预应力空心板配筋计算

第6章预应力空心板配筋计算

基本数据

门机轨道之间棉板采用先张法预应力钢筋混凝土空心板。净跨度6100mm。

(1)、构件尺寸

板长6500mm，板宽2400mm，圆形开孔直径300mm，共5个孔。

图6—1 板断面

简支板计算跨度

①弯矩计算

取L=L

+h=6100+500=6600(mm)

L<(L

+e)=6100+200=6300(mm)

故取L=6300mm

②剪力计算

取L=L

=6100(mm)

(2)、材料

混凝土强度等级C40，混凝土重度γ=24KN/m3 ,钢筋混凝土重度γ=25KN/m3；混凝土

抗压强度设计值f

c =，标准值f

kc

=27MPa；混凝土抗拉强度设计值f

t

= MPa，标准值f

kc

=。

预应力钢筋采用冷拉Ⅲ级钢筋，强度设计值f

py =420 MPa，标准值f

pyk

=500 MPa。箍筋、

吊环采用Ⅰ级钢筋，强度设计值f

y

=210 MPa。

(3)、施工条件

先张法，放松预应力钢筋时的混凝土强度按规范⑸第6.1.3条取C40的倍，为30MPa。

(4)、作用

①永久作用G标准值(忽略齿缝时的每米宽度板重)

1

q=⨯⨯⨯⨯2q面层)=××25÷=

②可变作用标准值

a、堆货荷载：

3

q=30KN/m2

b、15t汽车荷载

汽车资料由《港口工程荷载规范》⑷查得(图9-2)：

汽车总重力150KN；

后轴重力标准值100KN，前轴重力标准值50KN；

轴距4.0m ，轮距1.8 m ； 车辆外型尺寸7m ⨯2.5m ；

按规范⑷，相邻两辆车(<30t)横向间距不应小于0.1m ，纵向前后两辆车的轴距不应小于4.0m 。

前轴后轴

A B

C

D V

700400

180250

a 0

b 0a 1

b 1

a 1

h s

b 0

b 1

h s

a 0

图6-2 图6-3

荷载传递宽度计算(图6-3)： 单轮，平行板跨方向

a 0=200mm ，h S =100mm a 1=a 0+2h S =200+2⨯100=400mm 单轮，垂直板跨方向

b 0=500mm ，h S =100mm b 1=b 0+2h S =500+2⨯100=700mm 由上知，各轮之间荷载传递没有重叠部分。

剪力计算：(按两辆车垂直板跨方向并行时算，布置见图6-4)

a

0P A

P B P B P A

a

a

0a

a

1

a

1

a

1

a

1

图6-4

平行板跨方向，a s =a 0=400mm

垂直板跨方向，(荷载于支座附近x=200/2=100mm) B 1=700mm ，h 0=100+500=600mm b sc = b 1++=700+⨯+⨯=1810mm

当轮B 在支座附近时荷载强度标准值： q B =(100000/2)/(400⨯1810)= MPa 对应的其它轮子的荷载强度标准值 ： ｑA = q B ⋅= q A ⋅

= MPa

(5)、承载能力极限状态作用效应持久组合

自重作用的分项系数γG =,堆货作用的分项系数γQ1 =,汽车荷载作用的分项系数γ

Q2

=，运输机械荷载作用分项系数γQ3 =，结构重要性系数γ0=。

①取自重作用效应与堆货作用效应组合设计值

=⨯81⨯⨯⨯8

1

⨯⨯⨯ N ⋅mm)

=(KN ⋅mm)

=⨯

21λ+⨯2

1

λ⨯3240 =⨯2

1⨯⨯⨯21

⨯⨯⨯取自重作用与板端汽车轮压力作用效应的剪力组合设计值

V=⨯2

1⨯⨯⨯⨯⨯⨯、正常使用极限状态作用效应组合

①作用的短期效应组合值

频遇值系数ψ1=。取自重q 和堆货作用q 1的标准值组合时的跨中弯矩组合值：

M S =81⨯⨯+⨯81

⨯⨯⨯⋅取自重q 和堆货作用q 1的标准值组合时的剪力组合值：

V S =2

1

⨯+⨯⨯⨯作用的长期效应(准永久)组合值

准永久值系数ψ2=。取自重作用q 和堆货作用q1的标准值组合时的跨中弯矩组合值： M 1=81⨯⨯+⨯81⨯⨯⨯⋅ 持久状况承载力计算

(1)、正截面受弯承载力计算

①截面换算

为了简化计算，将直径D=300mm 的圆孔换成矩形：

b 0== ⨯300=(mm) h 0== ⨯300=(mm)

将空心板换算为Ⅰ字形截面(图6-5)

b f ⋅

= b f =2400(mm)

h f

⋅= h f

=/2=(mm)

h=500 mm b=⨯=958(mm)

图6-5 空心板换算成的工字型截面

②判别T 形截面类型

取自重q 和堆货作用效应组合设计值。 混凝土C40 f C =(MPa)

为防止在放松下部预应力钢筋时，板顶部混凝土开裂，在板顶受压区配置预应力钢筋估算后选用冷拉Ⅲ级钢筋814，A P ⋅

=1231mm 2。

受拉区预应力钢筋的数量尚未确定，暂定全部预应力损失值为100 MPa ，即σ1=100