢筋的预拉或者压力传递产生，根据静力平衡原理，计算预应力的大小和位置。
4. 设计受力钢筋根据受力状态和预应力力量，设计受力钢筋的数量和位置。
受力钢筋主要用于承受剪力和轴力，保证梁的受力性能。
5. 计算截面抗弯承载力和抗剪承载力根据受力钢筋和预应力的力量，计算截面的抗弯承载力和抗剪承载力。
根据结构的安全性要求，保证截面的抗弯和抗剪强度满足设计要求。
6. 校核截面尺寸根据抗弯和抗剪承载力的计算结果，对截面尺寸进行校核。
如果截面尺寸不满足要求，则需要重新调整截面形状或者增加预应力力量。
7. 绘制截面图和构造图根据设计计算结果，绘制截面图和构造图。
截面图主要用于展示截面尺寸和钢筋布置，构造图用于展示梁的构造形式和连接方式。
8. 编写设计报告根据设计计算结果和绘制的图纸，编写设计报告。
设计报告应包括设计计算的步骤、输入参数、计算结果和结论等内容，以便于后续施工和验收。
三、设计注意事项1. 在设计过程中，应根据具体情况合理选择混凝土的强度等级和预应力力量，保证结构的安全性和经济性。
《结构设计原理》课程标准
《结构设计原理》课程标准《结构设计原理》课程教学标准（适用于：铁道工程（单招）专业，参考学时：60）一、前言（一）课程基本信息1.课程名称：结构设计原理2.课程类别：专业平台课3.课程编码：0*****4.学时：60学时(理论：40学时；实训：20学时)5.适用专业：铁道工程（单招）（二）课程性质1.课程性质结构是土木工程中最基本的元素，《结构设计原理》课程围绕着工程中常用的钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、圬工结构的设计计算进行理论和实践性的教学。
《结构设计原理》是土木工程专业的一门重要的专业必修课程，是学生运用已学的《工程制图》、《理论力学》、《材料力学》、《结构力学》、《工程材料》等知识，初步解决结构原理及结构设计问题的一门课程。
其特点是：兼具理论性和实用性且承前启后，为学好专业课打好基础的课程，也是学生感到比较难学的一门课程。
所以《结构设计原理》及其系列课程一直是土木工程专业的主干课，我校从开设的《结构设计原理》、《结构设计原理》课程设计，到毕业设计都渗透结构设计的理论，课程贯穿土木工程专业教学的所有环节。
我校交通与工程系成立以来，担任该课程的教师按照学校对人才培养的要求，认真进行课程的讲授和课程的建设，积极开展教学改革和教学研究，紧密结合工程实践，培养学生的综合素质，受到学生的好评。
本课程主要介绍钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构和圬工结构的各种基本构件受力特性、设计原理、计算方法和构造设计。
2.本课程的作用功能是培养学生掌握钢筋混凝土基本构件和结构的设计计算方法和与施工及工程质量有关的结构的基本知识，培养学生具有一般工业与民用建筑结构图纸的识读能力、基本构件的设计能力、使用和理解各种结构设计规范能力、解决工程结构实际问题的能力、综合分析问题的能力、学习能力和与人合作等能力，从而为继续学习后续专业课程奠定扎实的基础，以进一步培养学生树立独立思考、吃苦耐劳、勤奋工作的意识以及诚实、守信的优秀品质，为今后从事施工生产一线的工作奠定良好的基础。
结构设计原理课程设计
黑龙江大学课程名称：结构设计原理学院：建筑工程学专业：土木工程学号： 20084580年级： 2008级学生姓名：李朋飞指导教师：田春竹目录（一）设计题目----------------------------------------------------------------3 （二）设计资料-----------------------------------------------------------------3 （三）设计内容-----------------------------------------------------------------4 （四）资料参考-----------------------------------------------------------------4 （五）主梁尺寸-----------------------------------------------------------------4 （六）主梁全截面几何特征值-----------------------------------------------8 （七）钢筋面积的估算及钢束布置----------------------------------------14 （八）主梁截面几何特性计算----------------------------------------------22 （九）持久状况截面承载能力极限状态计算----------------------------28（十）钢束预应力损失估算-------------------------------------------------31（十一）应力验算-------------------------------------------------------------36 （十二）抗裂性验算----------------------------------------------------------41 （十三）主梁变形计算-------------------------------------------------------43（一）设计题目：40m预应力混凝土装配式T形梁设计。
预应力混凝土简支t梁课程设计
预应力混凝土简支t梁课程设计预应力混凝土简支T梁是一种常见的结构形式，用于桥梁、建筑物等工程中，具有较好的承载能力和耐久性。
在进行课程设计时，可以按照以下步骤进行：1. 设计要求：根据实际工程需求，确定T梁的跨度、荷载情况、材料参数等设计要求。
2. 梁截面设计：根据荷载情况和材料参数，通过静力学原理计算出T梁截面的尺寸和形状。
可以选择适当的预应力筋布置方式，提高梁的承载能力和抗裂性能。
3. 预应力设计：根据桥梁或建筑物的要求，确定预应力筋的布置方式和预应力筋的张拉力大小。
通过计算确定预应力筋的截面尺寸和数量。
4. 受力分析：根据施工阶段和使用阶段的受力情况，进行静力分析，计算梁的受力情况。
可以使用传统的弯矩图和剪力图分析方法，确定梁的受力状况。
5. 构造计算：根据受力分析结果，进行构造计算，计算出梁的各部分的尺寸、面积、体积等。
可以考虑材料的强度和刚度等因素，使梁的构造满足设计要求。
6. 荷载计算：根据桥梁或建筑物的使用情况，确定静态荷载和动态荷载的作用，进行荷载计算。
可以按照规范要求和实际情况考虑不同类型的荷载，提出合理的荷载组合方案。
7. 构件设计：根据荷载计算结果，进行构件设计，确定梁的各个构件的尺寸和形状。
可以考虑构件的差异性和承载能力等因素，使梁的各个构件满足设计要求。
8. 桩基设计：如果需要，可以进行桩基设计，确定桩的类型、尺寸和布置方式。
可以考虑土质情况和荷载要求等因素，使桩基满足设计要求。
9. 细部设计：根据梁的具体情况，进行细部设计，设计梁的连接方式、支座设计、伸缩缝设计等。
可以使用合适的构造材料和方法，保证梁的安全和可靠性。
10. 施工图设计：根据上述设计结果，绘制出详细的施工图纸，包括平面图、剖面图、构件图、连接图等。
可以使用CAD等工具进行绘制和标注，使施工图满足施工和监理的要求。
以上是预应力混凝土简支T梁课程设计的一般步骤，具体设计中需要深入研究和分析实际情况，并按照相关规范和标准进行设计。
【桥梁工程】预应力混凝土T梁课程设计
-- 桥梁工程课程设计姓名：XXX学号：1023XXXX班级：土木XXXX班指导老师：XXXX学院：土木建筑工程学院时间：20XX年XX月目录一、设计资料及构造布置 (1)1、设计资料 (1)2、构造布置 (1)二、截面主要尺寸拟定 (2)1、主梁高度 (2)2、主梁其他尺寸 (2)三、桥面板内力计算 (3)1、永久荷载作用 (3)2、可变作用 (4)3、作用效应组合 (5)四、主梁内力计算 (5)1、永久作用 (5)2、可变作用 (6)3、主梁作用效应组合 (20)五、预应力筋的估算及布置 (22)1、跨中截面预应力钢束的估算 (22)2、预应力钢筋的布置 (23)六、截面几何特性计算 (27)七、钢束预应力损失估算 (29)σ (29)1、预应力钢筋和管道间摩擦引起的预应力损失1lσ） (30)2、锚具变形，钢丝回缩引起的应力损失（2lσ） (31)3、预应力钢筋分批张拉时混凝土弹性压缩引起的应力损失（4lσ） (31)4、钢筋松弛引起的预应力损失（5lσ (32)5、混凝土收缩、徐变引起的损失6l八、截面强度检算 (34)1、正截面强度计算 (34)2、斜截面强度验算（以支点截面为例） (35)九、抗裂验算 (35)1、作用短期效应组合作用下的正截面抗裂验算 (36)2、作用短期效应组合作用下的斜截面抗裂验算 (36)十、挠度计算 (38)一、设计资料及构造布置1、设计资料(1)桥跨及桥宽计算跨径：l=22mp桥面净空：(2)设计荷载：公路Ⅱ级荷载；人群荷载：3.5kN/m2；人行道荷载取13kN/m。
(3)材料参数：混凝土：主梁用C50，桥面铺装采用C40。
预应力钢筋应采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）的s 11.1钢绞线，每束7根。
全梁配3束，抗拉强度标准值，抗拉强度设计值，公称面积74.2mm2；锚具采用夹板式群锚。
普通钢筋直径大于和等于12mm的采用HRB400钢筋，直径小于12mm的均采用HRB335钢筋。
30米预应力混凝土T型简支梁桥课程设计
30米预应力混凝土T型简支梁桥课程设计1. 引言本文档旨在介绍一个关于设计30米预应力混凝土T型简支梁桥的课程设计。
设计的主要目标是满足承载能力、稳定性和耐久性要求，同时考虑施工可行性和经济性。
2. 桥梁参数•梁长：30米•梁宽：3米•梁高：1.5米•荷载要求：根据设计要求和规范确定3. 结构设计3.1 梁截面设计根据桥梁的跨度和荷载要求，选择适当的梁截面形式。
本设计选择T型梁截面，可以提供足够的强度和刚度，同时便于施工。
T型梁的下翼缘和上翼缘由3层混凝土构成，钢筋混凝土梁板和纵向预应力钢筋共同工作。
采用预应力设计可以提高梁的承载能力和延性，确保桥梁的安全性。
3.2 荷载分析根据设计要求和规范，确定桥梁的荷载特性和组合荷载。
荷载分析是桥梁设计的重要部分，需要考虑静力和动力荷载以及其组合。
静力荷载包括自重、活荷载和永久荷载等。
动力荷载包括风荷载和地震荷载等。
组合荷载需按照规范要求进行合理组合。
3.3 预应力设计预应力设计是为了提高桥梁的承载能力和延性，减小变形和裂缝。
预应力可以通过施加预应力钢筋或预应力束来实现。
预应力设计需要确定预应力钢筋的数量、强度和布置方式。
预应力筋的预应力张拉和锚固需要注意施工的可行性和安全性。
4. 施工可行性和经济性考虑在桥梁设计中，施工可行性和经济性也是需要考虑的重要因素。
设计应该遵循合理、规范的施工要求，确保桥梁的安全性和质量。
施工可行性考虑方面包括施工工艺、材料选用、施工方法和设备等。
经济性考虑方面包括成本控制、材料节约和工期等。
5. 结论本文档详细介绍了30米预应力混凝土T型简支梁桥的课程设计。
设计中考虑了梁截面设计、荷载分析、预应力设计以及施工可行性和经济性的要求。
通过合理的设计和施工，可以确保桥梁的安全性和可靠性。
结构设计原理课程设计--预应力钢筋混凝土梁等截面简支空心板
结构设计原理课程设计--预应力钢筋混凝土梁等截面简支空心板概述本文档旨在介绍预应力钢筋混凝土梁等截面简支空心板的结构设计原理以及相关设计要点。
该设计旨在提供一种经济高效的结构方案，以满足特定的工程需求。
设计原理预应力钢筋混凝土梁等截面简支空心板的设计原理基于以下几个关键要点：1. 梁的受力机制在设计过程中，首先要理解梁的受力机制。
预应力钢筋的施加可以通过提供预先的应力来抵消梁在使用过程中所受到的荷载。
这样可以增加梁的承载能力和破坏韧性，使结构更加安全可靠。
2. 简支空心板的结构特点简支空心板是一种具有中空截面的结构形式。
它的截面形状可以根据工程要求的荷载情况进行合理设计。
中空结构可以减少自重，提高整体刚度，同时也方便了各类管线的铺设。
3. 预应力钢筋的设计与施工预应力钢筋的设计要遵循相关的强度和稳定性要求，并按照相应的构造规范进行布置。
施工过程中，需要控制预应力钢筋的张拉和锚固，确保预应力效果的准确达到设计要求。
设计要点在进行预应力钢筋混凝土梁等截面简支空心板的设计时，需要注意以下几个关键要点：1. 结构荷载的计算与分析：合理计算和分析结构所受到的活载、恒载和温度变形等荷载的作用，以确定预应力钢筋的设计强度和数量。
2. 预应力钢筋的布置：根据结构的特点和工程要求，合理布置预应力钢筋的位置和数量，以提高梁的整体承载性能。
3. 梁截面的选择和设计：根据结构需求和施工条件，选择适当的梁截面形状，并进行相应的强度与稳定性计算。
4. 锚固系统的设计：设计适当的预应力钢筋锚固系统，以确保预应力张拉过程中的稳定性和可靠性。
5. 监测与维护：在梁的使用过程中，需要进行监测与维护工作，及时发现和解决问题，保证结构的安全性和可靠性。
结论预应力钢筋混凝土梁等截面简支空心板在结构设计中具有诸多优势，能够满足工程对结构强度和稳定性的要求。
通过合理的设计原理和设计要点的应用，可以实现高效经济的设计方案。
> 注意：本文档提供的内容仅供参考，实际的设计需根据具体工程要求和相关规范进行详细分析和计算。
预应力混凝土简支T梁课程设计
应变与位移关系：
x
z
2w x 2
y
z
2w y2
xy
2z
2w
x y
G-M法计算原理
M x
zdz
h 2
h 2
x
M y
zdz
h 2
h 2
y
M xy
zdz
h 2
h 2
xy
内力与位移关系：
M x
h 2
h 2
x zdz
( Dx
2w x 2
D1
2w
（2）预应力筋 纵向预应力束采用7Ф5mm高强度低松弛预应力钢绞线，
每束6根，钢绞线技术标准应符合《预应力混凝土用钢绞 线》（GB/T5224-2003），公称直径Фs15.2mm，标准强度 fpk=1860MPa，弹性模量Ep＝1.95x105MPa，单股面积Ay＝ 139mm2，
二、基本资料
（3）普通钢筋 直径小于12mm的采用R235钢筋，符合国家标准《钢筋
预应力工艺，预制段翼缘板宽度为1.8m左右， 混凝土强度达到设计强度75％以上开始施加预应力，
采用YCW150B型千斤顶两端同时张拉， 张拉完成24小时内采用真空压浆工艺进行波纹管内混
凝土的压浆，
三、基本内容
1、主梁构造尺寸拟定； 2、毛截面几何特性计算； 3、截面内力计算； 4、钢束面积估算； 5、钢束布置； 6、主梁截面特性计算； 7、预应力损失计算； 8、截面强度验算；
四、计算指导书
（一）主梁构造尺寸拟定 7、横隔梁
高度以跨中横梁和下马蹄相交为准；厚度15cm；支点 处横梁高度可以与梁高一致， 8、纵向截面尺寸变化
在梁端锚固区，为了布置锚具与满足局部承压的需要， 常按构造要求将腹板加厚至与马蹄同宽，而马蹄的高度应 随着预应力筋的弯起而逐渐加高，
长安大学预应力课程设计
长安大学预应力课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握预应力原理，理解预应力混凝土结构的设计方法；2. 了解预应力混凝土结构的施工工艺及质量控制要点；3. 掌握预应力筋的计算和预应力损失的估算方法；4. 了解预应力混凝土结构在工程中的应用和发展趋势。
技能目标：1. 能够运用预应力原理进行简单预应力混凝土结构的设计；2. 能够分析预应力混凝土结构施工中可能出现的问题，并提出解决方案；3. 能够运用所学知识对实际工程案例进行评价和分析；4. 能够熟练使用相关软件进行预应力计算和绘图。
情感态度价值观目标：1. 培养学生的工程意识，使其认识到预应力技术在现代工程建设中的重要性；2. 增强学生的创新意识，鼓励他们在预应力混凝土结构设计中提出新思路；3. 培养学生的团队合作精神，提高他们解决实际工程问题的能力；4. 增强学生的环保意识，让他们在设计过程中注重材料的使用和节能环保。
课程性质：本课程为长安大学土木工程专业的一门专业课程，旨在培养学生掌握预应力技术的基本理论、设计方法和施工工艺。
学生特点：学生已具备一定的力学基础和混凝土结构知识，具有较强的学习能力和实践能力。
教学要求：结合实际工程案例，采用理论教学与实际操作相结合的方式，注重培养学生的动手能力和创新意识。
通过课程学习，使学生能够将预应力技术应用于实际工程中，为未来从事相关工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 预应力原理及材料性能- 预应力基本概念、分类及作用机理；- 预应力混凝土材料性能，包括钢筋、预应力筋、混凝土等；- 教材第二章第一至第三节。
2. 预应力混凝土结构设计- 预应力混凝土结构设计原理和方法；- 预应力混凝土构件的承载力、稳定性及裂缝控制；- 教材第二章第四至第六节。
3. 预应力混凝土结构施工- 预应力混凝土结构的施工工艺及质量控制；- 预应力筋的张拉、锚固及防护；- 教材第三章第一至第四节。
4. 预应力损失及计算- 预应力损失的原因、分类及影响因素；- 预应力损失的计算方法及实例分析；- 教材第四章第一至第三节。
混凝土课程设计预应力梁
混凝土课程设计预应力梁一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握预应力混凝土梁的基本原理和设计方法，能够分析预应力混凝土梁的受力性能，并熟练运用相关软件进行预应力混凝土梁的设计和计算。
具体来说，知识目标包括：1.了解预应力混凝土梁的定义和分类；2.掌握预应力混凝土梁的设计原理和计算方法；3.了解预应力混凝土梁的施工技术和质量控制。
技能目标包括：1.能够运用相关软件进行预应力混凝土梁的设计和计算；2.能够分析预应力混凝土梁的受力性能，并判断其安全性；3.能够根据设计要求，选择合适的预应力混凝土梁施工技术。
情感态度价值观目标包括：1.培养学生对混凝土工程技术的兴趣和热情；2.培养学生对工程质量和安全的责任感；3.培养学生团队合作和解决问题的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括预应力混凝土梁的定义和分类、设计原理和计算方法、施工技术和质量控制。
具体来说，教学大纲如下：1.预应力混凝土梁的定义和分类：介绍预应力混凝土梁的基本概念，以及不同类型预应力混凝土梁的特点和应用；2.设计原理和计算方法：讲解预应力混凝土梁的设计原理，包括荷载作用、内力分析、应力计算等，并介绍常用的计算方法；3.施工技术和质量控制：介绍预应力混凝土梁的施工技术，包括预应力施加、模板安装、混凝土浇筑等，并讲解质量控制的方法和要点。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
具体来说，教学方法如下：1.讲授法：通过讲解预应力混凝土梁的基本概念、设计原理和计算方法，使学生掌握相关理论知识；2.讨论法：学生进行小组讨论，探讨预应力混凝土梁的设计和施工技术，培养学生的团队合作和解决问题的能力；3.案例分析法：分析实际工程中的预应力混凝土梁案例，使学生能够将理论知识应用于实际工程中；4.实验法：安排实验环节，让学生亲自动手进行预应力混凝土梁的实验操作，增强学生的实践能力和实验技能。
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课程设计任务书一、课程设计的内容根据给定的桥梁基本设计资料（主要结构尺寸、计算内力等）设计预应力混凝土简支T 形主梁。
主要内容包括：1．预应力钢筋及非预应力钢筋数量的确定及布置； 2．截面几何性质计算；3．承载能力极限状态计算（正截面与斜截面承载力计算）； 4．预应力损失估算；5．应力验算（短暂状况和持久状况的应力验算）；6．抗裂验算（正截面与斜截面抗裂验算）或裂缝宽度计算； 7．主梁变形（挠度）计算； 8．锚固局部承压计算与锚固区设计； 9．绘制主梁施工图。
二、课程设计的要求与数据通过预应力混凝土简支T 形梁桥的一片主梁设计，要求掌握设计过程的数值计算方法及有关构造要求规定，并绘制施工图。
要求：设计合理、计算无误、绘图规范。
（一）基本设计资料1．设计荷载：公路—Ⅰ级荷载，人群荷载3.52kN/m ，结构重要性系数0γ=1.0 2．环境标准:Ⅱ类环境 3．材料性能参数 （1）混凝土强度等级为C50，主要强度指标为：强度标准值 ck f =32.4MPa ，tk f =2.65MPa 强度设计值 cd f =22.4MPa ，td f =1.83MPa弹性模量 c E =3.45⨯410MPa（2）预应力钢筋采用ASTM A416—97a 标准的低松弛钢绞线（1⨯7标准型）， 其强度指标为：抗拉强度标准值 pk f =1860MPa 抗拉强度设计值 pd f =1260MPa弹性模量 p E =1.95⨯510MPa相对界限受压区高度 b ξ=0.4，pu ξ=0.2563 公称直径为15.24mm ，公称面积为140mm2（3）非预应力钢筋1）纵向抗拉非预应力钢筋采用HRB400钢筋，其强度指标为：抗拉强度标准值 sk f =400MPa 抗拉强度设计值 sd f =330MPa弹性模量 s E =2.0⨯510MPa相对界限受压区高度 b ξ=0.53，pu ξ=0.1985 2）箍筋及构造钢筋采用HRB335钢筋，其强度指标为： 抗拉强度标准值 sk f =335MPa 抗拉强度设计值 sd f =280MPa弹性模量 s E =2.0⨯510MPa 图1 主梁跨中截面尺寸（尺寸单位：mm ）4．主要结构尺寸主梁标准跨径k L =25m ，梁全长24.96m ，计算跨径f L =24.3m 。
主梁高度h =1400mm ，主梁间距S =1600mm ，其中主梁上翼缘预制部分宽为1580mm ，现浇段宽为20mm ，全桥由9片梁组成。
主梁跨中截面尺寸如图1所示。
主梁支点截面或锚固截面的梁肋宽度为360mm 。
（二）内力计算结果摘录 各种情况下的组合结果见表。
（三）施工方法要点后张法施工，采用金属波纹管和夹片锚具，钢绞线采用TD双作用千斤顶两端同时张拉，当混凝土达到设计强度时进行张拉，张拉顺序与钢束序号相同。
（四）设计要求1．方案一：按全预应力混凝土设计预应力混凝土T形主梁。
2．方案二：按部分预应力混凝土A类构件设计预应力混凝土T形主梁。
3．方案三：按部分预应力混凝土B类构件（允许裂缝宽度为0.1mm）设计预应力混凝土T形主梁。
※学生应按指导教师要求选择其中一个方案进行设计。
三、课程设计应完成的工作1．编制计算说明书；2．绘制施工图（主要包括：主梁支点横断面图、主梁跨中横断面图、主梁钢束布置图、主梁钢束数量表等，根据设计内容自己决定）。
五、应收集的资料及主要参考文献[1]叶见曙.结构设计原理(第三版).北京:人民交通出版社,2016[2]张树仁等.钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理.北京:人民交通出版社,2004[3]中华人民共和国行业标准.公路钢筋混凝土及预应力桥涵设计规范(JTG D62-2004).北京:人民交通出版社,2004[4]闫志刚主编.钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥结构设计.北京:机械工业出版社,2009[5]易建国主编.混凝土简支梁(板)桥(第三版).北京:人民交通出版社,2006[6]胡兆同,陈万春.桥梁通用构造及简支梁桥.北京:人民交通出版社,2001[7]白宝玉主编.桥梁工程.北京:高等教育出版社,2005方案二：部分预应力混泥土A 类简支梁设计主梁尺寸如下图：1.主梁全截面几何特性1.1受压翼缘有效宽度f b '，的计算按《公路桥规》规定，T 形截面梁受压翼缘有效宽度f b '，取下列三者中的最小值： (1) 简支梁计算跨径的l/3，即l/3=24300/3=8100mm ； (2) 相邻两梁的平均间距，对于中梁为1600mm ；(3) ()f h h b b '++122,式中b=160 mm ,h b = 0 mm ,f h '= (80+180)/2 =130 mm ；所以，()f h h b b '++122 = 160+0+12×130 =1720 mm 故，受压翼缘的有效宽度取f b '=1600mm1.2全截面几何特性的计算这里的主梁几何特性采用分块数值求和法，其计算式为 全截面面积：∑=IAA全截面重心至梁顶的距离：i iu A yy A=∑式中 i A —— 分块面积—— 分块面积的重心至梁顶边的距离如右图所示，对T 形梁跨中截面进行分块分析，分成5大块进行计算，分别计算它们底面积与性质，计算结果列于下表。
根据整体图可知，变化点处的截面几何尺寸与跨中截面相同，故几何特性也相同，主梁跨中截面的全截面几何特性如表1所示。
`跨中截面与L/4截面全截面几何特性 表12.预应力钢筋及非预应力钢筋数量的确定及布置2.1预应力钢筋数量的确定按构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量对于A 类部分预应力混凝土构件，根据跨中截面抗裂要求，可得跨中截面所需的有效预应力为We Af W M N p tks pe +-≥17.0/式中的s M 为正常使用极限状态按作用（或荷载）短期效应组合计算的弯矩值；由资料得：Q2k Q1k G2k G1k S 17.0)(M M M M M ++++=μ= 842.56+480.51+0.7×1342.92/1.193+139.48 = 2250.52 MPa设预应力钢筋截面重心距截面下缘为 p a =120 mm ，则预应力钢筋的合理作用点至截面重心轴的距离为p b p a y e -==776mm ，65.2=tk f Mpa由表1得跨中截面全截面面积 A =4582002m m ，全截面对抗裂验算边缘的弹性抵抗矩为：==b y I W /109.981×910/896 = 122.747610⨯ 3mm ，所以有效预加力合力为：666610995.110747.122/746458200/165.27.010747.122/1052.225017.0/⨯=⨯+⨯-⨯⨯=+-≥We Af W M N ptk s pe预应力钢筋的张力控制应力为=⨯==186075.075.0pk con f σ1395 Mpa 预应力损失按张拉控制应力的20%估算，则可得需要预应力钢筋的面积为26776.178713958.010995.1)2.01(mm N A conpe p =⨯⨯=-=σ 拟采用3束5400HRB j φ刚绞线，单根钢绞线的公称截面面积,14021mm A p =则预应力钢筋的截面积为2210014053mm A p =⨯⨯=，采用夹片式锚固，70φ金属波纹管成孔。
2.3预应力钢筋及普通钢筋的布置（1）按照后张法预应力混凝土受弯构件《公路桥规》中的要求，参考已有设计图纸，对跨中截面的预应力钢筋进行布置。
如图所示，预应力钢筋与普通钢筋的布置截面图。
跨中截面尺寸要素钢束在端部的锚固位置预制梁端部（2）其他截面钢束位置及倾角计算①钢束弯起形状、弯起角及弯曲半径采用直线段中接圆弧曲线段的方式弯曲；为使预应力钢筋的预加力垂直作用于锚垫板，N1、N2、N3弯起角均取8°；各钢束的弯曲半径为：RN1=40000mm，RN2=25000mm，RN3=10000mm。
②钢束各控制点位置的确定。
以N3为例，其弯起布置图如下：计算N1、N2、N3各控制参数汇总于下表2：各钢束弯曲控制要素表 表2③各截面钢束位置（ ai ）及其倾角（θ）计算表表3④钢筋束平弯段的位置及平弯角N1、N2、N3三束预应力钢绞线在跨中截面布置在同一水平面上，而在锚固端三束钢绞线则都在肋板中心线上，为实现钢束的这种布筋方式，N2、N3在主梁肋板中必须从两侧平弯到肋板中心线上，为了便于在施工中布置预应力管道，N2、N3在梁中的平弯采用相同的形式，其平弯位置布置图如下所示。
平弯段有两段曲线弧，每段曲线弧弯曲角为θ=584.41808000640=∏⨯°2.4按构件承载能力极限状态要求估算按非预应力钢筋数量：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mm a h h 132********=-=-=先假定为第一类T 形截面，由公式)2(0'0xh x b f M r f cd d -≤计算受压区高度x ，即 )21320(16004.221099.36230.16x x -⨯=⨯⨯解得：mm h mm x f 12979'=<=根据正截面承载力计算需要的非预应力钢筋截面积为2'70.561330210012607916004.22mm f A f x b f A sdppd f cd s =⨯-⨯⨯=-=采用5根直径为12mm 的HRB400钢筋，提供的钢筋截面面积为2566mm A s =。
在梁底布置成一排如图，其间距为70MM ，钢筋重心到底边的距离mm a s 45=。
其布置图如下：3主梁截面几何特性计算各控制截面不同阶段的截面几何特性汇总表 表44，持久状况下截面承载能力极限状态计算4.1.正截面承载力计算取弯矩最大的跨中截面进行正截面承载力计算(1) 求受压区高度x先按第一类T 形截面梁，略去构造钢筋影响，计算混凝土受压区高度x 为mm h mm b f A f A f x f fcd ssd p pd 1297916004.2256633021001260''=<=⨯⨯+⨯=+=受压区全部位于翼缘板内，说明设计梁为第一类T 形截面梁。
(2)正截面承载力计算预应力钢筋和非预应力钢筋的合理作用点到截面底边距离为mm A f A f a A f a A f a ssd p pd ss sd p p pd 1.115566330210012604556633012021001260=⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=++=所以 mm a h h 9.12841.11514000=-=-=根据资料可知，梁跨中截面弯矩组合设计值m kN M d ⋅=99.3623。