混凝土课程设计---预应力混凝土简支梁设计

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1、预应力混凝土简支梁设计一多层房屋的预应力混凝土屋面梁，构件及截面尺寸如图二所示。先张法施工时在工地临时台座上进行，在梁的受拉、受压区采用直径10mm的热处理45Si2Cr直线预应力钢筋。分别在梁的受拉、受压区采用锥形锚具一端同时超张拉钢筋。养护时预应力钢筋与张拉台座温差为25°C，混凝土达到设计强度以后放松预应力钢筋，混凝土采用C40，非预应力钢筋采用HPB235钢筋。现已知该梁为一般不允许出现裂缝构件，承受均布恒栽标准值为gk=18KN/m(含自重)，均布活载标准值qk=15KN/m，活载准永久值系数Ψk=0.5，按《混凝土结构设计规范（GB5

2、0010-2002）》设计该梁。要求：（１）进行正截面承载力计算，估算纵向预应力钢筋，并根据构造要求估算非预应力钢筋。（２）计算总预应力损失。（３）进行梁的正截面承载力计算，确定梁的纵向预应力钢筋和非预应力钢筋。（４）进行梁的斜截面承载力计算，确定梁的箍筋。（５）验算梁的使用阶段正截面抗裂能力是否满足要求。（６）验算梁的使用阶段斜截面抗裂能力是否满足要求。（７）验算梁的使用阶段挠度是否满足要求。（８）验算梁在施工阶段强度及抗裂能力是否满足要求。一、计算梁的正截面承载力，估算纵向预应力钢筋，并根据构造要求估算预非应力钢筋1.计算参数C40混凝土：4

3、5Si2Cr热处理预应力钢筋：HPB235非预应力钢筋：施工条件：构件为“一般不允许出现裂缝构件”，允许挠度为L/250,当时，放张预应力筋。2、荷载计算(1)跨中最大弯矩：（2）支座处最大剪力：标准值：设计值：3.正截面配筋计算按翼缘位于受压区的T形截面计算。计算时可先假定中和轴位于翼缘内，按宽度的矩形截面计算，然后再核算与假定是否相符。构件达到正截面承载力极限状态时，受压区预应力钢筋，无论受拉或受压，其应力都较小，在配筋计算时可忽略不计，则本题可按单筋矩形计算。估算考虑弯矩较大，受拉区可采用双排布置预应力筋。估算与假定相符。初步先选用810，

4、，根据构造要求：选210选配非预应力钢筋：根据构造要求：即；受拉受压区选配同样的非预应力钢筋：选配210，即：按上述配筋计算所得预应力梁满足承载能力要求，但在试用阶段正截面抗裂计算中：所以不满足抗裂要求，提高预应力钢筋配筋率，取10，钢筋布置如图所示：4.截面几何特征（见图-2）编号136080=288007602188.83202949.1215.3620.=6500703456.95263449.600.903=6200041025423055.801986.0740.58050=200011723.4323208.660.285=18000

5、50903902737.801565.15157=80977062.2933088.1075.15392.5=2021306.06410339.7385.15392.5=20216012.13380291.8395.46157=85777065.9933093.3105.46157=857958.14345102.005455.767315.942017.61表中：—各截面的重心至底边的距离；—各截面的重心至换算截面重心的距离；—各截面对其自身重心的惯性矩；—预应力钢筋与混凝土的模量比；—预应力钢筋与混凝土的模量比；换算截面面积：,换算截面重心至

6、底边的距离为:换算截面惯性矩为：二、计算预应力损失先张发构件热处理钢筋超张拉：第一批预应力损失：扣除第一批预应力损失后，预应力钢筋的合力；受拉区，受压区预应力钢筋合力点处混凝土的法向应力。配筋率：∵∴第二批预应力损失：总预应力损失为：由于,故：=.1N=.3三、正截面承载力计算1、消压状态时：=2、鉴别中和轴位置当受压区混凝土破坏时，受压区预应力筋应力为：为拉应力在受压区有：在受拉区有：=210×157+1040×785=>属于第类截面③计算承载力由，得：===186.37mm>=2×30=60计算相对受压区高度：800-53.3=746.70.

7、.7=280.76即：正截面承载力满足要求。四、斜截面承载力验算，并确定梁的箍筋（1）确定梁的箍筋a)截面尺寸复核截面腹板净高为：截面尺寸满足条件要求。b)计算箍筋数量及间距对均布荷载有：0.71..7=89.38又0.319.=709.75k>181.05kN需按计算配箍筋。选用双肢，=340.07mm根据构造要求350mm，取S=300mm。选用双肢箍筋。（2）验算斜截面承载力==。斜截面抗剪承载力足够。五、使用阶段正截面抗裂验算①扣除全部预应力损失后钢筋的合力：②混凝土下边缘的预压应力：③抗裂验算：所以构件一般不开裂要求，即正截面抗裂度满足

8、要求。六、使用阶段斜截面抗裂度验算沿构件长度方向，均布荷载作用下简支梁支座边缘处剪力为最大，并且沿截面高度其主应力在1-1，2-2，3-