武汉理工大学混凝土结构设计原理课程设计

武汉理工大学《混凝土结构设计原理》课程设计说明书武汉理工大学《混凝土结构设计原理》课程设计说明书 M由可变荷载标准值组合计算的截面最不利弯矩；汽车荷载考虑Q冲击系数；因此，p0 con l l41395(40.214015.92536.1666.598)15.9251212.032MPaAA＝1212.032196066.5986162334558.35N p0 p0p l6s AyAy 1212.0321960382.466.598616382.4ep0ppl6ss＝ ＝p0AA1212.032196066.598616p0pl6s382.4mmN因此，Ap00cu pt kcNeM M MpW0 p0WouG1WouG2WouQou2334558.352334558.35382.4(399710)106 ＝ 706164 1.47108 1.47107＝4.78MPa＜0.5f0.526.813.4MPack预应力钢筋中的最大拉应力： M M M(G1G2Q)y pmax pe EPI I I 0p 0 0 0(399710)106＝1157.1926382.46.561010＝1196MPa0.65f0.6518601209MPapk预应力钢筋的最大拉应力为未超过限制，因此钢筋满足要求。十、使用阶段的主应力验算截面图如下（单位：mm）：计算点取上梗肋处，预应力混凝土受弯构件由载荷标准值和预应力作用产生的混凝土主压应力和主拉应力：cp tpcpcx cy(tp 2 N NeAp00p0Iop0cxcx cy)222MM MyG1IoG2 Qy00y计算主应力点至换算截面的距离0I换算截面惯性矩0由竖向预应力钢筋的预加力产生的混凝土压应力cy在计算主应力点，按作用（或荷载）标准值组合计算的剪力产生的混凝土剪应力；当计算截面作用由扭矩时，尚应考虑由扭矩引起的剪应力；对于等高度梁截面上任一点在作用（或荷载）标准值组合的剪应力按下列公式计算 VS (VV)SG10G2 Q 0bI bI 0 0V、V――分别为一期恒载和二期恒载作用引起的剪力标准值 G1 G2V可变作用（或荷载）引起的剪力标准值组合；对于简支梁，V计算Q Q式为VVV Q Q1 Q2S――计算主应力点以上（或以下）部分换算截面面积对界面重心轴的面0积矩b――计算主应力点处构件腹板的宽度计算主应力点以上换算截面的重心至截面上缘距离为60mm，梗肋aa以上面积对截面重心轴xx的面积矩为SAy(1240140)(447.670)＝ 0 i26.56107mm3 N Ne MM MAp0p0Ip0y0G1IoG2Qy0cx0o 2334558.352334558.35382.4 (399710)106 (447140)(447.6140) 706164 6.561010 6.561010＝4.32MPa0cy VS (VV)S 766.56107G10G2Q0＝＝1.410-4MPabIbI5306.561010 0 0 因此有：cpcx cy(cx cy)22 2 2tp 4.320 4.320 4.32MPa＝ ( )2（1.410-4）2＝ 2 2 0.00048MPa由此可知，混凝土压应力4.32Mpa0.6f0.626.816.08MPa， cp ck故满足《公路桥规》的要求。混凝土主拉应力0.00048Mpa0.5f0.52.41.2MPa，故只需按 tp tk照构造配置箍筋。十一、锚固区局部承压验算锚固区局部承压计算图（单位：mm）（1）局部承压区尺寸要求配置间接钢筋的混凝土构件，其局部受压区尺寸应满足下列锚下混凝土抗裂计算的要求：F1.3fA 0ld s cdln——结构重要性系数，取1.0；0F局部承压面积上的局部压力设计值，后涨法锚头局压区应取1.2倍ld张拉时的最大压力，所以局部压力设计值为F1.213959801640520N；ld混凝土局部承压修正系数，取1.0；sf张拉锚固时混凝土轴心抗压强度设计值，混凝土强度在达到设计强cd度的90%时张拉，此时相当于0.9×C40=C36,取C35，则其f=16.1MPa；cd混凝土局部承压提高系数，lblbAAAAA为扣除孔洞后面积，A为不扣除孔洞的面积；对于具有喇叭管ln,l ln, l并与垫板连成整体的锚具，A可以取垫板面积扣除喇叭管尾端内孔面积；本题lnA20020040000mm2l采用此类锚具，内孔直径70mm，所以 π702 A20020036151mm2ln 4A局部受压计算面积；局部受压面是边长200mm的正方形，由《公路b桥规》中计算方法，局部承压计算底面为400mm480mm的矩形，则 A 160000A400400160000mm2，b 2，因此b A 40000l1.3fA1.31.0216.1361511664609N>F(1640520N)，因此，s cdln 0ld局部承压区尺寸满足要求。（2）局部抗压承载力计算配置间接钢筋的局部受压构件，其局部抗压承载力计算公式为lAAF0.91.3fkfA且必须满足corlAAld s cd vcorsd ln corcor2302土核心面积，这里配置螺旋钢筋，得Aπ 41548mm2，cor 4 A 41548cor 1.031；k为间接钢筋影响系数，查表可取2.0；为cor A 40000 svl钢筋体积配筋率，局部承压区配置HRB335级钢筋，单根刚进的截面积 4A 478.5478.54mm2，所以ssl0.0413；C35混凝土的抗压强度svds19040cor16.1MPa，带入公式可以求得F0.9(1216.120.04131.03280)361511822.7KNF（1640520N)）u 0ld故局部抗压承载力计算通过。十二、主梁变形（挠度）计算（1）荷载短期效应作用下主梁挠度验算ML2 简支梁挠度验算式为 s Ms0.95EIc0①可变荷载作用引起的挠度5现将可变荷载作为均布荷载作用在主梁，则主梁跨中挠度系数，荷48载短期效应的可变荷载值为M339KNm，由可变荷载引起的简支梁跨中截Qs面的挠度为 ML2 5 399106195002 w s ＝ 7.8mm()Qs0.95EI 480.953.251046.561010c0考虑长期效应的可变荷载引起的挠度值为ww＝ Ql ,Ms Qs L 195001.437.811.154mm＜ 32.5mm，满足要求。 600 600②考虑长期效应的一期恒载、二期恒载挠度w(ww) G1,Ms G1 G2 5 (7100)1061950021.4319.86mm()480.953.251046.561010（2）预加力引起的上拱度计算N()A＝1157.19219602268096.32N p0 con lI lII pMNe2268096.32382.48.67108Nmmpe p0p0则主梁上拱度（跨中截面）为：1 LMMLMpe4dl＝Mpel2 pe xdx＝ pe00.95EI 00.95EI 80.95EI c0 c0 c08.67108195002＝20.35mm()80.953.251046.561010考虑长期效应的预加力引起的上拱值为