预应力混凝土A类结构设计原理课程设计

本科课程设计

预应力混凝土简支梁设计

2011 年1 月9 日

目录

广东工业大学课程设计任务书----------------------------------------- 2部分混凝土A类简支梁设计-------------------------------------------- 7

1.主梁全截面几何特性-------------------------------------------------------- 7

1.1受压翼缘有效宽度的计算 ----------------------------------------------- 7

1.2全截面几何特性的计算 ------------------------------------------------- 7

2.预应力钢筋及非预应力钢筋数量的确定及布置----------------------------------- 8

2.1预应力钢筋数量的确定 ------------------------------------------------- 8

2.2普通钢筋数量的确定 --------------------------------------------------- 9

2.3预应力钢筋及普通钢筋的布置 ------------------------------------------ 10

3.主梁截面几何特性计算----------------------------------------------------- 11

4.承载能力极限状态计算----------------------------------------------------- 11

4.1正截面承载力计算 ---------------------------------------------------- 11

4.2斜截面承载力计算 ---------------------------------------------------- 12

5.钢束预应力损失估算------------------------------------------------------- 13

5.1预应力钢筋与管道间摩擦引起的预应力损失 ------------------------------ 13

5.2锚具变形、钢丝回缩引起的应力损失 ------------------------------------ 14

5.3预应力钢筋分批张拉时混凝土弹性压缩引起的应力损失 -------------------- 15

5.4.钢筋松弛引起的预应力损失 ------------------------------------------- 16

5.5混凝土收缩、徐变引起的损失 ------------------------------------------ 16

5.6预应力收缩组合 ------------------------------------------------------ 17

6.应力验算----------------------------------------------------------------- 17

6.1短暂状况的正应力验算 ------------------------------------------------ 17

6.2持久状况的正应力验算 ------------------------------------------------ 18

6.2.1跨中截面混凝土正应力验算 -------------------------------------- 18

6.2.2持久状况下预应力钢筋的应力验算 -------------------------------- 18 6.3持久状况下的混凝土主应力验算---------------------------------------- 19 7．抗裂性验算--------------------------------------------------------------- 20

7.1作用短期效应组合作用下的正截面抗裂性验算 ---------------------------- 20

8.主梁变形（挠度）计算----------------------------------------------------- 21

8.1使用阶段的挠度计算 -------------------------------------------------- 21

8.2预加力引起的反拱计算及预拱度的设置 ---------------------------------- 22 9锚固区局部承压计算-------------------------------------------------------- 22

9.1局部受压区尺寸要求 -------------------------------------------------- 22

9.2局部抗压承载力计算 -------------------------------------------------- 23

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．桥面净空：净14+2⨯1.0m

2．设计荷载：公路—Ⅰ级荷载，人群荷载3.52

kN/m ，结构重要性系数0γ=1.0

3．环境标准:Ⅱ类环境

4．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