结构设计原理课程设计

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1、南京工业大学课程设计用纸第1页C40部分预应力混凝土A类梁设计：一．设计资料1.桥梁跨径与桥宽标准跨径：40m（墩中心距离）主梁全长：39.96m计算跨径：39.0m桥面净空：净14+2×1.75m=17.5m。2.设计荷载：城－A级车辆荷载，人群荷载3.0kN/m，结构重要性指数γ0=1.1。3.材料性能参数(1)混凝土强度等级为C40(C50)，主要强度指标为：强度标准值fck=26.8(32.4)MPa，ftk=2.40(2.65)MPa强度设计值fcd=18.4(22.4)MPa，ftd=1.65(1.83)MPa弹性模量Ec=3.25×104(3.45×

2、104)MPa(2)预应力钢筋采用l×7标准型-15.2-1860-II-GB/T5224-1995钢绞线，其强度指标为：抗拉强度标准值fpk=1860MPa抗拉强度设计值fpd=1260MPa弹性模量Ep=1.95×105MPa相对界限受压区高度xb=0.4，xpu=0.2563(3)预应力锚具采用OVM锚具相关尺寸参见附图(4)普通钢筋1)纵向抗拉普通钢筋采用HRB400钢筋，其强度指标为抗拉强度标准值fsk=400MPa抗拉强度设计值fsd=330MPa弹性模量Es=1.95×105MPa相对界限受压区高度xb=0.53，xpu=0.19852)箍筋及构造钢

3、筋采用HRB335钢筋，其强度指标为抗拉强度标准值fsk=335MPa抗拉强度设计值fsd=280MPa弹性模量Es=2.0×105MPa4.主要结构构造尺寸主梁高度h=2300mm，主梁间距S=2500mm，其中主梁上翼缘预制部分宽为1600mm，现浇段宽为900mm，全桥由7片梁组成，设7道横隔梁。桥梁结构尺寸参见附图。5.内力计算结果摘录预制主梁（包括横隔梁）的自重g1p=24.46kN/m主梁现浇部分的自重g1m=4.14kN/m南京工业大学课程设计用纸第2页二期恒载(包括桥面铺装、人行道及栏杆)g2p=8.16kN/m恒载内力计算结果截面位置距支点截面的

4、距离x(mm)预制梁自重现浇段自重二期恒载弯矩剪力弯矩剪力弯矩剪力MG1PK(kN·m)VG1PK(kN)MG1mK(kN·m)VG1mK(kN)MG2K(kN·m)VG2K(kN)支点00476.97080.730159.12变截面2000905.02428.05153.1872.45301.92142.80L/497503487.84238.49590.3440.371163.5779.56跨中19504650.460787.1201551.420活载内力计算结果截面位置距支点截面的距离x(mm)车道荷载人群荷载最大弯矩最大剪力最大弯矩最大剪力M(kN·m)对

5、应剪力V(kN)对应弯矩M(kN·m)对应剪力V(kN)对应弯矩支点00251.93251.930032.6932.690变截面2000472.44235.79215.711335.6559.8632.5637.13135.65L/497501762.50173.23175.321675.25230.6732.4617.74183.68跨中195002427.6621.6890.431724.75307.5714.267.89155.26二.设计要求1.分别按全预应力混凝土构件、部分预应力混凝土A类构件和B类构件设计预应力混凝土T形主梁(允许裂缝宽度0.1mm)(

6、选择其中一种预应力构件形式)。2.绘制预应力混凝土T形主梁的结构图，配筋图(A3图两张)。（一）预应力钢筋及普通钢筋数量的确定及布置（1）预应力钢筋数量的确定和布置根据跨中截面正截面抗裂要求，确定预应力钢筋数量。为满足抗拉要求，所需的有效预应力为Npe≥通过表3可得Ms=8813.8575kN.m南京工业大学课程设计用纸第3页A,W为估算钢筋数量时近似采用毛截面的几何性质，计算截面尺寸：=968750mm2,=1467.118mm,=h-=2300-1467.118=832.882mm,=6.628E+11mm4,=451792788mm3为预应力钢筋重心至毛截面

7、的距离，假设=150mm,=1467.118-150=1317.118mmNpe≥(8813.8575×106/451792788-0.7×2.40)/(1/968750+1317.118/451792788)=4516352.394N从而得到表4和表5南京工业大学课程设计用纸第4页拟采用∮j15.2钢绞线，，抗拉强度标准值=1860MPa，张拉控制应力=0.75×=0.75×1860=1395MPa,=139mm2,预应力损失按张拉控制应力的20％估算。所需预应力钢绞线的面积为：=Npe/(σcon-σs)=4516352.394/(1-0.2)×1395=40

8、46.91