2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  混凝土橋課程設(shè)計計算書</p><p>  第一章 混凝土橋課程設(shè)計任務(wù)書</p><p>  1. 設(shè)計題目:客運專線40m預(yù)應(yīng)力混凝土雙線簡支箱梁設(shè)計</p><p><b>  2. 設(shè)計資料</b></p><p>  (1) 橋面布置如圖1所示,橋面寬度:12.6m;</p>

2、<p>  (2) 設(shè)計荷載:ZK活載;</p><p>  (3) 橋面二恒:190KN/m;</p><p> ?。?) 主梁跨徑:主梁全長40m;</p><p> ?。?) 結(jié)構(gòu)尺寸圖,根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁橋的構(gòu)造要求設(shè)計,可參照圖1。</p><p><b>  圖1 橋面布置圖</b><

3、/p><p><b>  3. 設(shè)計依據(jù)</b></p><p> ?。?)《鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范》(TB10002.1-2005);</p><p> ?。?)《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》TB10002.3-2005);</p><p>  (3)《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)函(2005

4、)157號);</p><p> ?。?)《新建鐵路橋上無縫線路設(shè)計暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)函(2003)205號); </p><p> ?。?)《高速鐵路設(shè)計規(guī)范(試行)》(TB 10621-2009);</p><p><b>  4. 設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>  (1)進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造布置并初步擬定各部分尺

5、寸。</p><p><b> ?。?)主梁的設(shè)計:</b></p><p>  <1> 主梁內(nèi)力計算</p><p>  <2> 主梁預(yù)應(yīng)力鋼筋配置及驗算</p><p>  <3> 行車道板內(nèi)力計算及設(shè)計</p><p>  <4> 繪制主梁設(shè)計

6、圖(包括主梁構(gòu)造圖和配筋圖)</p><p>  5. 設(shè)計成果要求:</p><p>  設(shè)計計算書:設(shè)計計算說明書用Word文檔或手寫。整個說明書應(yīng)滿足計算過程完整、計算步驟清 楚、文字簡明、符號規(guī)范的要求。封面、任務(wù)書和計算說明書用A4紙張打印,按封面、任務(wù)書、計算說明書的順序一起裝訂成冊,交指導(dǎo)老師評閱。</p><p>  圖紙:要求圖面整潔美觀,比例適當(dāng)

7、,圖中字體采用仿宋體,嚴(yán)格按制圖標(biāo)準(zhǔn)作圖。圖幅為A3圖。</p><p>  第二章 主梁縱向計算</p><p>  一、設(shè)計依據(jù)及設(shè)計資料</p><p><b>  1、設(shè)計依據(jù):</b></p><p>  (1)《鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范》(TB10002.1-2005);</p><p>

8、  (2)《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(TB10002.3-2005);</p><p> ?。?)《京滬高速鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)函(2004)157號)。</p><p><b>  2、設(shè)計條件:</b></p><p> ?。?)線路情況:有砟橋面,雙線,線間距5.8m;。</p><p>

9、; ?。?)環(huán)境類別及作用等級:環(huán)境作用等級為L1級;</p><p> ?。?)施工方法:支架現(xiàn)澆施工。</p><p><b>  3.結(jié)構(gòu)形式:</b></p><p> ?。?)截面類型為單箱單室等高度簡支箱梁,直線梁,梁端頂板、底板及腹板局部向內(nèi)側(cè)加強;</p><p> ?。?)橋跨布置:梁長為40m,計算跨

10、度為38.5m;</p><p> ?。?)橋面寬度:擋砟墻內(nèi)側(cè)凈寬9.6m,擋砟墻寬0.2m;人行道寬1.3m,人行道采用懸臂板方式;上頂板寬為12.6m。</p><p><b>  4、設(shè)計荷載:</b></p><p><b>  (1)恒載:</b></p><p> ?、俳Y(jié)構(gòu)構(gòu)件自重:按

11、《鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范》(TB10002.1-2005)第4.2.1條采用;</p><p>  ②附屬設(shè)施(二期恒載):二期恒載包括橋上軌道線路設(shè)備自重、道砟、防水層、人行道欄桿、擋砟墻、電纜槽及蓋板、電氣化立柱等附屬設(shè)施重量。橋面二期恒載取190+815/1000=190.815KN/m。</p><p><b> ?。?)活載:</b></p>&

12、lt;p> ?、倭熊囏Q向活載縱向計算采用ZK活載;</p><p>  ②列車豎向活載橫向計算采用ZK特種活載; </p><p>  ③橫向搖擺力:取100kN集中荷載作用在最不利位置,以水平方向垂直線路中線作用于鋼規(guī)頂面。</p><p> ?、苋诵械镭Q向靜荷載:按5kN/m。</p><p><b> ?。?)附加力:&

13、lt;/b></p><p> ?、亠L(fēng)力:風(fēng)力按《鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范》(TB10002.1-2005)第4.4.1條采用;</p><p> ?、诮Y(jié)構(gòu)溫度變化影響力:按《鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范》(TB10002.1-2005)辦理,整體升降溫25℃,縱向溫度荷載按頂板升溫5℃考慮。橫向計算按升溫、降溫兩種情況考慮溫度變化的影響力,其計算模式如下:</p><p&g

14、t;  圖1-1 溫度變化計算模式圖</p><p> ?、哿熊囍苿恿Γ簶蛏狭熊囍苿恿蜖恳Π磫尉€豎向靜活載的10%計算。</p><p><b> ?。?)特殊荷載:</b></p><p>  ①脫軌荷載:不計動力系數(shù),亦不考慮離心力,只考慮一線脫軌荷載,其他線路上不作用列車活載;</p><p> ?、诘卣鹆Γ喊?/p>

15、《鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范》辦理,地震基本烈度為七度。</p><p><b>  5、材料:</b></p><p>  (1)預(yù)應(yīng)力鋼筋:采用高強度低松弛鋼絞線,鋼絞線公稱直徑為15.2mm,公稱面積為140,規(guī)格為12-7φ5和15-7φ5;標(biāo)準(zhǔn)強度fpk=1860 MPa;1000h后應(yīng)力松弛率不大于4.5%。</p><p> ?。?)普

16、通鋼筋:當(dāng)鋼筋直徑大于等于10mm時,采用HRB335鋼筋;當(dāng)鋼筋直徑小于10mm時,采用Q235鋼筋。</p><p> ?。?)混凝土:現(xiàn)澆箱型梁采用C50混凝土,軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)值為33.5MPa,軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)值為3.1MPa。</p><p>  6、錨固及張拉體系:</p><p>  后張法施加預(yù)應(yīng)力。采用OVM錨,進(jìn)行兩端張拉。預(yù)應(yīng)力管道采用塑料波紋管成孔

17、,對規(guī)格為12-7φ5的鋼絞線,采用內(nèi)徑為90mm,外徑為106mm的波紋管;對規(guī)格為15-7φ5的鋼絞線,采用內(nèi)徑為100mm,外徑為116mm的波紋管。管道摩擦系數(shù)=0.2,管道偏差系數(shù)k=0.0015,錨具變形和鋼束回縮量為6mm。</p><p>  7、混凝土及鋼筋的各項數(shù)據(jù): </p><p> ?。?)預(yù)應(yīng)力鋼絞線:抗拉計算強度為,彈性模量為。在主力作用下,破壞強度安全系數(shù)K

18、=2.0,則鋼絞線的抗拉強度設(shè)計值應(yīng)為。</p><p> ?。?)普通鋼筋:對Q235鋼筋,彈性模量為;在主力作用下,其容許應(yīng)力為。對HRB335鋼筋,彈性模量為;在主力作用下,其容許應(yīng)力為。</p><p>  (3)混凝土:對C50混凝土,彈性模量為;其彎曲受壓及偏心受壓時的容許應(yīng)力,有箍筋及斜筋時的主拉應(yīng)力容許值為,純剪應(yīng)力容許值為,局部承壓應(yīng)力容許值為(A為計算底面積,Ac為局部

19、承壓面積)。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)重度按26計,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)重度按25計。</p><p><b>  二、結(jié)構(gòu)尺寸擬定</b></p><p><b>  1、梁高:</b></p><p>  由于設(shè)計受到中—活載強度、工后徐變等多方面制約,梁高經(jīng)過反復(fù)比選,最后確定為3.2m等高度梁。</p><p&

20、gt;<b>  2、上翼緣</b></p><p><b> ?。?)翼緣寬度:</b></p><p>  上翼緣懸臂寬度為3100mm,兩腹板間寬度為5286mm。</p><p><b> ?。?)翼緣厚度:</b></p><p>  按構(gòu)造要求,頂板厚度不得小于20

21、0mm 。故對人行道,受力較小,頂板厚度取為240mm;對行車道板,受力較大,在跨中頂板厚度取為340mm,在支點處則增大至750mm。</p><p><b>  3、腹板</b></p><p>  為保證腹板能夠承受相應(yīng)的剪力,構(gòu)造上要求腹板厚度不得小于150mm 。同時,為了能夠在腹板中布置預(yù)應(yīng)力鋼束,取跨中腹板厚度為550mm,支座處腹板厚度則增大至1060

22、mm。</p><p>  受彎構(gòu)件的翼緣應(yīng)在與腹板相交處設(shè)置梗肋。上、下翼緣梗肋之間的腹板高度,當(dāng)無預(yù)應(yīng)力豎筋時,不應(yīng)大于腹板厚度的15倍。故取上、下梗肋之間的腹板高度為1910mm 。</p><p><b>  4、下翼緣</b></p><p>  按構(gòu)造要求,底板厚度不得小于200mm ,且在箱梁的端部必須設(shè)置橫隔板。故在跨中,底板厚

23、度取為300mm,在支點處由于抗剪、抗彎的要求則增大至850mm。</p><p>  對于橋面的布置,可見下圖:</p><p>  圖2-1 橋面布置圖</p><p><b>  三、荷載內(nèi)力計算</b></p><p><b>  1、恒載</b></p><p> 

24、?。?)梁體自重g1:</p><p>  用CAD軟件對跨中截面和支座截面進(jìn)行面域計算可得:</p><p>  窄段截面(跨中截面)面積:;</p><p>  寬段截面(支座截面)面積:</p><p><b>  所以,</b></p><p>  取主梁的一半為研究對象,設(shè)寬段長度為7m

25、,窄段長度為13m,窄段截面在距支座中心線6.25m處開始發(fā)生變化,至距支座中心線1.25m處變化成寬段截面。由于主梁伸出支座段(伸出長度為0.75m)對于減小跨中截面彎矩有利,且其對支座截面產(chǎn)生的負(fù)彎矩(約為-112.19kN·m)也不是很大,所以,在計算主梁縱向受力時,忽略這部分恒載的作用。則:</p><p>  不均勻值:%=35.3%</p><p>  按照《鐵路橋涵

26、設(shè)計基本規(guī)范》(TB10002.1-2005)第4.2.1條第四點的規(guī)定,當(dāng)全跨度上的豎向恒載不均勻時,但實際的不均勻值與平均值相差不大于平均值的10%時,可按均勻計算。由于此處的不均勻值已經(jīng)超過10%,故不能采用均勻值計算。</p><p>  此時,應(yīng)采用對影響線分段加載的方法進(jìn)行計算。根據(jù)其豎向恒載的變化,可分三段加載,其加載情況如下圖:</p><p>  圖3.3 恒載分段加載

27、示意圖(單位:mm)</p><p>  ,其加載長度為26m;</p><p>  ,其加載長度均為6.25m。</p><p> ?。?)附屬設(shè)施(二期恒載):</p><p>  (3)恒載內(nèi)力計算公式:</p><p>  由于一恒分三段加載,故恒載計算值也應(yīng)分三段累加,其值計算如下:</p>&

28、lt;p>  此時,恒載內(nèi)力計算公式應(yīng)為:</p><p>  式中,、、分別為各恒載加載段對應(yīng)的影響線面積。</p><p>  2、活載(ZK活載)</p><p><b> ?。?)活載采用值:</b></p><p>  活載采用ZK活載,其換算均布荷載可在《京滬高速鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)函(2004)

29、157號)“附錄D ZK標(biāo)準(zhǔn)活載的換算均布荷載值”中查得。</p><p> ?。?)列車活載沖擊系數(shù):</p><p><b>  計算剪力時,;</b></p><p>  計算彎矩時,,為梁的加載長度(m)。</p><p><b>  對于本橋,</b></p><p&g

30、t;  計算時為了偏于安全,都取1.100。</p><p>  (3)活載內(nèi)力計算公式:</p><p>  活載內(nèi)力采用換算均布活載在影響線上加載計算求得,此外,根據(jù)《京滬高速鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)函(2004)157號)第6.2.9條第1點的規(guī)定,對于單線和雙線的橋梁結(jié)構(gòu),各線均應(yīng)計入ZK活載作用。</p><p>  故,內(nèi)力計算公式為: </p&

31、gt;<p>  式中,為列車活載動力系數(shù),計算剪力和彎矩時使用不同的值;K為ZK活載換算均布荷載值;Ω為加載范圍內(nèi)同號影響線面積。</p><p><b>  3、彎矩及剪力計算</b></p><p><b> ?。?)對支座截面,</b></p><p>  其剪力、彎矩影響線如下圖:</p>

32、;<p>  圖3.4 支座截面影響線圖</p><p><b> ?、俸爿d作用時,</b></p><p><b>  對剪力影響線,</b></p><p><b>  故,</b></p><p><b>  對彎矩影響線,</b>&

33、lt;/p><p><b>  故,</b></p><p><b> ?、赯K活載作用時,</b></p><p><b>  對剪力影響線,</b></p><p><b>  由,查表得:</b></p><p><b>

34、;  故,</b></p><p><b>  對彎矩影響線,</b></p><p><b>  故,</b></p><p>  對距支座1.25m,1.982m,6.25m的變截面,以及和處進(jìn)行類似計算,計算結(jié)果列于下表 :</p><p>  表3-1 最大剪力表(單位:kN)

35、</p><p>  說明:上表已計入ZK活載動力系數(shù)1.100。</p><p>  表3-2 最大彎矩表(單位:kN·m)</p><p>  說明:上表已計入ZK活載動力系數(shù)1.100。</p><p><b>  4、內(nèi)力組合:</b></p><p>  本次計算只考慮主力的

36、內(nèi)力組合,且未考慮支座不均勻沉降對橋梁受力的影響。</p><p>  此時,內(nèi)力組合(主力):自重+二期恒載+預(yù)加力+收縮徐變。</p><p><b>  四、鋼束布置</b></p><p>  由已給圖紙可知鋼束具體布置數(shù)據(jù)如下:</p><p>  表4-1 鋼束豎彎平彎信息</p><p

37、>  表4-2 鋼束豎彎起彎點至跨中距離計算表</p><p>  表4-3 各計算截面的鋼束位置及鋼束群重心位置計算表(單位:mm)</p><p>  表4-4 平彎鋼束起彎點至跨中距離計算表</p><p>  表4-5 鋼束長度計算表</p><p>  五、截面幾何特性計算 </p><p>  1

38、、計算毛截面的截面特性</p><p>  利用CAD軟件計算控制截面的毛截面截面特性</p><p><b> ?。?)1/4L截面</b></p><p>  1/4L截面的截面尺寸圖如下:</p><p>  圖5.1 1/4L截面圖(單位:mm)</p><p>  利用CAD創(chuàng)建面域,計

39、算得到如下結(jié)果:(單位:dm)</p><p>  ---------------- 面域 ----------------</p><p>  面積: 1050.3651</p><p>  周長: 431.0627</p><p>  邊界框:

40、 X: 0.0000 -- 126.0000</p><p>  Y: 0.0000 -- 32.0000</p><p>  質(zhì)心: X: 63.0000</p><p>  Y: 19.4582</p><p>  慣性矩: X: 530765.5136

41、</p><p>  Y: 5077713.2348</p><p>  慣性積: XY: 1287605.8477</p><p>  旋轉(zhuǎn)半徑: X: 22.4792</p><p>  Y: 69.5287</p><p>  主力矩與質(zhì)心的 X-Y 方向:<

42、;/p><p>  I: 133075.6854 沿 [1.0000 0.0000]</p><p>  J: 908814.0038 沿 [0.0000 1.0000]</p><p>  對距支座6.25m,1.982m,1.25m變截面,以及跨中截面進(jìn)行相似計算</p><p>  2、計算毛截面各分塊的截面特性</p>&l

43、t;p>  利用CAD軟件計算控制截面的毛截面各分塊的截面特性。</p><p><b> ?。?)跨中截面:</b></p><p>  ①上翼緣部分(包括上翼緣板和上承托),</p><p>  用于計算的CAD面域圖如下:</p><p>  圖5.5 上翼緣部分截面圖(單位:dm)</p>&

44、lt;p>  執(zhí)行操作后,可得到如下結(jié)果:</p><p>  ---------------- 面域 ----------------</p><p>  面積: 509.3400</p><p>  周長: 258.5557</p><p>  邊

45、界框: X: 0.0000 -- 126.0000</p><p>  Y: 0.0000 -- 6.9000</p><p>  質(zhì)心: X: 63.0000</p><p><b>  Y: 4.1535</b></p><p>  慣性矩:

46、 X: 9990.2376</p><p>  Y: 2630809.6982</p><p>  慣性積: XY: 133279.8327</p><p>  旋轉(zhuǎn)半徑: X: 4.4288</p><p>  Y: 71.8689</p><p>

47、;  主力矩與質(zhì)心的 X-Y 方向:</p><p>  I: 1203.2504 沿 [1.0000 0.0000]</p><p>  J: 609239.2382 沿 [0.0000 1.0000]</p><p> ?、谙乱砭壊糠郑òㄏ乱砭壈搴拖鲁型校?,</p><p>  用于計算的CAD面域圖如下:</p><

48、;p>  圖5.6 下翼緣部分截面圖(單位:dm)</p><p>  執(zhí)行操作后,可得到如下結(jié)果:</p><p>  ---------------- 面域 ----------------</p><p>  面積: 217.4922</p><p>  周長:

49、 127.9522</p><p>  邊界框: X: 0.0000 -- 58.2776</p><p>  Y: 0.0000 -- 6.0000</p><p>  質(zhì)心: X: 29.1388</p><p><b>  Y: 2.1219&

50、lt;/b></p><p>  慣性矩: X: 1440.0330</p><p>  Y: 259909.1644</p><p>  慣性積: XY: 13447.4210</p><p>  旋轉(zhuǎn)半徑: X: 2.5731</p><

51、;p>  Y: 34.5692</p><p>  主力矩與質(zhì)心的 X-Y 方向:</p><p>  I: 460.7892 沿 [1.0000 0.0000]</p><p>  J: 75243.0610 沿 [0.0000 1.0000]</p><p>  對1/4L截面,距支座6.25m,1.982m,1.25m的變截面進(jìn)行

52、類似計算</p><p>  3、計算各控制截面的幾何特性</p><p>  由于本橋采用滿堂支架現(xiàn)澆施工,所以在本設(shè)計中,需要計算傳力錨固(預(yù)加應(yīng)力)階段和使用荷載作用階段(運營階段)的截面應(yīng)力,以考察箱梁在彈性階段的工作狀態(tài)是否正常。</p><p>  按《鐵路橋規(guī)》第6.3.1條的規(guī)定,計算預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)截面應(yīng)力時,對于后張法結(jié)構(gòu),在鋼筋管道內(nèi)壓注水泥漿

53、以前,應(yīng)采用被管道削弱的靜混凝土并計入非預(yù)應(yīng)力鋼筋后的換算截面(即凈截面)(注:對于配置較少非預(yù)應(yīng)力鋼筋的構(gòu)件(一般指不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力的構(gòu)件)計算換算截面時,可不考慮非預(yù)應(yīng)力鋼筋);在建立了鋼筋與混凝土間的粘結(jié)力后,則采用全部換算截面(但對受拉構(gòu)件、受彎及大偏心受壓構(gòu)件中運營荷載作用時的受拉區(qū),不計管道部分)。所以,對預(yù)加應(yīng)力階段,作用有預(yù)壓力和梁自重,因還未壓漿,受力構(gòu)件按凈截面計算;對運營階段,作用有梁自重、預(yù)應(yīng)力、二期恒載和活載,

54、受力構(gòu)件按成橋后的換算截面計算(計管道部分,截面全截面受壓)。</p><p> ?。?)截面面積及慣性矩計算</p><p>  采用前面已經(jīng)計算得到的換算截面來近似計算截面面積和慣性矩。</p><p><b>  在預(yù)加應(yīng)力階段,</b></p><p><b>  凈截面面積 </b>&

55、lt;/p><p><b>  凈截面慣性矩 </b></p><p>  式中,A、I——混凝土毛截面面積和慣性矩;</p><p>  ΣIi——管道自身慣性矩之和;</p><p>  ΔA——管道總面積(成孔總面積);</p><p>  yjs——凈截面重心到主梁上緣的距離,yjs=ΣSi/

56、ΣAi;</p><p>  yi——分塊面積重心到主梁上緣的距離。</p><p><b>  計算中,成孔面積 </b></p><p><b>  在運營階段,</b></p><p><b>  換算截面面積 </b></p><p><

57、;b>  換算截面慣性矩 </b></p><p>  式中, Ap——預(yù)應(yīng)力鋼筋總面積;</p><p>  y0s——換算截面重心到主梁上緣的距離;</p><p>  np——預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量之比,即。</p><p><b>  計算中,</b></p><

58、p>  根據(jù)以上計算方法,可計算各截面的截面特性。</p><p><b>  (2)截面靜距計算</b></p><p>  預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土在預(yù)加應(yīng)力階段和運營階段都要產(chǎn)生剪應(yīng)力,這兩個階段的剪應(yīng)力應(yīng)該疊加。在每一階段中,凡是中心軸位置和截面突變處的剪應(yīng)力,都需要計算。在傳力錨固階段和運營階段應(yīng)計算的截面為(如圖35所示):</p><p

59、>  跨中截面及四分點截面</p><p><b>  支點截面及變截面</b></p><p>  圖5.17 靜距計算圖式</p><p> ?、僭趥髁﹀^固階段,凈截面的中性軸(稱凈軸)位置產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力,應(yīng)該與運營階段在凈軸位置產(chǎn)生的剪應(yīng)力疊加;</p><p> ?、谠谶\營階段,換算截面的中性軸(稱換軸)

60、位置產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力,應(yīng)該與傳力錨固階段在換軸位置產(chǎn)生的剪應(yīng)力疊加。</p><p>  故對每一個荷載作用階段,需要計算四個位置的剪應(yīng)力,即需計算下面幾種情況的靜距:</p><p>  a.a(chǎn)-a線以上(或以下)的面積對中性軸(凈軸和換軸)的靜距;</p><p>  b.b-b線以上(或以下)的面積對中性軸(凈軸和換軸)的靜距;</p><

61、p>  c.凈軸(j-j)以上(或以下)的面積對中性軸(凈軸和換軸)的靜距;</p><p>  d.換軸(0-0)以上(或以下)的面積對中性軸(凈軸和換軸)的靜距;</p><p>  根據(jù)上述方法可計算各截面的靜矩。</p><p>  (3)截面幾何特性總表</p><p>  將計算結(jié)果匯總于下表。</p><

62、;p>  表5-1 控制截面幾何特性計算總表</p><p>  六、截面抗彎強度計算:</p><p>  對預(yù)應(yīng)力混凝土梁,應(yīng)按破壞階段法進(jìn)行抗彎強度計算,以保證結(jié)構(gòu)破壞時有足夠的安全度??箯潖姸扔嬎惆ㄕ孛婵箯潖姸扔嬎愫托苯孛婵箯潖姸扔嬎悖捎谶€未進(jìn)行箍筋配筋計算,此處僅計算正截面抗彎強度。因跨中截面和四分點截面受外荷載作用的彎矩較大,故檢算這兩個截面就可保證全梁的正截面抗彎

63、強度。</p><p>  1、跨中正截面強度計算</p><p> ?。?)等效截面計算:</p><p>  由“五、截面特性計算”的計算知,上翼緣部分的面積為。</p><p>  設(shè)頂板的等效厚度為,有效寬度為,則:</p><p><b>  由面積相等,有:</b></p>

64、<p>  所以,,計算時取hf=40.4cm。</p><p>  此時,等效截面的梁高取為h=314.2cm,較實際梁高3.2m是偏于安全的。等效截面如下圖: </p><p>  圖20 等效工形截面圖(單位:mm)</p><p> ?。?)抗彎強度計算:</p><p>  因本梁采用全預(yù)應(yīng)力,未配置非預(yù)應(yīng)力鋼筋作為受

65、力主筋,故不容許截面上下翼緣出現(xiàn)拉應(yīng)力。根據(jù)《鐵路橋規(guī)》第6.2.3條中關(guān)于翼緣處于受壓區(qū)的工字形截面受彎構(gòu)件的計算規(guī)定,可有:</p><p>  假定受壓區(qū)高度為x,則:</p><p>  C50混凝土軸心抗壓極限強度,</p><p>  預(yù)應(yīng)力鋼絞線抗拉計算強度,</p><p>  跨中預(yù)應(yīng)力鋼絞線面積 ,</p>

66、<p>  上翼緣的平均厚度是,有效寬度是,</p><p>  預(yù)應(yīng)力筋重心到梁底的距離為,</p><p><b>  計算高度。</b></p><p><b>  判斷截面類型:</b></p><p>  故,該截面屬于第一類T形截面,即中性軸在上翼緣板內(nèi),應(yīng)按寬度為的矩形截面計

67、算。 </p><p>  故,跨中正截面強度符合要求。</p><p>  2、四分點正截面強度計算</p><p> ?。?)等效截面計算:</p><p>  由“五、截面特性計算”的計算知,上翼緣部分的面積為。</p><p>  設(shè)頂板的等效厚度為,有效寬度為,則:</p><p>&

68、lt;b>  由面積相等,有:</b></p><p>  所以,,計算時取hf=41.6cm。</p><p>  此時,等效截面的梁高取為h=314.2cm,較實際梁高3.2m是偏于安全的。等效截面如下圖: </p><p>  圖20 等效工形截面圖(單位:mm)</p><p>  (2)抗彎強度計算:</p&

69、gt;<p>  假定受壓區(qū)高度為x,則:</p><p>  上翼緣的平均厚度是,有效寬度是,</p><p>  預(yù)應(yīng)力筋重心到梁底的距離為,</p><p><b>  計算高度。</b></p><p><b>  判斷截面類型:</b></p><p>

70、;  故,該截面屬于第一類T形截面,即中性軸在上翼緣板內(nèi),應(yīng)按寬度為的矩形截面計算。 </p><p>  故,四分點正截面強度符合要求。</p><p>  綜上,預(yù)應(yīng)力構(gòu)件正截面抗彎強度滿足規(guī)范規(guī)定。</p><p>  預(yù)應(yīng)力損失與有效預(yù)應(yīng)力計算</p><p><b>  1、預(yù)加應(yīng)力 </b></p>

71、;<p>  預(yù)加應(yīng)力是鋼束控制應(yīng)力σcon,根據(jù)《鐵路橋規(guī)》第6.4.1條的規(guī)定,在預(yù)加應(yīng)力的過程中,對鋼絞線,其錨下控制應(yīng)力值應(yīng)符合下式條件:σcon=σpl+σL≤0.75fpk。所以,取σcon=0.69 fpk=0.69×1860=1283.4MPa 。</p><p><b>  2、預(yù)應(yīng)力損失計算</b></p><p> ?。?

72、)鋼絲束與管道間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失σL1</p><p>  張拉時,由于鋼筋與管道間的摩擦引起的應(yīng)力損失按下式計算:</p><p>  式中μ——鋼筋與管道壁之間的摩擦系數(shù),取μ=0.2;</p><p>  θ——從張拉端至計算截面的長度上,鋼筋彎起角之和(rad);</p><p>  k——考慮每米管道對其設(shè)計位置的偏差系數(shù),取k

73、=0.0015;</p><p>  x——從張拉端至計算截面的管道長度(m)。</p><p>  布置在底板內(nèi)的預(yù)應(yīng)力束只有豎彎,θ是鋼束在豎平面內(nèi)曲線管道部分的夾角之和,按絕對值相加;而布置在腹板內(nèi)的預(yù)應(yīng)力束不僅有豎彎也有平彎,θ應(yīng)為雙向彎曲夾角之和。</p><p>  因此可計算各控制截面的預(yù)應(yīng)力損失,其計算結(jié)果列于表7-1。</p><

74、;p> ?。?)錨頭變形、鋼筋回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失σL2</p><p>  由于錨頭變形、鋼筋回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失按下式計算:</p><p>  式中,L——預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效長度;</p><p>  ΔL——錨頭變形,鋼筋回縮,接縫壓縮值,查《鐵路橋規(guī)》表6.3.4-2。</p><p>  對后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁,當(dāng)計算由于錨具

75、變形、鋼筋回縮等引起的應(yīng)力損失時,可考慮與張拉鋼筋時管道間摩擦方向相反的摩擦作用。計算反向摩阻時,管道摩擦系數(shù)和偏差系數(shù)可近似采用計算正向摩阻時所用值。</p><p>  對于兩端張拉且對稱布置的預(yù)應(yīng)力筋,考慮反向摩阻后,錨下預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力及應(yīng)力不動點(錨具、鋼筋回縮引起的應(yīng)力損失為零的點)的位置和應(yīng)力可按下列公式試算確定:</p><p>  圖7.1 反向摩阻計算圖</p>

76、;<p>  當(dāng)x1<lm<x2時,</p><p>  當(dāng)x2<lm<l/2時,</p><p>  當(dāng)lm>l/2時,表明應(yīng)力不動點不存在,此時</p><p>  式中,Δl——錨具變形及鋼筋回縮值(m),對無頂壓的夾片式錨,取Δl=6mm;</p><p>  σcon——錨下張拉控制應(yīng)力(

77、MPa);</p><p>  σ0 ——錨下預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力(MPa);</p><p>  Ep ——預(yù)應(yīng)力筋彈性模量(MPa);</p><p>  μ ——鋼筋與管道壁之間的摩擦系數(shù);</p><p>  k ——每米管道偏差系數(shù)。</p><p>  因此可計算各控制截面的預(yù)應(yīng)力損失,其計算結(jié)果列于表

78、7-1</p><p> ?。?)混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失σL4</p><p>  在后張法結(jié)構(gòu)中,當(dāng)分批張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時,對先張拉的鋼筋應(yīng)考慮由于混凝土的彈性壓縮引起的應(yīng)力損失,按下式計算:</p><p>  式中,Z——在所計算的鋼筋張拉后再行張拉的鋼筋根數(shù);</p><p>  Δσc——在先行張拉的預(yù)應(yīng)力鋼筋重心處,由于后來

79、張拉一根鋼筋而產(chǎn)生的混凝土正應(yīng)力(MPa)。</p><p>  為簡化計算,對于簡支梁,可以1/4跨度處的截面為準(zhǔn)求算沿梁長的平均Δσc。計算時,應(yīng)認(rèn)為σL1和σL2已經(jīng)發(fā)生。Σ(Δσc)可按下式計算:</p><p>  式中,Np0、Mp0——分別為鋼束錨固時預(yù)加的縱向力和彎矩;</p><p>  api——計算截面上鋼束重心到截面凈軸的距離,api=yjx

80、-ai,yjx和ai可分別查表 5-1和表4-3。</p><p>  本梁采用分批張拉鋼束,張拉時按鋼束B1(6束)—B2(4束)—B2’ (4束)—F1,F2(4束)—F3,F4(4束)—F5,F6(4束)—F7,F8(4束)的順序,計算時應(yīng)從最后張拉的鋼束逐步向前推進(jìn)。</p><p>  因此可計算各控制截面的預(yù)應(yīng)力損失,其計算結(jié)果列于7-1。</p><p&g

81、t; ?。?)鋼筋松弛引起的應(yīng)力損失σL5</p><p>  對預(yù)應(yīng)力鋼筋,僅在σcon≥0.5fpk的情況下,才考慮由于鋼筋松弛引起的與應(yīng)力損失,其終極值為:</p><p>  式中,σcon——對后張梁采用傳力錨固時預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力(MPa);</p><p>  ζ——松弛系數(shù)。對鋼絞線,低松弛時,當(dāng)σcon≤0.7fpk時,。</p>&l

82、t;p> ?。?)混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失σL6</p><p>  由于混凝土收縮、徐變引起的應(yīng)力損失終極值按下列公式計算:</p><p>  式中,σc0——傳力錨固時,在計算截面上預(yù)應(yīng)力鋼筋重心處,由于預(yù)加力(扣除相應(yīng)階段的應(yīng)力損失)和梁自重產(chǎn)生的混凝土正應(yīng)力:對簡支梁可取跨中與跨度1/4截面的平均值;</p><p>  ——混凝土徐變系數(shù)的終

83、極值;</p><p>  ——混凝土收縮應(yīng)變的終極值;</p><p>  ——梁的配筋率換算系數(shù);</p><p>  A——梁截面面積,對后張法構(gòu)件,可近似按凈截面計算(m2);</p><p>  eA——預(yù)應(yīng)力鋼筋與非預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至梁截面重心軸的距離(m);</p><p>  I——截面慣性矩,對于后張法

84、構(gòu)件,可近似按凈截面計算(m4)。</p><p>  對本梁,由構(gòu)件理論厚度(A為跨中凈截面面積,是最小凈截面),又混凝土齡期為14天時預(yù)加應(yīng)力,則查表6.3.4-3得:。</p><p>  則可以計算混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失,其計算結(jié)果列于7-1。</p><p>  3、預(yù)應(yīng)力損失匯總及有效預(yù)應(yīng)力計算</p><p><

85、b> ?。?)傳力錨固時,</b></p><p>  對于后張法構(gòu)件,傳力錨固時,由于管道摩擦,錨固變形、鋼筋回縮和混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失已經(jīng)完成。故,此階段發(fā)生的預(yù)應(yīng)力損失 σLⅠ=σL1+σL2+σL4</p><p><b>  有效預(yù)應(yīng)力 </b></p><p><b> ?。?)張拉后二天,&l

86、t;/b></p><p>  張拉后兩天,由于鋼筋松弛產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失已經(jīng)完成了50%,應(yīng)減去這部分損失。所以,此階段發(fā)生的預(yù)應(yīng)力損失 σLⅠ’= 0.5σL5。</p><p><b>  有效預(yù)應(yīng)力 </b></p><p>  (3)全部損失完后,</p><p>  從張拉后二天至預(yù)應(yīng)力全部損失完后,發(fā)生

87、的預(yù)應(yīng)力損失為σLⅡ=0.5σL5+σL6。</p><p><b>  有效預(yù)應(yīng)力 </b></p><p>  表7-1鋼束預(yù)應(yīng)力損失匯總表</p><p><b>  4、預(yù)加力計算</b></p><p><b> ?。?)傳力錨固時,</b></p>&

88、lt;p>  由鋼束應(yīng)力σp0產(chǎn)生的預(yù)加力:</p><p><b>  縱向力</b></p><p><b>  彎矩 </b></p><p><b>  剪力 </b></p><p>  式中,α——預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的切線與構(gòu)件縱軸間的夾角;</p>

89、<p>  Api——鋼束的面積,如對鋼束B1,ApB1=6×12×140=10080mm2;</p><p>  epi——鋼束重心至截面重心的距離。</p><p><b>  列表計算如下: </b></p><p>  表7-2 傳力錨固時預(yù)加力作用效應(yīng)計算表</p><p>&l

90、t;b> ?。?)張拉后二天,</b></p><p>  計算方法同上,此時用于計算的鋼束應(yīng)力為σp1 。</p><p>  表7-3 張拉后二天預(yù)加力作用效應(yīng)計算表</p><p> ?。?)全部損失完成后,</p><p>  計算方法同上,此時用于計算的鋼束應(yīng)力為σpe 。</p><p>

91、  表7-4 全部損失完后預(yù)加力作用效應(yīng)計算表</p><p>  八、跨中截面抗裂性計算</p><p>  根據(jù)《鐵路橋規(guī)》第6.3.9條的規(guī)定,對不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力的構(gòu)件的正截面,當(dāng)構(gòu)件受彎時,其抗裂性應(yīng)按下列公式計算:</p><p><b>  ,</b></p><p>  式中,σ——計算荷載在截面受拉邊緣混

92、凝土中產(chǎn)生的正應(yīng)力;</p><p>  Kf——抗裂安全系數(shù)。當(dāng)主力作用時,抗裂安全系數(shù) Kf=1.2;</p><p>  σc——扣除相應(yīng)階段預(yù)應(yīng)力損失后混凝土的預(yù)壓應(yīng)力;</p><p>  fct——混凝土抗拉極限強度。對C50混凝土,fct=3.10MPa;</p><p>  γ——考慮混凝土塑性的修正系數(shù);</p>

93、<p>  W0——對所檢算的拉應(yīng)力邊緣的換算截面抵抗距(m3);</p><p>  S0——換算截面重心軸以下的面積對重心軸的面積矩(m3)。</p><p>  對預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁,當(dāng)構(gòu)件破壞時,跨中正截面最先開裂,即跨中截面是危險截面,故選作控制截面。</p><p>  按《鐵路橋規(guī)》第6.3.1條的規(guī)定,檢算正截面抗裂性時,在建立了鋼筋與

94、混凝土間的粘結(jié)力后,應(yīng)采用全部換算截面,但對受拉構(gòu)件運營荷載作用時的受拉區(qū),不計管道部分。</p><p>  凈截面:(查表5-3可得截面特性)</p><p>  面積 Aj=91134.77cm2</p><p>  慣性矩 Ij=1179962002.38cm4</p><p>  截面重心至梁底的距離 yj=203.94cm<

95、/p><p>  不計管道部分的換算截面: </p><p><b>  面積 </b></p><p><b>  慣性矩</b></p><p>  截面重心軸至梁底的距離 </p><p><b>  面積矩 </b></p><p

96、><b>  計算荷載作用下,</b></p><p>  跨中截面下緣混凝土中產(chǎn)生的正應(yīng)力為:(以受壓為正)</p><p><b>  預(yù)加應(yīng)力作用下, </b></p><p>  跨中截面下緣混凝土中產(chǎn)生的正應(yīng)力為:</p><p>  考慮混凝土塑性的修正系數(shù):</p>

97、<p>  故,跨中截面抗裂性滿足規(guī)范要求。</p><p>  九、預(yù)加應(yīng)力階段的計算</p><p>  1、傳力錨固時預(yù)應(yīng)力鋼束應(yīng)力的檢算</p><p>  按《鐵路橋規(guī)》第6.4.3條規(guī)定,在傳力錨固時,預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力應(yīng)符合下列條件:對于后張法構(gòu)件,。</p><p>  由表7-8知,傳力錨固時,預(yù)應(yīng)力鋼束最大應(yīng)力出

98、現(xiàn)在四分點截面中編號為F7、F8的鋼束中,其值為:</p><p><b>  故,滿足規(guī)范要求。</b></p><p>  2、預(yù)加應(yīng)力階段的檢算</p><p>  按《鐵路橋規(guī)》第6.4.4條規(guī)定,在存梁階段,計入構(gòu)件自重作用后,混凝土的正應(yīng)力應(yīng)符合下列條件:當(dāng)構(gòu)件全截面受壓時,。</p><p>  對C50混

99、凝土,系數(shù)α=0.75,混凝土的抗壓極限強度。</p><p>  (1)預(yù)加應(yīng)力階段預(yù)應(yīng)力在截面上下邊緣產(chǎn)生的混凝土正應(yīng)力</p><p>  預(yù)加應(yīng)力階段預(yù)應(yīng)力在截面上下邊緣產(chǎn)生的混凝土正應(yīng)力應(yīng)按下式計算:</p><p>  式中,σc1’——預(yù)加應(yīng)力階段由預(yù)應(yīng)力在截面上下邊緣產(chǎn)生的混凝土應(yīng)力(以壓為正);</p><p>  Np1、

100、Mp1——預(yù)加應(yīng)力階段由預(yù)應(yīng)力鋼束產(chǎn)生的軸向力、彎矩;</p><p>  Aj、Ij——凈截面的面積、慣性矩。</p><p>  (2)梁自重在上下邊緣產(chǎn)生的混凝土正應(yīng)力</p><p>  預(yù)加應(yīng)力階段梁自重在上下邊緣產(chǎn)生的混凝土正應(yīng)力應(yīng)按下式計算:</p><p>  式中,σc2’——預(yù)加應(yīng)力階段由自重在截面上下邊緣產(chǎn)生的混凝土應(yīng)力

101、(以壓為正);</p><p>  Mg1——預(yù)加應(yīng)力階段由自重產(chǎn)生的彎矩。</p><p> ?。?)由預(yù)應(yīng)力及自重產(chǎn)生的混凝土正應(yīng)力</p><p>  由預(yù)應(yīng)力及自重產(chǎn)生的混凝土正應(yīng)力應(yīng)按下式計算:</p><p>  根據(jù)以上公式的正截面混凝土壓應(yīng)力驗算的計算過程和結(jié)果見表15 。</p><p>  表9-1

102、 傳力錨固階段正截面混凝土壓應(yīng)力計算表</p><p>  由上表的計算過程及計算結(jié)果可以看出,在存梁階段,混凝土的最大壓應(yīng)力在跨中截面下緣處,其值為16.53MPa,小于23.45MPa,符合規(guī)范規(guī)定。</p><p><b>  十、運營階段計算</b></p><p>  1、運營荷載作用下混凝土正應(yīng)力的檢算</p><

103、;p>  按《鐵路橋規(guī)》第6.3.10條的規(guī)定,在運營荷載作用下,正截面混凝土壓應(yīng)力(扣除全部應(yīng)力損失后)應(yīng)符合下列規(guī)定:當(dāng)主力組合作用時,。式中,σc是運營荷載及預(yù)應(yīng)力鋼筋有效預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的正截面混凝土最大壓應(yīng)力(MPa)。</p><p>  按《鐵路橋規(guī)》第6.3.10條的規(guī)定,在運營荷載作用下,正截面混凝土受拉區(qū)應(yīng)力(扣除全部應(yīng)力損失后)應(yīng)符合下列規(guī)定:對不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力的構(gòu)件,。式中,σcl是運營荷

104、載及預(yù)應(yīng)力鋼筋有效預(yù)應(yīng)力在混凝土截面受拉邊緣產(chǎn)生的應(yīng)力(MPa),受拉為正。</p><p> ?。?)有效預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土正應(yīng)力</p><p>  運營階段預(yù)應(yīng)力在截面上下邊緣產(chǎn)生的混凝土正應(yīng)力應(yīng)按下式計算:</p><p><b>  ,</b></p><p>  式中,σc1,σct1——運營階段由預(yù)應(yīng)力在截

105、面受壓區(qū)、受拉區(qū)產(chǎn)生的混凝土正應(yīng)力(MPa);</p><p>  Np1,Mp1——預(yù)應(yīng)力筋張拉后兩天由于預(yù)應(yīng)力在構(gòu)件正截面上產(chǎn)生的軸向力、彎矩(計算時,認(rèn)為張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋后兩天才壓漿封錨);</p><p>  ΔNp,ΔMp——從張拉后兩天至完成損失全部時,這部分損失的預(yù)應(yīng)力在構(gòu)件正截面上產(chǎn)生的軸向力、彎矩。即ΔNp= Np1- Npe,ΔMp= Mp1- Mpe;</p>

106、;<p>  A0,I0——灌漿后換算截面的面積、慣性矩。</p><p> ?。?)由自重、道砟及活載在截面產(chǎn)生的混凝土正應(yīng)力</p><p>  運營階段由自重、道砟及活載在上下邊緣產(chǎn)生的混凝土正應(yīng)力應(yīng)按下式計算:</p><p><b>  ,</b></p><p>  式中,σc2,σct2——運

107、營階段由自重、道砟及活載在截面截面受壓區(qū)、受拉區(qū)產(chǎn)生的混凝土正應(yīng)力(Mpa);</p><p>  Mg2、M活——運營階段由二期恒載、活載產(chǎn)生的彎矩。</p><p> ?。?)由自重、道砟、活載及有效預(yù)應(yīng)力共同產(chǎn)生的混凝土應(yīng)力</p><p>  在運營階段,由預(yù)應(yīng)力及自重產(chǎn)生的混凝土正應(yīng)力應(yīng)按下式計算:(以受壓為正)</p><p> 

108、 根據(jù)以上公式的正截面混凝土壓應(yīng)力驗算的計算過程和結(jié)果見表10-1。</p><p>  表10-1 運營荷載作用下正截面混凝土壓應(yīng)力計算表</p><p>  由上表的計算過程及計算結(jié)果可以看出,在運營荷載作用下,構(gòu)件全截面受壓,正截面混凝土未出現(xiàn)拉應(yīng)力,滿足規(guī)范要求。同時,混凝土的最大壓應(yīng)力在跨中截面上緣處,其值為9.10MPa,小于16.75MPa,亦符合規(guī)范規(guī)定。</p&g

109、t;<p>  2、鋼束沿程應(yīng)力的檢算</p><p>  按《鐵路橋規(guī)》第6.3.13條的規(guī)定,在運營荷載作用下,預(yù)應(yīng)力鋼筋最大應(yīng)力應(yīng)符合下列規(guī)定:。</p><p>  對后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,鋼束的應(yīng)力應(yīng)按下式計算:</p><p>  式中,ap——鋼束距換算截面重心軸的距離。</p><p>  由上表的計算過程及計算結(jié)果

110、可以看出,在運營荷載作用下,鋼束最大應(yīng)力出現(xiàn)在通過支座截面的F7、F8鋼束中,其值為1104.47MPa,小于容許值1116MPa,符合規(guī)范規(guī)定。</p><p><b>  十一、剪應(yīng)力計算</b></p><p>  根據(jù)《鐵路橋規(guī)》第6.3.15條的規(guī)定,在運營荷載作用下,混凝土的最大剪應(yīng)力應(yīng)符合下式要求:</p><p>  式中,τc

111、——混凝土的最大剪應(yīng)力(MPa);</p><p>  τ——由運營荷載產(chǎn)生的剪應(yīng)力(MPa);</p><p>  τp——由預(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的預(yù)剪應(yīng)力(MPa);</p><p>  fc——混凝土抗壓極限強度。對C50混凝土,fc=33.5MPa。</p><p>  對采用后張法形成的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,</p><p&

112、gt; ?、儆深A(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的預(yù)剪應(yīng)力應(yīng)按下式計算:</p><p>  式中,Qp1——鋼束張拉后兩天對混凝土產(chǎn)生的預(yù)剪力,查表7-9可得;</p><p>  ΔQp——從張拉后兩天至完成損失全部時,這部分損失的預(yù)應(yīng)力在構(gòu)件正截面上產(chǎn)生的預(yù)剪力。即ΔQp= Qp1- Qpe;</p><p>  Sj——凈截面重心軸以上(以下)部分對重心軸的靜距,查表5-3可得;

113、</p><p>  S0——換算截面重心軸以上(以下)部分對重心軸的靜距,查表5-3可得。</p><p> ?、谟蛇\營荷載產(chǎn)生的剪應(yīng)力應(yīng)按下式計算:</p><p>  式中,Qg1,Qg2,Q活——由梁自重、二期恒載和活載產(chǎn)生的剪力,查表3-1可得。</p><p>  因后張法構(gòu)件在剪應(yīng)力計算中采用凈截面和換算截面這兩個不同的計算截面

114、,其凈截面重心軸和換算截面重心軸位置的剪應(yīng)力均較大,原則上均需要進(jìn)行剪應(yīng)力驗算,但兩重心軸間距很小,剪應(yīng)力相差不大,為簡化計算,只驗算換算截面重心軸位置處的剪應(yīng)力。根據(jù)以上計算公式,可列表計算如下:</p><p>  表11.1 最大剪應(yīng)力計算表</p><p><b>  十二、主應(yīng)力計算</b></p><p>  主應(yīng)力計算分為主拉應(yīng)

115、力計算及主壓應(yīng)力計算兩部分。梁的主拉應(yīng)力可能使混凝土產(chǎn)生斜向裂縫,設(shè)計時不但要求在使用荷載作用下不出現(xiàn)斜向裂縫,而且要求有一定的抗裂安全度,并需保證斜向裂縫的出現(xiàn)在豎直裂縫出現(xiàn)以后。因此,主拉應(yīng)力計算實際上是梁的斜截面抗裂性計算。</p><p>  預(yù)應(yīng)力混凝土梁的斜截面抗裂性應(yīng)針對下列部位進(jìn)行計算:在構(gòu)件長度方向,應(yīng)檢算剪力及彎矩均較大的區(qū)段,以及構(gòu)件外形和腹板厚度有變化之處;在截面高度方向,應(yīng)檢算截面重心軸

116、處及腹板與上、下翼緣相接處。</p><p><b>  1、主拉應(yīng)力計算</b></p><p><b> ?。?)荷載內(nèi)力計算</b></p><p><b> ?、俸爿d彎矩和剪力</b></p><p>  由“三、荷載內(nèi)力計算”中的計算可得恒載作用下的彎矩和剪力,見表1

117、2-1。</p><p>  表12-1 恒載彎矩和剪力表</p><p> ?、谧畲蠡钶d剪力和相應(yīng)彎矩</p><p>  采用最大活載剪力和相應(yīng)彎矩求算得的主拉應(yīng)力最大。</p><p>  最大活載剪力是活載在剪力同號影響線區(qū)域上加載時計算得到的剪力值,其對應(yīng)的彎矩也應(yīng)是活載對剪力同號影響線區(qū)域加載求得的值。現(xiàn)將計算結(jié)果列表表示如下:&

118、lt;/p><p>  表12-2 最大活載剪力和相應(yīng)彎矩表</p><p> ?。?)預(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的內(nèi)力計算</p><p>  對于后張法結(jié)構(gòu),考慮鋼束張拉后二天和預(yù)應(yīng)力全部損失完時的預(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的內(nèi)力,以便于分別采用凈截面和換算截面計算預(yù)加應(yīng)力在混凝土內(nèi)產(chǎn)生的正應(yīng)力。查表7-9和表7-10即可得到預(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的內(nèi)力值,現(xiàn)將結(jié)果整理在表12-3中。</p>

119、;<p>  表12-3 預(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的內(nèi)力表</p><p><b> ?。?)正應(yīng)力計算</b></p><p>  在計算抗裂荷載作用下,對于后張法結(jié)構(gòu),計算主應(yīng)力點豎向截面內(nèi)混凝土的正應(yīng)力σcx應(yīng)按下式計算:</p><p>  式中,Kf——抗裂安全系數(shù)。</p><p>  根據(jù)以上計算公式,列

120、表計算如下:</p><p>  表12-4 σcx計算表(以受壓為正)</p><p><b> ?。?)剪應(yīng)力計算</b></p><p>  在計算抗裂荷載作用下,對于后張法結(jié)構(gòu),計算主應(yīng)力點混凝土的剪應(yīng)力τc應(yīng)按下式計算:</p><p>  式中,Kf——抗裂安全系數(shù)。</p><p>

121、  根據(jù)以上計算公式,列表計算如下:</p><p>  表12-5 τc計算表</p><p> ?。?)計算抗裂荷載作用下混凝土主拉應(yīng)力</p><p>  對各控制截面的上翼緣部分(a-a)、凈軸(j-j)、換軸(0-0)和下翼緣部分(b-b)四處分別進(jìn)行主拉應(yīng)力驗算。</p><p>  由于沒有使用橫向預(yù)應(yīng)力,故混凝土主拉應(yīng)力應(yīng)按下

122、式計算:</p><p>  式中,σcx,τc——計算纖維處混凝土的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力(MPa)。</p><p>  根據(jù)以上公式列表計算如下:</p><p>  表12-6 主拉應(yīng)力σtp計算表</p><p><b>  2、主壓應(yīng)力計算</b></p><p><b> ?、俸?/p>

123、載彎矩和剪力</b></p><p>  見“主拉應(yīng)力計算”中表12-1所列。</p><p> ?、谧畲蠡钶d彎矩和相應(yīng)剪力</p><p>  采用最大活載彎矩和相應(yīng)剪力求算得的主壓應(yīng)力最大。</p><p>  最大活載彎矩是活載在計算跨度上滿布加載時計算得到的彎矩值,其對應(yīng)的剪力也應(yīng)是活載對計算跨度滿布加載求得的值。現(xiàn)將計算

124、結(jié)果列表表示如下:</p><p>  表12-7 最大活載彎矩和相應(yīng)剪力表</p><p>  注:對支座截面,彎矩總為0,故取最大剪力值進(jìn)行計算。</p><p> ?。?)預(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的內(nèi)力計算</p><p>  見“主拉應(yīng)力計算”中表12-3所列。</p><p><b> ?。?)正應(yīng)力計算<

125、;/b></p><p>  方法同“主拉應(yīng)力計算”,現(xiàn)只將計算結(jié)果列表表示如下:</p><p>  表12-8 σcx計算表</p><p><b> ?。?)剪應(yīng)力計算</b></p><p>  方法同“主拉應(yīng)力驗算”,現(xiàn)只將計算結(jié)果列表表示如下:</p><p>  表12-9 τ

126、c計算表</p><p> ?。?)計算抗裂荷載作用下混凝土主壓應(yīng)力</p><p>  對各控制截面的上翼緣部分(a-a)、凈軸(j-j)、換軸(0-0)和下翼緣部分(b-b)四處分別進(jìn)行主壓應(yīng)力驗算。</p><p>  由于沒有使用橫向預(yù)應(yīng)力,故混凝土主壓應(yīng)力應(yīng)按下式計算:</p><p>  根據(jù)以上公式列表計算如下:</p&g

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