预应力计算书

预应力结构设计计算书
一. 工程概况
xxxxxxx技术中心，为解决25.2米大跨度梁的挠度和裂缝问题，在框架梁中采用后张有粘结预应力技术，梁的抗裂等级按0.10mm裂缝宽度限值进行裂缝控制。

二. 材料
（1）混凝土：预应力结构混凝土强度等级为C40，f ck=26.8N/mm2，f c=19.1N/mm2，f tk=2.39N/mm2，f t=1.71N/mm2。

预应力张拉时要求混凝土强度达到设计强度的80%。

（2）预应力钢绞线：公称直径15.24mm，极限强度标准值为1860MPa，低松弛钢绞线；f ptk=1860N/mm2，f py=1320N/mm2，张拉控制应力取钢绞线强度标准值的75%，即1395Mpa。

（3）普通钢筋：梁中受力钢筋采用Ⅲ级钢。

（4）锚具：张拉端采用QM15系列夹片式锚具，固定端QMJ15－1型挤压式锚具。

三. 预应力设计依据
（1）设计依据：
1）《混凝土结构设计规范》GB50010-2002；
2）上海市《预应力混凝土结构设计规程》DBJ08-69-97；
3）设计院提供的PKPM模型数据文件及荷载条件。

（2）抗裂控制等级：
本工程预应力结构的抗裂控制标准采用三级抗裂，即在施工阶段及正常使用阶段预应力结构在荷载效应标准组合作用下允许开裂，但裂缝宽度不超过0.10mm：
即荷载效应标准组合作用下，预应力构件边缘混凝土拉应力σ≤混凝土容许名义拉应力[σ]（计算[σ]时考虑构件高度修正系数及截面受拉区设有非预应力筋时的容许名义拉应力增量）
四. 预应力梁设计计算
采用荷载效应标准组合进行正常使用阶段裂缝验算，同时进行施工阶段裂缝
验算，并验算梁的抗弯极限承载力。

计算以下三种工况下梁的控制弯矩：
工况1：荷载效应标准组合（恒载＋活载）＋预应力等效荷载 工况2：自重＋预应力等效荷载
工况3：荷载设计值（1.2×恒载＋1.4×活载）
（一）抗裂验算 a 正常使用阶段抗裂验算
正截面抗裂验算
在正常使用极限状态下，标准荷载组合与预应力等效荷载共同作用下（工况1）的截面纤维拉应力计算公式为：
A
N I
y M M pe t
p sk ct -
-=
)(σ
M sk 为荷载效应标准组合下的弯矩；M p 为预应力综合弯矩；N pe 为计算截面处预应力有效预加力。

根据梁普通钢筋配筋率及梁截面高度计算梁跨中及支座名义拉应力允许限值：[]1000.47.01.4⨯⨯+⨯=ρσ。

（以C40混凝土、0.1mm 裂缝宽度、构件高度修正系数0.7计算，ρ为受拉区非预应力筋面积与混凝土截面积的百分比）
2表内列出的截面纤维拉应力按照现浇混凝土实际截面计算。

由计算结果可知，正截面抗裂验算满足要求。

b 施工阶段抗裂验算。

在结构自重及预应力等效荷载共同作用下（工况2）梁的内力均小于荷载效应标准组合及预应力等效荷载共同作用下的梁的内力，结构满
足抗裂要求。

（二） 极限承载力验算 a 抗弯承载力验算
抗弯承载力计算按照混凝土结构设计规范（GB 50010-2002）规定计算：
)()()(2'0'
''0'0''01p p py p s s y c a h A f a h A f x h bx f M ----+⎪⎭⎫ ⎝
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py p p py s y s y c A f A f A f A f bx f -++-=σα 预应力梁普通钢筋配筋数量见结构施工图。

在工况3作用下预应力梁各控制截面弯矩组合值及极限承载力计算值如下表所示：
b 其它参数验算
表3 抗震参数验算
由上表可知，抗震参数满足：
（1）考虑受压钢筋的梁端受压区高度035.0h x ≤
（2）纵向受拉钢筋按非预应力钢筋抗拉强度计算值折算的配筋率不大于2.5% （3）梁端配筋强度比
75.0≤+s
y p py p py A f A f A f
c 抗剪承载力验算
抗剪承载力可满足要求。

d 局部承压验算
预应力混凝土等级为C40，张拉端部配置螺旋筋，局部承压满足要求。