预应力混凝土简支梁设计_设计说明

PC 简支梁设计

理工大学

建筑工程学院

班级：土木09—3班

学号：0915020315

设计人：宋佳楠

预应力混凝土简支梁设计

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0γ=1.1

3. 材料性能指数 （1） 混凝土

强度等级为C40，主要强度指标为：

强度标准值 ck f =26.8MPa ,tk f =2.4MPa 强度设计值 cd f =18.4MPa ，td f =1.65MPa 弹性模量 c E =3.25×4

10MPa

（2） 预应力钢筋采用1× 7标准型15.2-1860-Ⅱ-GB/T5224-1995钢绞线，其强度指标为：

抗减强度标准值 pk f =1860MPa 抗拉强度设计值 pd f =1260MPa 弹性模量 p E =1.95×5

10MPa 相对界限受压区高度 b ξ=0.4 pu ξ=0.2563 （3） 普通钢筋

1） 纵向抗拉普通钢筋采用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 =2.0×5

10MPa 4. 主要结构尺寸

主梁标准跨径k L =30m,梁全长29.96m,计算跨径f L =29.16m

主梁高度h=1300mm,主梁间距S=2200mm,其中主梁上翼缘预制部分宽度为1600mm,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。

立面图

平面图

跨中断面

支点断面

图1 桥梁横断面尺寸（尺寸单位：cm）

5.力计算结果摘录

（1）恒载力

按预应力混凝土分阶段受力的实际情况，恒载力按下列三种情况分别计算：1）预制主梁（包括横隔梁）的自重

1p

g=15.3+1.35=16.66kN/m

2）现浇混凝土板的自重

1m

g=2.25kN/m

3）二期恒载（包括桥面铺装、人行道及栏杆）

2

g=6.27+0.24=6.51kN/m

表1 恒载力计算结果

截面位置距支点截面

的

距离x(mm)

预制梁自重现浇段自重二期恒载

弯矩剪力弯矩剪力弯矩剪力

1

G PK

M

（kN m

⋅）

1

G PK

V

（kN）

1

G mK

M

（kN m

⋅

）

1

G mK

V

kN

2

G K

M

(kN m

⋅)

2

G K

V

(kN)

支点0 0.00 194.32 0.00 26.25 0.00 75.94 变截面4600 752.87 133.01 101.68 17.67 294.19 51.98 L/4 7290 1062.44 97.16 143.49 13.12 415.16 37.97 跨中14580 1416.61 0.00 191.32 0.00 553.55 0.00

表2 活载力计算结果

截面位置距支点

截面的

距离

x(mm)

A级车道荷载人群荷载

最大弯矩最大剪力最大弯矩最大剪力1

Q K

M

kN m

⋅

对应V

(kN) 1Q K

V

(kN)

对应M

kN m

⋅

2

Q K

M对应

V

(kN)

2

Q K

V

(kN)

对应

M

kN m

⋅

支点0 0.00 257.53 312.21 0.00 0.00 13.6

2

13.62 0.00 变截面4600 805.07 161.00 188.93 869.04 59.38 11.511.73 53.9

注：1.车辆荷载力1Q K M 、1Q K V 中已计入冲击系数1+μ=1.1188

2.在计算变截面和L/4截面的力时，出现了最大剪力对应的弯矩值比最大弯矩值还要大的反常现象，这主要是由于按城—A 级荷载计算剪力时，取用的均布荷载比计算弯矩时取用的均布荷载相差较大所致。

(2)活载力

车辆荷载按密集运行状态A 级车道荷载计算，冲击系数1+ μ=1.1188。人群荷载按3.5kN/m 计算。

活载力以2号梁为准，跨中截面按刚接梁法计算横向分布系数，支点截面按杠杆法计算横向分布系数。 （3）力组合

1）基本组合（用于承载力极限状态计算）

d M =1.2（1G PK M +1G mK M +2G K M ）+1.41Q K M +1.122Q K M d V =1.2（1G PK V +1G mK V +2G K V ）+1.41Q K V +1.122Q K V 2） 短期组合（用于正常使用极限状态计算）

s M =（1G PK M +1G mK M +2G K M ）+0.7

11Q K M μ

++2Q K M

3）长期组合（用于正常使用极限状态计算）

L M =（1G PK M +1G mK M +2G K M ）+0.4（

11Q K M μ

++2Q K M ）

各种情况下的组合结果见表3