单跨21m简支预应力空心板梁混凝土课程设计

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1、题目:单跨21m简支预应力空心板梁设计初始条件：1.公路II级。2.桥宽净13+2´0.50m3.计算跨径：20.38m4.一期恒载qG1=10.4kN/m二期恒载qG2=5kN/m。5.可变作用按材料力学方法计算后,数值乘0.62。（车道荷载见规范）6.空心板混凝土材料强度等级：C507.其它设计资料和数据参照书本设计例题。8.空心板截面形状见下图：（cm）要求完成的主要任务:说明书主要内容有：1．设计任务书2．教师评定表3．目录4．总说明5．计算恒载内力。永久荷载301．计算活载内力。可变荷载只算车道荷载2．内力组合及弯矩、剪力包络图。3．预应力钢筋设计及验算。4．箍筋设计及

2、锚固区局部承压计算。5．材料抵抗图和弯矩包络图。6．挠度验算。7．空心板钢筋构造图。时间安排：序号设计内容所用时间（天）1设计准备22分析资料，截面简化23说明书编制84计算机辅助出图2合计14指导教师签名：2013年01月19日系主任（或责任教师）签名：2013年01月19日30目录1.设计资料71.1设计载荷71.2桥面跨径及净宽71.3主要材料71.4施工工艺71.5设计依据72.截面几何特性计算82.1跨中截面几何特性82.2支点截面几何特性83.主梁内力计算93.1汽车荷载冲击系数计算93.2永久荷载93.3可变荷载103.4作用效应组合计算133.4.1承载能力极限状

3、态133.4.2正常使用极限状态短期效应组合143.4.3正常使用极限状态长期效应组合144.钢筋面积的估算及钢筋布置144.1预应力钢筋的估算及布置144.2非预应力钢筋计算及布置154.3换算截面几何特性计算17305.持久状态截面承载力极限状态计算185.1正截面承载力计算185.2斜截面承载力计算195.2.1箍筋设计195.2.2截面复核216.预应力钢筋应力损失估算226.1锚具变形、回缩引起的应力损失226.2加热养护引起的温差损失226.3预应力钢绞线由于预应力松驰引起的预应力损失226.4混凝土弹性压缩引起的预应力损失226.5混凝土收缩、徐变引起的预应力损失2

4、36.6预应力损失组合247.应力验算247.1短暂应力验算257.3持久状态应力验算267.3.1截面混凝土正应力验算267.3.2预应力钢筋应力验算267.3.3混凝土主应力验算278.抗裂性验算288.1作用短期效应组合作用下的正截面抗裂性验算288.2作用短期效应组合作用下斜截面抗裂验算299.主梁变形计算30309.1荷载短期效应作用下主梁挠度验算309.2预加力引起的上供度计算319.3预拱度的设置3110.锚固区局部承压计算3230单跨21m简支预应力空心板梁设计1.设计资料1.1设计载荷公路II级，一期恒载qG1=10.4kN/m二期恒载qG2=5kN/m，可变作

5、用按材料力学方法计算后,数值乘0.62，结构重要性系数取γ0=1.0。1.2桥面跨径及净宽标准跨径：=21m,计算跨径：=20.38，桥梁宽度：7m+2×0.50m，板宽：=0.99m1.3主要材料预应力钢筋采用ASTMA416-97a标准的低松弛钢绞线（1×7标准型），抗拉强度标准值fpk=1860MPa，抗拉强度设计值fpd=1260MPa，公称直径15.24mm，公称面积140mm2，弹性模量Ep=1.95×105MPa。非预应力钢筋：HRB400级钢筋，抗拉强度标准值fsk=400MPa，抗拉强度设计值fsd=330MPa。直径d＜12mm者，一律采用HRB335级钢筋，

6、抗拉强度标准值fsk=335MPa，抗拉强度设计值fcd=280MPa。钢筋弹性模量均为Es=2.0×105MPa。混凝土：主梁采用C50，Ec=3.45×104MPa，抗压强度标准值fck=32.4MPa，抗压强度设计值fcd=22.4MPa;抗拉强度标准值ftk=2.65MPa，抗拉强度设计值ftd=1.83MPa。锚具、套管、连接件和伸缩缝等根据相关规范选取。1.4施工工艺先张法施工，预应力钢绞线采用两端同时对称张拉。1.5设计依据（1）交通部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）。（2）交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-20

7、04）。302.截面几何特性计算主梁几何特性采用分块数值求合法求得2.1跨中截面几何特性截面净面积A=Ai=4952cm2，截面重心至梁顶的距离y=Ai×yiA=45cm，截面惯性矩I=Ii=4751412.9cm4.2.2支点截面几何特性截面净面积A=Ai=4768cm2，截面重心至梁顶的距离y=Ai×yiA=46.33cm，截面惯性矩I=Ii=4539681.49cm2。303.主梁内力计算3.1汽车荷载冲击系数计算《桥规》规定，汽车荷载的冲击力标准值为汽车荷载标准值和部击系