预应力混凝土课程设计计算书范本

7-30整理

全预应力混凝土简支梁

设计计算书

一、设计资料

-----------------------------------------------------2

二、计算荷载内力组合

-----------------------------------------3

三、预应力筋数量和位置确定

--------------------------------4

四、截面几何性质计算

-----------------------------------------9

五、承载能力极限状态验算

-----------------------------------10

六、预应力损失计算

--------------------------------------------13

七、正常使用极限状态计算

-----------------------------------17

八、持久状况应力验算

-----------------------------------------21

九、短暂状况应力验算

-----------------------------------------23

全预应力混凝土简支梁设计

一、设计资料

1、桥面净空：净9 + 2 ? 1m

2、设计荷载：城-A级车辆荷载，结构重要性指数?0 =

3、材料规格

（1）混凝土：C50级；

（2）预应力钢筋：1?7标准型T5224-1995钢绞线，抗拉强度标准值f pk = 1860MPa，抗拉强度设计值f pd = 1260MPa，弹性模量E p = ?105MPa；

（3）普通钢筋：纵向抗拉普通钢筋采用HRB335钢筋，箍筋及构造钢筋采用R235钢筋。

4、主要结构尺寸

主梁标准跨径L k = 32m，梁全长31.96m，计算跨径L f = 31.16m。

主梁高度h=1400mm，主梁间距S=2200mm，其中主梁上翼缘预制部分宽为1600 mm，现浇段宽为600mm，全桥由5片梁组成。

桥梁横断面尺寸如图1所示。

5、施工方式

主梁采用预制方式施工，后张法施加预应力。主梁安装就位后，现浇各梁间的60cm顶板接头混凝土。最后进行桥面系施工。

立面图

图1

支点断面

跨中断面

图2 桥梁横断面尺寸（单位：cm ）

6、荷载内力组合见下表：

按照学号修改后的内力计算结果为： 表1 恒载内力计算结果

表2 活载内力计算结果

注：（1）车辆荷载内力M Q 1K 、V Q 1K 中已计入冲击系数1+?=。

二、计算荷载内力组合

以下内力组合仅以跨中为例子带入公式，其它部位按公式使用计算机计算。 1、基本组合

k Q k Q k G mk G Pk G d M M M M M M 2121112.14.1)(2.1++++=

9.15712.14.15304.1)0.7758.2673.1983(2.1⨯+⨯+++⨯=

m kN ⋅=0.5918

k Q k Q k G mk G Pk G d V V V V V V 2121112.14.1)(2.1++++=

401.412.1161.894.1)000(2.1⨯+⨯+++⨯=

kN 8.129=

根据公式求出其它部位基本组合列于下表：

表3 荷载基本组合结果

2、短期组合

k Q k Q k G mk G Pk G S M M M M M M 2121117

.0)(+++++=μ

69.1281188.1/4.15307.0)0.7758.2673.1983(+⨯+++= m kN ⋅=3.4112

其它截面短期效应组合值见下表：

表4 荷载短期组合结果

3、长期组合

)1(

4.0)(21211k Q k Q k G mk G Pk G L M M M M M M +++++=μ

)69.1281188.1/4.1530(4.0)0.7758.2673.1983(+⨯+++= m kN ⋅=7.3624

其它位置长期效应组合值列于下表：

表5 荷载长期组合结果

三、预应力钢筋数量的确定及布置 锚固端截面和跨中截面如图所示：

图2

用cad 的查看能求得跨中截面381003.2mm W ⨯=，2629806mm A =，假设

mm a p 150=

mm y c 5.821=，mm y a e c p p 5.671=-=

支座断面4

11

102mm I z ⨯=，2

1070650mm A z =，

mm y 785=，

mm y 615'=，

首先，根据跨中正截面抗裂要求，确定预应力钢筋数量。为满足抗裂要求，所需的有效

预加力为)

1(85.0W

e A W M N p

S ep +≥，以上数据代入公式得： kN

.N )

..(...N ep

148684868078100325

67162980618501003210341128

8

6

==⨯+⨯⨯≥ 拟采用1?7标准型T5224-1995钢绞线，抗拉强度标准值f pk = 1860MPa ，抗拉

强度设计值f pd = 1260MPa ，弹性模量E p = ?105MPa ；预应力损失按张拉控制应力的20%估算，所需预应力钢绞线的根数为：

4.31139

1395)2.01(4868078

)(=⨯⨯-=

-=

p

l con pe

p A N n σσ，取32根。

采用4束8 预应力钢束，供给的预应力钢筋截面积为24448mm A p =，采用直径80mm 的金属波纹管成孔，预留管道外径为85mm 。实际提供的 计算截面上下核心距： 锚固端截面

mm cm Ay I K S 23881.2352

.785.1070620014220==⨯==

mm cm Ay I K X 3044.3049

.615.1070620014220'==⨯==

所以索界至核心的距离范围是（-304，238），所布置的预应力筋应在此范围内。 偏心距的下限计算

z

z z z Pe K G P K G p y mm y A I N M Ay I N M e >=⨯⨯+⨯=+=+≤

8731015

.82629816668580

100056001.3026111所以，只要预应力钢筋的形心在截面内都满足要求。

曲线平面内外管道的最小保护层厚度根据公式计算得：

2

'266.0s

cu

d

in d f r P C -

≥

028.096

.319

.0=≈

β，