预应力混凝土简支梁设计.doc

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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砼屋面梁，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9mm的消除应力钢丝,，分别在梁的受拉、受压区采用锥形锚具一端同时超张拉，养护时预应力钢筋与张拉台座温差为25，砼达到设计强度以后放松预应力钢筋，砼采用C50，非预应力钢筋采用HRB335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18KN/m(含自重)，均布活载标准值=14KN/m，活载准永久值系数Ψq=0.5，按《砼结构设计规范（GB50010-2010）》设计该梁。要求：（１）进行梁的正截面承载力计算

2、，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．进行梁的正截面承载力计算，估算纵向预应力钢筋，并根据构造要求估算非预应力钢筋。1.计算参数C50混凝土：直径9mm的消除应力钢丝：HRB335非预应力钢筋：施工条件：构件为“一

3、般不允许出现裂缝构件”，允许挠度为,当时，放张预应力筋。2.内力计算①跨中最大弯矩：②支座截面处最大剪力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。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。（先选用109，，经计算不满足抗裂要求）选用139，，根据构造要求：选用29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

4、筋：选配210，即：钢筋布置见图-14.截面几何特征编号1360100=3600075027003163594.8230.0020.524050=6000683409.8249372.010.833120580=696004102858.62440.091951.1240.58050=200013727.4297176.420.285200120=24000601443743357.0228.806127.234.942=62977048.4233685.357190.864.942=943908.49344134.208318.14.942=1572609

5、.43374264.399318.14.942=1572304.72404308.50104.797157=753906.78344107.70114.797157=75377057.99336102.751438226275.638543.252011.03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：取第一批预应力损失：扣除第一批预应力

6、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：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：=300×157+1040×827.02=907242<属于第一类截面③计算承载力由，得：==109.30mm>2=30=60计算相对受压区高度：800-60.9=739.10.394739.1=291.21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

7、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：0.71.89120739.1=117.34又0.323.1143822=996.69k>V=187.46kN需按计算配箍筋。选用双肢，=664.47mm根据构造要求250mm，取S=250mm。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.混凝土下边缘的预压应力：2.抗裂验算：所以构件一般不开裂要求，即正截面抗裂度满足要求。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-

8、1，2-2，3-3处较大（如图-2），因而，必须逐次