1、河北联合大学轻工学院毕业设计土木工程部 11 绪论全套完整版设计，联系 1538937061.1 课题背景一课题来源教师假拟。二目的和意义预应力混凝土空心板在国外 20 世纪 30 年代已出现，并使用到工程中，近年来已经达到了一个较高的技术水平，最大跨径达到 20 米。部分预应力混凝土下部结构的设计包括桥梁双柱式桥墩和墙式框架桥台及桩基础的设计。这种形式的墩台和基础都是目前桥梁设计中广泛应用的。当前，各个国家的桥梁建设都在迅速的发展，这种发展和进步体现在桥梁下部结构上即是墩台向轻型化、合理化发展。现今的墩台设计在安全的基础上更加注重墩台的纤细、美观和空透性，更加注重增加墩台的艺术处理的构思，墩
2、台的设计在满足安全要求的条件下更加注重把结构上的轻巧合理和艺术造型上的美观统一起来。 双柱式桥墩和墙式框架桥台因具有这些特点而得到了广泛的应用，这种墩台既能适应城市宽广桥面而又具有较高审美价值，而且具有节省空间的优点。钻孔灌注桩基础是目前桥梁界广泛应用的一种基础形式，这种基础形式解决了桥下深水施工的问题，把水下作业改为水上施工，其技术优越性非常突出，为目前桥梁界广泛采用的基础形式。河北联合大学轻工学院毕业设计2 土木工程部预应力混凝土桥的双柱式桥墩和墙式框架桥台及桩基础由于具有以上的优点,因而得到了广泛的应用，因此，对其进行设计和研究仍是非常有现实意义的。三解决的主要问题及技术要求需要解决的主
3、要问题：(1) 荷载横向分布系数计算 (2) 纵向受拉钢筋弯起位置的确定(3) 预应力损失计算 (4) 轴向容许承载力技术要求：(1)支座处的荷载横向分布系数用杠杆原理法求解，跨中荷载横向分布系数用铰接法确定。(2) 通过梁斜截面抗剪设计初步确定,同时应满足截面的正截面和斜截面抗弯承载力要求,采用梁抵抗弯矩图应覆盖计算包络图的原则来解决。(3) 预应力损失：预应力钢筋与管道壁间的摩擦引起的预应力损失；锚具变形、钢丝回缩引起的预应力损失；分批张拉时混凝土弹性压缩引起的应力损失；预应力筋松弛引起的应力损失；混凝土收缩、徐变引起的预应力损失等等。 (4) 钻孔灌注桩的单桩轴向受压容许承载力为： 。1
4、2pRUlA1.2 发展概况预应力混凝土空心板是在非预应力混凝土空心板基础上发展起来的，在中小跨径公路桥涵中广泛使用预应力空心板这种形式的简支桥梁在实际工程中应用较为广泛。20 世纪中叶以后，大跨径桥梁都普遍运用仿真模拟技术、实验技术进行结构安全试验、检测；钢筋混凝土、预应力混凝土、高强钢材、复合材料等建桥材料向轻质高强方向发展，进入 20 世纪 90 年代，交通部出版了预应力空心板标准图，预应力空心板已形成标准化设计，其理论设计及施工方法越来越成熟与完善。目前，预应力混凝土空心板的设计都采用有限元、有限条等方法使用应用软件进行设计，同时,一些复杂的力学分析,诸如温度、徐变收缩、剪滞效应、非线
5、性、抗震等棘手的问题,可以通过电算来求出较为符合实际的结果。1.3 存在问题桩柱式桥墩的使用跨径和墩身高度有限制，一般跨径不大于 30 米，墩身高度不大于 10 米；墙式框架桥台必须使用双排基桩；钻孔灌注桩当施工水位太深、流速较大以及对淤泥及可能发生流沙或有承压水的地基在施工时比较困难。河北联合大学轻工学院毕业设计土木工程部 31.4 设计指导思想概率极限状态设计法。 河北联合大学轻工学院毕业设计4 土木工程部2 方案论证2.1 设计资料一桥面跨径及桥宽标准跨径： ,计算跨径： ；mLb0.18mL60.17桥面净空:净 ； 27水文地质资料：冲刷深度最大冲刷线为河床线下 2.8m 处；地质条
6、件软塑粘性土；按无横桥向的水平力（漂流物，冲击力，水流压力等）计算；材料盖梁主筋采用级钢筋，其它均用级钢筋； 混凝土盖梁用 C25，系梁以及钻孔灌注桩用 C20二设计荷载上部结构：设计荷载：公路级，人群 ；2/0.3mKN下部结构：设计荷载：公路 级，人群 ；2/.三材料及工艺上部结构：材料：非预应力钢筋采用热扎级和级钢筋；空心板块为 40 号混凝土；铰缝为 30 号细骨料混凝土；桥面铺装采用 30 号沥青混凝土；栏杆及人行道板采用 25 号混凝土。下部结构：材料：盖梁主筋采用级钢筋，其它均用级钢筋； 混凝土盖梁用 C25，系梁以及钻孔灌注桩用 C20四设计依据：公路桥涵设计通用规范（JTGD
7、602004）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ02485）2.2 方案比选方案一： （1）主梁间距与主梁片数河北联合大学轻工学院毕业设计土木工程部 5桥面净宽选用 9 片主梁，预制时边主梁宽 0.8m,中主梁宽 1m,主梁之间留0.46m 后浇段。（2）主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高跨比通常在 1/151/25，考虑主梁的建筑高度和预应力钢筋的用量，标准设计的高跨比约为 1/171/19，由此，主梁高度取1m。（3）桥面铺装 桥面铺装采用 8 厘米厚 30 号防水钢筋砼及 9 厘米厚沥青砼面层。 （4）基础设置采用双柱式桥
8、墩、墙式框架桥台，配合使用桩基础。方案二：（1）主梁间距与主梁片数桥面净宽选用 6 片主梁，预制时边主梁宽 1.2m,中主梁宽 1.5m,主梁之间留0.46m 后浇段。（2）主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高跨比通常在 1/151/25，考虑主梁的建筑高度和预应力钢筋的用量，标准设计的高跨比约为 1/171/19，由此，主梁高度取1m。（3）桥面铺装 桥面铺装采用 8 厘米厚 30 号防水钢筋砼及 9 厘米厚沥青砼面层。（4）基础设置采用重力式桥墩，重力式桥台，并配合使用刚性扩大基础。2.3 方案由于方案二中主梁吊装重量大，结构布置不如方案一合理，因此选用方案一。河北联合大学轻工学院毕业设计
9、6 土木工程部3 上部结构设计3.1 设计资料一跨径：标准跨径 ,计算跨径mLb0.18mL60.17二桥面净空：净 27三设计荷载：公路级，人群 2/.3KN四材料：非预应力钢筋采用热扎级和级钢筋；空心板块为 40 号混凝土；铰缝为 30 号细骨料混凝土；桥面铺装采用 30 号沥青混凝土；栏杆及人行道板采用 25 号混凝土。五上部采用非预应力混凝土空心板桥。六设计依据及参考书。3.2 构造型式及尺寸选定：示例取桥面净宽为净 ,全桥采用 9 块预制预应力混凝土空心板，m0.127每块空心板宽 98cm，非预应力钢筋采用热扎级和级级粗钢筋，沿跨长直线配筋。全桥空心板横断面布置如图 1，每块空心板
10、截面及构造尺寸见下图 2。图 3-1 桥梁横断面图（单位：mm）101070河北联合大学轻工学院毕业设计土木工程部 770259801R图 3-2 空心板横断面图（单位：mm）3.3 截面几何特性计算：一毛截面面积中板： 2 21110572.5.753498.72sA cm边板： 3498.7.354.cm二毛截面重心位置全截面对 1/2 板高处的静矩：1271722571.582.58165.13 3S cm 板 高铰缝面积： 1122752578.Acm铰毛截面重心离 1/2 板高处的距离： 4.1dh铰缝重心对 1/2 板高处的距离： 165.7/8.93c铰三毛截面对重心的惯性矩如图
11、每个挖空的半圆面积为 ：A12223.1453.49Rcm重心 4/315/3.46.yRm半圆对其自身重心轴 00 的惯性矩为 I： 4440.680.68356.dc2 75000.034 河北联合大学轻工学院毕业设计8 土木工程部由此得空心板毛截面对重心轴的惯性矩 ：hI四全截面几何特性的计算在工程设计中，主梁几何特性多采用分块数值求和法进行，其计算式为全截面面积： Ai全截面重心至梁顶的距离：Ayiu式中 分块面积；iiy分块面积的重心至梁顶边的距离。主梁跨中截面的全截面几何特性如下表。= ； =254 ；Ai234978mAyium9412.0IImxi式中 分块面积对其自身重心轴的
12、惯性矩；iIx分块面积对重心轴的惯性矩。计算结果见表 3-13.4 内力计算：一永久荷载（恒载）产生的内力（一）空心板自重 1g（一期恒载） 4398.710258.7/1gArKNmh（二）桥面系自重 （二期恒载）2人行道板及栏杆重力，参照其它梁桥设计资料，单侧重力取用 12.0KN/m。桥面铺装采用等厚度 10cm 沥青混凝土，则全桥宽铺装每延米总重为：0.11723=17.71KN/m设桥面系二期恒载重力近似按各板平均分担来考虑，则每块空心板分摊的每延米桥面系的重力为： 1.27./94.63/gKNm（三）铰缝重 （二期恒载）322329850/129850.3456.235.496.
13、30.56.30.57 1Ihcm 河北联合大学轻工学院毕业设计土木工程部 9mKNg /3.01.24501.873 由此得空心板的每延米一期恒载 g及二期恒载 g：表 3-1 荷载计算表分块号A i iyiiyASiuy4mIx 4mIi1 500000 250 310254 0.008 910931047.21052 1750223.33 8.4230.67 0.913 6.673 3535 3105.2219 0.168 9 9310.12504 072193.33 6.160.67 0.090.675 4325250 310544 0.002 9094105.32091.xIi239
14、78mA myASbi24650u904.ixIIKNgKN/9.3.64/5.321（四）恒载内力计算计算结果见表 2二基本可变荷载（活载）产生的内力（一）荷载横向分布系数空心板的荷载横向分布系数跨中和 处按铰接板法计算，支点处按杠杆原4/L理法计算，支点至 点之间按直线内插求得。4/LA.跨中及 处的荷载横向分布系数计算首先计算空心板的刚度系数 r： 2 22/4/5.8/TTEIGbLIbL河北联合大学轻工学院毕业设计10 土木工程部表 3-2 简支梁恒载内力计算结果（ ）MmKN（ ）QKN荷载种类g（ ）mKN/L（ ） 跨中（ ）8/2ql1/4 跨（ ）32/gl支点（ ）2/g
15、l1/4 跨（ ）4/gl一期恒载 8.75 17.60 338.3 254.1 77 38.5二期恒载 4.96 17.60 192.05 144.04 43.68 21.824恒载合计 13.71 17.60 530.85 398.14 120.65 60.32式中： hI4310265.cmbc98空心板截面的抗扭刚度。l20.17TI参照桥梁工程，略去中间肋板将图简化成工字形，按单箱计算 ：TI452221 1086.9310/10/55984/24 cmtbthIt 代入式 .766.3/06.38.5 255r求得刚度系数后，即可按其查公路桥涵设计手册上册第一篇附录（二）中 9 块
16、板的铰接板桥荷载横向分布影响线表。由时 1 号板至 9 号板的荷载横向分布影响值，计算结果列于表中。由表画出0.r各板的横向分布影响线，并在横向最不利位置布置公路人群 3.0KN/m，以求得各板在不同荷载作用下的横向分布系数表 3-2 横向分布系数 单位荷载作用位置（ 号板中心）i ikE板号 r1 2 3 4 5 6 7 8 9 10001 0.01 185 162 136 115 098 086 077 072 069 10002 0.01 162 158 141 119 102 090 081 075 072 10003 0.01 136 141 142 129 111 097 087
17、081 077 10004 0.01 115 119 129 133 123 108 097 090 086 10005 0.01 098 102 111 123 131 123 111 103 098 1000各板的横向分布系数影响线及横向最不利布载见下图：河北联合大学轻工学院毕业设计土木工程部 11公 路 -701010234568980.162850.19693720.10.695号 板2号 板号 板4号 板3号 板图 3-3 荷载横向分布图各板荷载横向分布系数计算如下：公路公路级作用下： 12iom汽人群荷载作用下： i人 人1 号板：公路级： 10.68.10.95.740.252c
18、qm人群： .2rr2 号板：公路级： 10.56.170.98.760.2352cqm人群： .423i人 人3 号板：公路级： 12(0.39.15073)0.24cqm河北联合大学轻工学院毕业设计12 土木工程部人群： 0.132.570.189im人 人4 号板：公路级： 12(0.5.130.2.96)0.32cq 人群： 86.im人 人5 号板：公路级： 12(01250.8.16)0.245cq 人群： .96.8.94im人 人计算结果列于表 3-4。由表 3-4 看出，汽车荷载的横向分布系数最大值为= 以及人群荷载为 。在设计中通常偏安全的取这些最大值cq257.0人 25
19、73.0来计算内力。表 3-4 荷载横向分布系数表1 2 3 4 5荷载类别 cm0c0mc0cm0c0m公路级 0.2275 0.25 0.2235 0.5 0.224 0.5 0.231 0.5 0.2245 0.5人 群 0.257 1.5 0.236 0.0 0.189 0.0 0.199 0.0 0.194 0.0B.支点处的荷载横向分布系数支点处的荷载横向分布系数按杠杆原理法计算。由图 1 号或 2 号板的横向分布系数如下：河北联合大学轻工学院毕业设计土木工程部 13汽 车 荷 载 mcq=0.5人 群 荷 载 r汽 车 荷 载 cq.12人 群 荷 载 r4382号 板1号 板7
20、0100图 3-5 杠杆原理法横向分布计算图 25.0cqm1人2 号板的横向分布系数如下： 5.0cq人m同理求得 3、4、5 号板的荷载横向分布系数列于下：表 3-5 横向分布系数 荷载类别 1 2 3 4 5公路级 0.25 0.5 0.5 0.5 0.5人 群 1.5 0 0 0 0（二）活载内力计算当计算简支梁各截面的最大弯矩和跨中最大剪力时，可近似取用不变跨中横向分布系数 计算，如图 3-5，车道荷载的计算公式 ，cmkkcqqyPmS1人群荷载计算公式 rcqSr式中： 1+汽车荷载冲击系数跨中的荷载横向分布系数cq河北联合大学轻工学院毕业设计14 土木工程部人群荷载横向分布系数
21、crm公路级荷载 kq10.57.85KNm人群荷载标准值单侧人行道宽=r 3.072.5跨中截面计算内力影响线面积汽车荷载的横向折减系数，=1A.跨中及 L/4 截面的弯矩、剪力计算公式： 1qcqkkSmPy其中：计算跨中弯矩影响线面积： 22217.638.8Lm计算 L/4 截面弯矩影响线面积： 2223.9.04计算 L/2 截面剪力影响线面积： 17.65.计算 L/4 截面剪力影响线面积： 3.492m跨中及 L/4 截面的内力影响线及加载布置见图 3-6河北联合大学轻工学院毕业设计土木工程部 15l/4截 面 剪 力 影 响 线截 面 弯 矩 影 响 线跨 中 剪 力 影 响
22、线跨 中 弯 矩 影 响 线3l/16=.07520528m l/4=.1支 点 截 面 剪 力 影 响 线kPkkPk图 3-6 简支空心板跨中、支点以及 L/4 截面内力影响线图公路级集中荷载 计算：kP计算弯矩效应时： 0.751836017.65/0172.8k KN 计算剪力效应时： .2k KN23498.0mA4mIc mG/4.829=c 23/81.0./75/ SgG混凝土 取 40CE结构基频 210 33.14/7.63.5.932/0.812.95f Hz又 1.5ZZH故 则 双车道无折减系数，故 =1，计076ln0.157.8f1.758算如表河北联合大学轻工学
23、院毕业设计16 土木工程部表 3-6 跨中、支点及 L/4 的弯矩计算 KNmS或截面 荷载类型 或 kqrmKNpk1cm或yi38.72 81.56公路级 7.875 172.8 1.1758 0.22754.4 203.38 284.94Ml/2人群 2.25 0.257 38.72 22.38982.2 4.6公路级 7.875 207.36 1.1758 0.22750.5 27.73 32.33Q l/2人群 2.25 0.257 2.2 1.2729.04 61.17公路级 7.875 172.8 1.1758 0.22753.3 152.54 213.7M l/4人群 2.25
24、 0.257 29.04 16.792.475 5.214公路级 7.875 207.36 1.1758 0.2275 0.75 41.6 46.81Ql/4人群 2.25 0.257 4.95 2.86B.支点剪力 0.25714311760.85207.36图 3-7 空心板支点剪力图横向分布系数变化区段的长度： 17.64lam变化区荷载重心处的内力影响线坐标为：m917.06.17346.173ay利用公式计算得： ymalqQcqcko 02/均河北联合大学轻工学院毕业设计土木工程部 17 KN96.187.025.042/68.1725.087.15. 又 0qcqm故 0qkio
25、Qpy集 5.316.9KN公路级作用下，1 号梁支点的最大剪力为：集均 oo KN9.7.69.18计算支点截面人群荷载最大剪力人群荷载引起的支点剪力按公式：yqmalqmQrcorrcor 2/KN73.109.257.0514/6.1785.7.0 三主梁内力组合钢筋混凝土以及预应力混凝土梁式桥，当按承载能力极限状态设计时，作用效应计算按下表 表 3-7 承载能力极限状态设计公式表结构重力对结构的承载能力不利时 miud SSS1 4.1804.2. 人汽自 重承载能力极限状态 结构重力对结构的承载能力有利时 i 人汽自 重短期效应组合 misd SSS17.0人汽自 重 不 计 冲 击
26、 力正常使用极限状态长期效应组合 il 4.04. 人汽自 重 不 计 冲 击 力表 3-8 空心板各截面内力组合弯矩 M(KN/m) 剪力 Q(KN)序号荷载类别 梁端 四分点跨中 梁端 四分点跨中 结构自重 0 254.1 338.8 77.0 38.5 0 汽车荷载 0 213.7 284.9 61 46.8 32.3 人群荷载 0 16.8 22.4 10.7 2.9 1.3 1.2 0 304.9 406.6 92.4 46.2 0 1.4 0 299.2 398.9 85.4 65.5 45.2 0.81.4* 0 18.8 25.1 12 3.2 1.5 Sud=+ 0 622.
27、9 830.6 189.8 114.9 46.7 短期效应+0.7/(1+) + 0 398.1 530.8 124.0 69.3 20.5河北联合大学轻工学院毕业设计18 土木工程部 长期效应+0.4/(1+)+ 0 333.5 444.7 102.0 55.6 11.53.5 预应力钢筋面积的估算及预应力钢筋布置一预应力钢筋截面积的估算本设计先张法预应力混凝土空心板桥的预应力钢筋采用级冷拉粗钢筋，沿空心板径方向（桥梁纵向）采用直线布置。预应力钢筋混凝土梁钢筋数量估算的一般方法是，首先根据结构截面抗裂性确定预应钢筋的数量，然后再由构件承载能力极限状态要求确定非预应力钢筋数量。（一）预应力钢筋
28、数量的确定以及布置：由跨中截面正截面抗裂要求，确定预应力钢筋数量，为满足抗裂性要求，所需要的预加应力为： WeAfMNptkspe17.0W=I/ =by369104.526104. maepp 8下 3841026 10.,9265.,2,103498. mWmIymA ccc 下下上NNpe 666 1035.4.50183498.0.75. 采用 钢绞线，单根钢绞线的公称截面面积 ，抗拉强度标21s 2139Ap准值 ，MPafpk张拉控制应力取 ，预应力损失按张拉控0.75.18605conpkf MPa制应力的 20估算，所需要预应力钢绞线的面积为： 2613952.0mNAconp
29、ep所需钢筋束数 束束4./11p河北联合大学轻工学院毕业设计土木工程部 19钢束根数 1210/139=8.70 根，所以预应力钢筋确定为每孔 5 根，共两个孔道。钢束布置如图，由于跨径小采用水平配置钢筋，采用 2 束 预应力钢.1s筋。5127127R500980图 3-8 钢束布置图 表 3-9 钢束位置表 （二）非预应力钢筋截面积估算及布置按构件承载能力极限状态要求估算非预应力钢筋。在跨中截面抗弯能力极限状态下，预应力钢筋达到抗拉设计强度。在这里近似将图 3-9 所示的空心板截面等效成工字形截面，并根据“公预规” 第 3.2.2 条取空心板受压翼缘计算宽度 =98cm，且忽略铰缝，如图
30、所示：ib由公式： 64/12/3rhbk截面位置 支点 l/4 跨中 支点N1 N2 55 55 55 55合力点 55 55 55 55河北联合大学轻工学院毕业设计20 土木工程部y2bfy21fhkb1 y12图 3-9 换算截面图 及 得 Dcm30kc21.7khcm98.25则等效工字形的上翼缘板厚 Dyhyhkkf 124/304/3/11 上等效工字形的下翼缘板厚度： cmkf /25/2/ 等效工字形截面的肋板厚度为： cDbbfkf 4/30983/估算预应力钢筋面积 Ay 时，设预应力钢筋布置在空心板下部一排，并假定预应力钢筋重心距板下边缘距离为 ,取 =8cm,则板的有
31、效高度ya,由表 1-8，空心板跨中截面 Mj=830.6KN M。042yhacm由KNmNhbfffcd 6.8309.78 1098.7604219460 故属于第二类 T 型截面求受压区高度 x：由公式：即00 2Mhbffcd得6.83/498.1x解得1.52xmhmhbf 2.35405.000 受拉钢筋面积计算：由公式河北联合大学轻工学院毕业设计土木工程部 21sdfccds bhfbxfA280172804914.34.18 m现选择 14 28，钢筋面积为 8621 ，混凝土保护层 C=30 ，2 m8且满足要求，钢筋间净距 ，3.6321nS d 及故满足要求3.6 换算
32、截面几何特性计算一换算截面面积 20 5986.347.2106.78.3491 mAnAyh 式中 52.06.431yhE表 3-10 截面几何性质计算 截面类型分块名称分块面积Ai(cm )2Ai 重心距主梁距离yi(cm)对梁顶面的面积距 Si自身惯性距 Ii ys-yiIx=Ai( ys-yi )I=Ii+ Ix毛截面 3498.78 25.63 89673.73 1.031 1.42 0.00705 1.038钢束孔道面积-3.66 44.5 162.87 0 20.29 -0.0015 -0.0015净截面 混凝土净面积3495.12 24.21钢束换算面积21.96 44.5
33、977.22 0 17.49 0.0067 0.0067毛面积 3498.78 25.63 8967.73 1.031 1.38 0.0066 1.0376换算截面 换算截面面积3520.74 27.01表 3-11 预应力构件各阶段截面几何性质表 河北联合大学轻工学院毕业设计22 土木工程部W阶段截面 A ys(mm) yx(mm) ep(mm) I Ws=I/ ys Wx=I/ yx Wp=I/ ep1 跨中 035207 2701 2299 1749 0103 03817 04484 058952 跨中 041293 262 238 183 0110 04198 04622 06010表
34、 3-12 1 号板使用阶段跨中截面 截面类型 分块名称 Ai yi Si I ys-yi Ix I毛截面 41074 2583 106094.14 1.10 1.83 0.013755 1.113755钢束孔道面积 -3.66 44.5 162.87 0 20.5 0.001538 0.001538净截面混凝土净面积 4103.74 24.00钢束换算面积 21.96 44.5 977.22 1.10 18.67 0.00765 1.10765毛面积 4107.4 25.83 106094.14 0 0.37 0.000562 0.000562换算截面换算截面面积 4129.36 26.23
35、.7 空心板强度计算一正截面强度验算一般仅需对简支桥的跨中截面（控制截面）进行正截面强度验算。空心板跨中截面受压翼缘宽度 ，截面有效高度 ，40 号混凝土 ，冷cmbf980 MPaRa23拉级粗钢筋的抗拉设计强度 （双控），跨中截面最大计算弯矩MPaRy75见表 8。仍采用将空心板截面等效成工字形截面的方法进行，KNMj 13.06则 ，而：bmhf 40,2式中 spa mAffapdsd 9.471260.32804.96557结构重要系数 1.0,首先按式 判断截面类型：fcdsdpdhbff第二类型是中性轴位于腹板内，即 ，混凝土受压区为 T 形。其中正截fx面承载力计算公式，确定混
36、凝土受压区高度： 0sA22000 fffcdfcd hbxhbM NhbNAff fcdsdp 208194.86.27034.965280.316 河北联合大学轻工学院毕业设计土木工程部 2308.13952.04 210.451204698.12.46166 22.7.39 00 fffcdcdu fb hbhfMmm代 入将 KNmKNm66103.104.7758259 210.4510698497.48 计算结果表明，该截面的抗弯承载力是足够的，结构是安全。二斜截面抗剪承载力计算 斜截面抗剪强度上、下限复核选取距支点 h/2 处截面进行斜截面抗剪承载力计算。截面构造尺寸以及配置钢筋
37、见图，首先进行抗剪强度上、下限复核，按照公预规5.2.9 条：KNbhfVkcud0,3015.式中：验算截面处的剪力组合设计值（ ）,由计算内插得到距离支点dVh/2=250mm 处的数值为： dKN60.285.614.7/82.9.2697. mahsp1.45.5000与 跨 中 截 面 相 同 ，有 效 高 度 通 钢 筋 都 是 直 线 配 置 ，示 例 预 应 力 钢 筋 以 及 普截 面 有 效 高 度 ， 由 于 本边长为 150mm 的混凝土立方体抗压强度，空心板为 C40,则 kcuf, kcuf,MPa40; MPtd6.1等效工字形截面的腹板宽度，bb460代入上述公
38、式： KNhfVKNtdd 5.7105.27030所以不需要进行斜截面抗剪承载力计算，仅需要按构造要求配置箍筋。按照公预规第 5.2.10 条，KNbftd 46.21.5460.10.21.23023 5.预 应 力 提 高 系 数河北联合大学轻工学院毕业设计24 土木工程部由于 30 20257.61.250.d tdVKNfbhKN 沿跨长各截面的控制剪力组合设计值，在 l/4 至支点的部分区段内应按计算要求配置抗剪箍筋，其它区段可按构造要求配置箍筋。为了构造方便和便于施工，本示例预应力混凝土空心板不设置弯起钢筋，计算剪力全部由混凝土以及箍筋承受，则斜截面抗剪承载力按下式计算：svkc
39、udcs ffPbhV ,033210 6.2145.式中，各系数值按公预规5.2.7 条规定取用：异号弯矩影响系数，简支梁 =1.0；11预应力提高系数，本示例为部分预应力 A 类构件，偏安全取2=1.0；2受压翼缘的影响系数，取 =1.1;3 3等效工字形截面的肋宽以及有效高度，0bh mhb1.452,460斜截面受压端正截面受拉钢筋配置钢筋的百分率，P0,1Aspb如果 2.5,取 P=2.5， 6.41.524690.31P箍筋配筋率sv0778svbA则写出箍筋的间距计算公式为： mVbhAfPsdsvkcuv 1.20660.2859. .456017284102.0.16222
40、0,6231 取箍筋间距 150mm，并且按照;,3;4, MafHRBMPaf svkcu 则箍 筋 选 用公预规要求，在支座中心向跨中方向不小于一倍梁高范围内，箍筋间距取100mm。河北联合大学轻工学院毕业设计土木工程部 25配置箍筋率 （按照公预规min1570.2750.1246svsvAb9.3.13 条规定， , ）3HRB.min在组合设计剪力值 的部分梁段，可只30 2064.5d tdVfbhKN按照构造要求配置箍筋，设箍筋仍选用双肢 10，配置箍筋率取最小 0.0012，则由此求得构造配置箍筋的间距为 172820.svv vAms取 用经过比较和综合考虑，箍筋沿空心板跨长
41、布置如图：120415360350h/2=5L/2=801792图 3-10 空心板箍筋布置图三截面抗剪承载力计算由上图，选取以下三个位置进行空心板斜截面抗剪承载力计算：距离支座 处截面， ；mh250/mx750距离跨中 处截面（箍筋间距变化处）；x36距离跨中 处（箍筋间距变化处）。614计算剪力组合设计值，可按照由跨中和支点的设计值内插得到，计算结果列于下：表 3-13 各计算截面剪力组合设计值 截面位置（mm）支x=8800mmx=7550mm x=5600mm x=3600mm x=0mm剪力组合设计值 Vd (KN)285.60 273.13 241.60 168.71 38.21
42、（一）距离支座 处截面，mh250/mx750河北联合大学轻工学院毕业设计26 土木工程部由于空心板的预应力钢筋以及普通钢筋是直线配置的，故此截面的有效高度取与跨中近似相同， ,其等效工字形截面的肋宽 ,由于不设mh1.4520 mb460置弯起钢筋，因此，斜截面抗剪承载力按下式计算： svkcus ffPbV,03321 6式中， 61.0.45269.01,.452,1.,.,0. 0321 mh此处，箍筋间距 217,20AmssvvMPafafbsvkcuvs 80,401.34.65, min代入，得：抗剪承载力满足要求。（二）距离跨中 x=3600mm 处截面（箍筋间距变化处）此处
43、箍筋间距 KNVmSdv 71.68,20MPafafbsAsvkcuv8,402.6157, in斜截面抗剪承载力：斜截面抗剪承载力满足要求。（三）距离跨中 处（箍筋间距变化处）mx56014360此处，箍筋间距 5,2.vdSVKNMPafafbsAsvkcuv280,40.17, in斜截面抗剪承载力： KNVV KNcsdcs 9.3186.413.79. 9.31820.461.024550 3 计算表明均满足斜截面抗剪承载力要求。KNV KNcsdcs .37.18.29.0 1.2038017.4.2513 KNV KNcsdcs 54.38.43.29.0 54.38204.0
44、6.21513 河北联合大学轻工学院毕业设计土木工程部 27由混凝土和箍筋承受全部计算剪力条件得： jxgkhk QbhRmbhpQ0012.208. 3.8 预应力损失计算按“公预规”规定，冷拉级粗钢筋的张拉控制应力取，即：一锚具变形引起的应力损失先张法施工冷拉粗钢筋冷拉后临时锚固在台座上，采用带螺帽的锚具，一端张拉（采用超张拉），设用一块垫板，预应力钢筋的有效长度为张拉台座的长度，设台座长 ，由“公预规”第 5.2.7 条，则：ml50plEL2张拉端锚具变形，钢筋回缩和接缝压缩值 ;m张拉端距离锚固端之间的间距 ；L40预应力钢筋的弹性模量p MPa采用单侧张拉，夹片式锚具 l所以 plELl220二加热养护引起的应力损失采用分段养护措施。设控制预应力钢筋与台座之间的最大温差 60 度，123tpLll MPa12081020. 三钢筋的应力松弛（徐舒）损失桥规（JTGD62）预应力钢筋由钢筋应力松弛引起的预应力损失终值由：pepkel f26.05.5超张拉系数，一次张拉时 =1.0钢筋松弛系数，级松弛（普通松弛）取 1.0级松弛（低松弛）取 0.3传力锚固时
