预应力混凝土简支梁设计.pdf

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1、预应力混凝土简支梁设计预应力混凝土简支梁设计设计计算内容及步骤(以后张法为例)DesignofPCsimply-supportedbeamò根据设计要求，选定构件的截面型式与相应尺寸；主讲：牛润明ò计算控制截面最大的设计弯矩和剪力；电话：13933013128ò估算预应力钢筋的数量，并合理地布置钢筋；QQ：976879702ò计算主梁截面几何特性；ò进行正截面与斜截面承载力计算；ò确定钢筋的张拉控制应力，估算预应力损失、计算各阶段相应的有效预应力；石家庄铁道大学土木工程学院结构工程教研室预应力混凝土简支梁设计预应力混凝土简支梁设计一、截面形式的选择：ò按短暂状况和持久状况进行构件的应力验

2、算；ò下图列出桥梁工程中常用的一些截面型式。ò进行正截面与斜截面的抗裂性验算；ò主梁的变形计算；ò锚固区局部承压计算与锚固区设计。ò构造要求。设计中的关键是如何合理地拟定尺寸、估计预应力钢筋及非预应力钢筋数量和正确布置钢筋：石家庄铁道大学土木工程学院结构工程教研室石家庄铁道大学土木工程学院结构工程教研室预应力混凝土简支梁设计预应力混凝土简支梁设计ò抗弯效率指标通常采用截面抗弯效率指标ρ检验截面选择的其合理性。二、作用效应计算kk+ubρ=hò选取控制截面：支点、L/8、L/4、变截面、跨中截面等；ρ值越大，抗弯效率越高，表示所设计的预应力混凝土梁截面经济效率越高，ò分别计算永久作用(主梁

3、自重、桥面铺装等)及可变作用(汽ρ值实际上也是反映截面混凝土材料沿梁高分布的合理性，它与截面型式有关。车及人群荷载)在控制截面产生的作用效应(弯矩、剪力)；计矩形截面的ρ值为1/3，而空心板梁则随挖空率而算可变作用效应时注意利用影响线的特点。变化，一般为0.4~0.55，T形截面梁亦可达到0.50ò作用效应组合：基本组合、标准值组合、短期效应组合、左右。故在预应力混凝土梁截面设计时，应在设计与施工要求的前提下考虑选取合理的截面型式长期效应组合；。石家庄铁道大学土木工程学院结构工程教研室石家庄铁道大学土木工程学院结构工程教研室预应力混凝土简支梁设计预应力混凝土简支梁设计四、预应力钢筋的计算

4、对上式稍作变化，即可得全预应力混凝土梁满足作用短1、预应力钢筋截面积的估算期效应组合抗裂验算所需的有效预加力为：（1）正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量MWsN≥pe1ep全预应力混凝土梁按作用短期效应组合进行正截面抗0.85(+)AW裂性验算，计算所得的正截面混凝土法向拉应力应满足限对于A类部分预应力混凝土构件，可以得到类似的计算式：制值的要求，可得到：MWf−0.7stkN≥pe1epMs1ep()+σst−≤0.85σpc0−+0.85N()≤0AWpeWAW石家庄铁道大学土木工程学院结构工程教研室石家庄铁道大学土木工程学院结构工程教研室预应力混凝土简支梁设计预应力混凝土简支梁设计

5、求得Npe的值后，再确定适当的张拉控制应力σcon并扣（2）按承载能力极限状态要求估算非预应力钢筋数量除相应的应力损失σl（对于配高强钢丝或钢绞线的后张法在确定预应力钢筋的数量后，非预应力钢筋根据正截面抗弯承载能σ力极限状态的要求来确定。矩形截面梁、T形截面梁按正截面承载能力极构件l约为0.2），就可以估算出所需要的预应力钢σcon筋的总面积AN=−(10.2)σ。限状态要求估算非预应力钢筋。ppecon（3）最小配筋率的要求A确定之后，则可按一束预应力钢筋的面积Ap1算出所p按上述方法估算所得的钢筋数量，还必须满足最小配筋率的要求。需的预应力钢筋束数n1为《公路桥规》规定，预应力混凝土

6、受弯构件的最小配筋率应满足条件：nAA11=ppMu≥1.0Mcr式中的Ap1为一束预应力钢筋的截面面积。M=+()σγfWcrpctk0石家庄铁道大学土木工程学院结构工程教研室石家庄铁道大学土木工程学院结构工程教研室预应力混凝土简支梁设计预应力混凝土简支梁设计五、预应力钢筋的布置1、束界根据全预应力混凝土构件截面上、下缘混凝土不出现拉在预加应力阶段，保证梁的上缘混凝土不出现拉应力的应力的原则，按照在最小外荷载作用下和最不利荷载作用下条件为:NNeM的两种情况，分别确定N在各个截面上偏心距的极限。绘出ppIIpIG1pσct=−+≥0AWW如图所示的两条ep的限值线E和E2。因此，把由和

7、两EE条uu112曲线所围成的布置预应力钢筋时钢筋的重心界限，称为束界由此得到:（或索界）。eEKMN≤=+≤Apb11G1IpuCCCKE2E2bGGGKC'E0C'C'E2E1E1___MG1NpE1_M__sA__αNpAA石家庄铁道大学土木工程学院结构工程教研室石家庄铁道大学土木工程学院结构工程教研室预应力混凝土简支梁设计预应力混凝土简支梁设计AuCCCKE2E2同理，在作用短期效应组合计算的弯矩值作用下，可以bGGGKC'