预应力混凝土简支小箱梁大作业计算书.docx

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1、结构设计原理课程设计——部分预应力混凝土A类构件简支小箱梁计算书学号：21010234姓名：江神文指导老师：杨明4121010234江神文一、钢筋面积的估算及钢束布置1.预应力钢筋数量的确定及布置按照构件正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量。对于A类部分预应力混凝土构件，根据跨中截面的抗裂要求，由下式可得跨中截面所需的有效预加力为：式中的Ms为正常使用极限状态按作用（或荷载）短期效应组合计算的弯矩值；查表3：钢筋估算时，截面性质近似取用全截面的性质来计算，截面形式如图：图1-1全截面（尺寸：mm）4121010234江神文图

2、1-2全截面分块跨中截面几何特性计算表表2-2分块号分块面积（mm2）（mm）（）（mm）①2800*160448000803584063217894195.295573.33②1060*20212001703604542622779.6870.67③200*5010000196.671966．67515.33265568.44138.89④200*7014000183.332566．67528.67391283.82381.11⑤340*1620550800970534276-2583666345.1212045996⑥

3、300*100300001616.6748500-904.672455265.331666.67⑦1060*1301378001715236327-100313862804.0219406.83合计1211800863080.33　39158241.6212163233.551321475.12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4121010234江神文全截面面积：全截面重心至梁顶的距离：式中——分块面积；——分块面积的重心至梁顶边的距离。相关资料跨中截面和变截面处几何特征相同，见上表2-2。截

4、面抗弯效率指标式中——截面上核心距，可按下式计算——截面下核心距，可按下式计算因此截面效率指标而T形截面梁亦可达到0.50左右，故该箱型截面形式合理。截面几何性质：A=1211800mm2，h=1780mm，yb=1068mm，全截面对抗裂验算边缘的弹性抵抗矩为W=Iyb=5.1321×10111068=4.8053×108mm3；设预应力钢筋截面重心距截面下缘为ap=160mm，则预应力钢筋的合力作用点至截面重心轴的距离为ep=yb-ap=1068-160=908mm4121010234江神文所以有效预加力合力为Npe≥

5、MsW-0.7ftk1A+epW=10788.980×1064.8053×108-0.7×2.6511211800+9084.8053×108=7587026N预应力钢筋的张拉控制应力为σcon=0.75fpk=0.75×1860=1395MPa，预应力损失按张拉控制预应力的20%估算，则可得需要预应力钢筋的面积为Ap=Npe1-0.2σcon=77044510.8×1395=6798mm2采用8束7Φs15.2预应力（低松弛）钢绞线，预应力钢筋的截面积为Ap=8×7×139=7784mm2。采用OVM.M15-7型锚具，

6、Φ70金属波纹管成孔，预留孔道直径75mm。预应力钢筋布置见图1-3，1-4，1-5，1-6。钢束位置及倾角计算见表1-7，1-8。图1-3跨中截面（尺寸：mm）4121010234江神文图1-4变截面（尺寸：mm）图1-5L/4截面（尺寸：mm）4121010234江神文图1-6支点截面（尺寸：mm）预应力筋束曲线要素表表1-7钢束编号起弯点距跨中（mm）锚固点距跨中（mm）曲线半径（mm）111791.5198035000023723.5197811500003191119759120000498.5196759000

7、0各计算截面预应力钢束的位置和倾角表1-8计算截面锚固截面支点截面变截面点L/4截面跨中截面距跨中（mm）19500190001450097500钢束到梁底距离（mm）152847216390902846792477211903116411127974672104147914321117786330合力点987952638.5388.5180钢束与水平线夹角（度）14.0004.0004.0000024.0004.0004.0002.3034.0004.0004.0003.75044.0004.0004.0004.0000

8、合力点4.04.04.02.51304121010234江神文1.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数量：在确定预应力钢筋数量后，非预应力钢筋根据正截面承载能力极限状态的要求来确定。设预应力钢筋和非预应力钢筋的合力点到截面底边的距离为a=140mm，则有h0=h-a=