Midas课程设计T梁.doc

1、1hk计算书设计：_校对：_审核：_2016-12-302目录 一、基本信息 31.1 工程概况 31.2 技术标准 31.3 主要规范 31.4 结构概述 31.5 主要材料及材料性能 31.6 计算原则、内容及控制标准 .4二、模型建立与分析 42.1 计算模型 42.2 主要钢筋布置图及材料用表 .52.3 截面特性及有效宽度 52.4 荷载工况及荷载组合 6三、内力图 93.1 内力图 9四、持久状况承载能力极限状态验算结果 .114.1 截面受压区高度 114.2 正截面抗弯承载能力验算 .114.3 斜截面抗剪承载能力验算 .124.4 抗扭承载能力验算 124.5 支反力计算 1

2、3五、持久状况正常使用极限状态验算结果 .145.1 结构正截面抗裂验算 145.2 结构斜截面抗裂验算 15六、持久状况构件应力验算结果 .156.1 正截面混凝土法向压应力验算 .156.2 正截面受拉区钢筋拉应力验算 .166.3 斜截面混凝土的主压应力验算 .17七、短暂状况构件应力验算结果 .177.1 短暂状况构件应力验算 .173一、基本信息1.1 工程概况 1.2 技术标准 1.3 主要规范 1)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）2)公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004）3)公路工程技术标准 （JTG B01-2003）4)公路桥

3、梁抗震设计细则 （JTG/T B02-01-2008）5)公路桥涵地基与基础设计规范 （JTG D63-2007）6)城市桥梁设计规范 （CJJ11-2011）1.4 结构概述 1.5 主要材料及材料性能 1)混凝土表格 1 混凝土表格强度等级 弹性模量(MPa) 容重 (kN/m3) 线膨胀系数 f ck(MPa) f tk(MPa) f cd(MPa) f td(MPa)C50 34500 25.00 0.000010 32.40 2.65 22.40 1.832)普通钢筋4表格 2 普通钢筋表格普通钢筋 弹性模量(MPa) 容重 (kN/m3) f sk(MPa) f sd(MPa) f

4、sd(MPa)R235 210000 76.98 235 195 195HRB335 200000 76.98 335 280 280HRB400 200000 76.98 400 330 330KL400 200000 76.98 400 330 3303)预应力材料表格 3 预应力材料表格预应力钢绞线 弹性模量(MPa) 张拉控制应力(MPa) 孔道磨阻系数 孔道偏差系数 钢绞线松弛系数 一端锚固回缩值(m)7 195000 1395 0.300 0.00001 0.3 0.006001.6 计算原则、内容及控制标准 计算书中将采用 midas Civil 对桥梁进行分析计算，并以公路桥涵

5、设计通用规范 （JTG D60-2004）和公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）为标准，按 A 类预应力混凝土结构进行验算。二、模型建立与分析2.1 计算模型 5图表 1 计算模型图1)节点数量：115 ；2)单元数量：118 ；3)边界条件数量：10 ；4)施工阶段数量：4 ，施工阶段步骤如下：施工阶段 1 ：预制 ，持续时间 30 天；施工阶段 2 ：存梁 ，持续时间 30 天；施工阶段 3 ：二期 ，持续时间 30 天；施工阶段 4 ：收缩徐变 ，持续时间 3650 天；2.2 主要钢筋布置图及材料用表 2.3 截面特性及有效宽度 1)截面特性6表格 4

6、 1 : 跨中截面 yzA(mm 2) Asy(mm 2) Asz(mm 2) z(+)(mm) z(-)(mm)919000.000 394070.041 413402.756 854.855 1445.145Ixx(mm 4) Iyy(mm 4) Izz(mm 4) y(+)(mm) y(-)(mm)16489858446.834 617302638988.634 132306667592.916 1050.000 1050.0002.4 荷载工况及荷载组合 1)自重自重系数：-1.042)整体升降温系统温度升：20.00（C）系统温度降：-10.00（C）3)梁截面温度表格 5 梯度温度

7、降（单元 6）序号 宽度(m) 到箱梁顶距离(m) 温度(C)1 2.10 0.00 -7.002 2.10 0.10 -2.753 2.10 0.40 0.007表格 6 梯度温度升（单元 6）序号 宽度(m) 到箱梁顶距离(m) 温度(C)1 2.10 0.00 14.002 2.10 0.10 5.503 2.10 0.40 0.004)徐变收缩收缩龄期：3 天;构件理论厚度：100m；理论厚度自动计算：由程序自动计算各构件的理论厚度。公式为：h aAc u；u L0 aLi；周 长 u的 计 算 公 式 中 L0为 外 轮 廓 周 长 ， Li为 内 轮 廓 周 长 ， a为 要 考

8、虑 内 轮 廓 周 长 的 比 例 系 数 。5)可变荷载活载(2)：人群荷载，汽车荷载，桥梁等级为公路级；对于汽车荷载纵向整体冲击系数 ，按照公路桥涵通用设计规范第 4.3.2 条，冲击系数 可按下式计算：当 f 1.5Hz时 ， 0.05；当 1.5Hz f 14Hz时 ， 0.1767ln(f) 0.0157；当 f 14Hz时 ， 0.45；根据规范，计算的结构基频 f=4.20Hz，冲击系数 = 0.238。6)人群荷载人群荷载：按照公路桥涵通用设计规范第 4.3.5 条，人群荷载标准值应按下列规定采用：当桥梁计算跨径小于或等于 50m 时，人群荷载标准值为 ；当桥梁计算跨径等于或大

9、于 150m 时，人群荷载标准值为 ；3.0kN/m2 2.5kN/m2当桥梁计算跨径在 50m-150m 之间时，可由线性内插得到人群荷载标准值。对跨径不等的连续结构，以最大计算跨径为准。7)荷载组合表格 7 荷载工况及荷载组合荷载工况序号 工况名称 描述1 合计(CS)2 cSH 徐变二次(CS)3 cD 恒荷载(CS)4 cEL 安装荷载 1(CS)5 SUM 收缩一次(CS)6 M1 偏载7 cTP 安装荷载 2(CS)88 cCR 钢束二次(CS)9 cTS 安装荷载 3(CS)10 T 梯度温度降荷载组合列表：基本 1：1.2(cD)+1.2(cTS)+1.0(cCR)+1.0(c

10、SH)基本 2：1.2(cD)+1.2(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.8M基本 3：1.2(cD)+1.2(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.4T1基本 4：1.2(cD)+1.2(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.4T2基本 5：1.2(cD)+1.2(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.4T3基本 6：1.2(cD)+1.2(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.4T4基本 7：1.2(cD)+1.2(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.8M+1.05T1基本 8：1.2(cD)+1.2(cTS)+

11、1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.8M+1.05T2基本 9：1.2(cD)+1.2(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.8M+1.05T3基本 10：1.2(cD)+1.2(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.8M+1.05T4基本 11：1.0(cD)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)基本 12：1.0(cD)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.8M基本 13：1.0(cD)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.4T1基本 14：1.0(cD)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(c

12、SH)+1.4T2基本 15：1.0(cD)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.4T3基本 16：1.0(cD)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.4T4基本 17：1.0(cD)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.8M+1.05T1基本 18：1.0(cD)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.8M+1.05T2基本 19：1.0(cD)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.8M+1.05T3基本 20：1.0(cD)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.

13、8M+1.05T4频遇 21：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0T1频遇 22：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0T2频遇 23：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0T3频遇 24：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0T4频遇 25：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+0.7/(1+mu)M频遇 26：1.0(

14、cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+0.7/(1+mu)M+1.0T1频遇 27：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+0.7/(1+mu)M+1.0T2频遇 28：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+0.7/(1+mu)M+1.0T3频遇 29：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+0.7/(1+mu)M+1.0T4准永久 30：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+

15、1.0(cSH)+1.0T1准永久 31：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0T2准永久 32：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0T3准永久 33：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0T4准永久 34：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+0.4/(1+mu)M准永久 35：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+0.4/(

16、1+mu)M+1.0T1准永久 36：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+0.4/(1+mu)M+1.0T2准永久 37：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+0.4/(1+mu)M+1.0T3准永久 38：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+0.4/(1+mu)M+1.0T49标准 39：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0M标准 40：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cT

17、S)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0M+1.0T1标准 41：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0M+1.0T2标准 42：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0M+1.0T3标准 43：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0M+1.0T4三、内力图3.1 内力图 图表 2 内力图结果图形 1图表 3 内力图结果图形 210图表 4 内力图结果图形 3图表 5 内力图结果图形 4图表 6 内力图结果图形 5图表 7

18、 内力图结果图形 611图表 8 内力图结果图形 7四、持久状况承载能力极限状态验算结果4.1 截面受压区高度 表格 8 截面受压区高度相对界限受压区高度 b钢筋种类 C50 及以下 C55/C60 C65/C70 C75/C80R235 0.62 0.60 0.58 -HRB335 0.56 0.54 0.52 -HRB400/KL400 0.53 0.51 0.49 -钢绞线、钢丝 0.40 0.38 0.36 0.35精轧螺纹钢筋 0.40 0.38 0.36 -4.2 正截面抗弯承载能力验算 12图表 9 正截面抗弯承载能力验算结果图形结论：按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范

19、 （JTG D62-2004）第 5.1.5 条 验算，结构重要性 os R系数*作用效应的组合设计最大值均小于等于构件承载力设计值，满足规范要求。4.3 斜截面抗剪承载能力验算 图表 10 斜截面抗剪承载能力验算结果图形结论：按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）第 5.1.5 条 验算，结构重要性 os R系数*作用效应的组合设计最大值存在大于构件承载力设计值，不满足规范要求。按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）第 5.2.9 条进行抗剪截面验算，不满足规范要求。4.4 抗扭承载能力验算 13图表 11 抗扭承载能力

20、验算T 结果图形图表 12 抗扭承载能力验算V 结果图形结论：按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）第 5.1.5-1 条 验算，结构重要 os R性系数*作用效应的组合设计最大值存在大于构件承载力设计值，不满足规范要求。按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）第 5.5.3 条进行抗扭截面验算，不满足规范要求。4.5 支反力计算 表格 9 支反力计算结果表格节点 FX(kN) FY(kN) FZ(kN) MX(kNm) MY(kNm) MZ(kNm)106 -146.199 -3.947 1038.756 0.000 0.

21、000 0.000107 60.410 -3.708 1039.019 0.000 0.000 0.000108 -95.403 -2.269 1115.539 0.000 0.000 0.000109 60.417 -1.850 1117.957 0.000 0.000 0.000110 -75.842 -27.583 1410.009 0.000 0.000 0.000111 60.416 27.598 1410.239 0.000 0.000 0.000112 -68.442 1.850 1578.234 0.000 0.000 0.00014113 60.417 2.268 1575.

22、970 0.000 0.000 0.000114 -67.472 3.708 1691.537 0.000 0.000 0.000115 60.410 4.030 1686.782 0.000 0.000 0.000五、持久状况正常使用极限状态验算结果5.1 结构正截面抗裂验算 对于部分预应力 A 类构件，在作用（荷载）短期效应组合下，应符合下列条件： st pc 0.7ftk但在荷载长期效应组合下： lt pc 0图表 13 结构正截面抗裂验算短期效应组合结果图形图表 14 结构正截面抗裂验算长期效应组合结果图形15结论：按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-200

23、4）第 6.3.1-1 条验算: 短期效应组合满足规范要求。 st pc = 2.95MPa压 0.7ftk = -1.86MPa ，长期效应组合 不满足规范要求。 st pc = -0.02MPa拉 0.7ftk = -0.00MPa ，5.2 结构斜截面抗裂验算 对于 A 类和 B 类部分预应力混凝土构件，在作用（荷载）短期效应组合下，应符合下列条件：预制构件： tp 0.7ftk现场浇筑（包括预制拼装）构件： tp 0.5ftk图表 15 结构斜截面抗裂验算结果图形结论：按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）第 6.3.1-2 条验算:满足规范要求。

24、tp = -1.34MPa 0.7ftk = -1.86MPa ，六、持久状况构件应力验算结果6.1 正截面混凝土法向压应力验算 按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）第 7.1.5-1 条，荷载取其标准值，汽车荷载考虑冲击系数。16受压区混凝土的最大压应力：未开裂构件： kc pt 0.5fck允许开裂构件： cc 0.5fck图表 16 正截面混凝土法向压应力验算结果图形结论：按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）第 7.1.5 条验算:满足规范要求。 kc pt = 10.77MPa 0.5fck = 16.20MPa

25、 ，6.2 正截面受拉区钢筋拉应力验算 按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）第 7.1.5-2 条，荷载取其标准值，汽车荷载考虑冲击系数。受拉区预应力钢筋的最大拉应力：1）对钢绞线、钢丝未开裂构件： pe p 0.65fpk允许开裂构件： po p 0.65fpk2）对精轧螺纹钢筋未开裂构件： pe p 0.80fpk允许开裂构件: po p 0.80fpk结论：按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）第 7.1.5-2 条验算:满足规范要求。 pe p = 1093.72MPa 0.65fpk = 1209.00MPa ，

26、176.3 斜截面混凝土的主压应力验算 按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）第 7.1.6 条，混凝土的主压应力应符合下式规定： cp 0.6fck图表 17 斜截面混凝土的主压应力验算结果图形结论：按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）第 7.1.6 条验算：满足规范要求。 cp = 10.77MPa 0.6fck = 19.44MPa ，七、短暂状况构件应力验算结果7.1 短暂状况构件应力验算 按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）第 7.2.8 条，截面边缘混凝土的法向压应力应符合下式规定： tcc 0.70fck18图表 18 短暂状况构件应力验算结果图形结论：按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）第 7.2.8 条验算：不满足规范要求。 tcc = -2.69MPa 0.70fck = -1.48MPa ，