18m跨预应力混凝土框架梁设计计算

18m跨预应力混凝土框架梁设计计算某车间尺寸36m×18m，共2层。采用后张有粘结预应力混凝土现浇框架主梁和单向板肋梁结构体系。框架采用横向布置，柱例尺寸18m×6m，底层和顶层层高分别为7m和6m。预应力混凝土框架楼面和屋面梁截面尺寸均为400mm×1200mm（T型截面，翼缘厚度100mm），次梁尺寸为150mm×400mm，柱截面尺寸为500m×800mm。楼面和屋面板厚度100m荷载标准值：屋面活荷载q2k=1.5kN／m2。梁板混凝土强度等级均为C40，柱子混凝土强度等级为C30。框架按7度抗震设防。楼面梁、屋面梁按二级抗裂等级设计。二层框架：屋面活荷载1.5，梁板混凝土等级均为C40，柱子混凝土等级C30。框架按7度抗震设防，屋面梁二级抗裂等级。1.框架的几何特性及外荷载作用下的内力计算（1）结构构件截面①屋面梁格的布置主梁跨度18，次梁跨度6，主梁跨内布置5根次梁，次梁间距3。②截面尺寸预应力混凝土框架屋面梁截面尺寸：，次梁截面尺寸：，柱截面尺寸：，，屋面板厚度：（2）梁柱截面几何特性：截面形状截面几何尺寸值屋面梁面积59000形心位置702.5惯性矩柱面积400000惯性矩（3）荷载标准值的计算①.恒荷载标准值的计算a.屋面框架梁线荷载标准值：20厚1：2水泥砂浆找平100~140厚（2%找坡）膨胀珍珠岩100厚现浇钢筋混凝土楼板15厚石灰抹底屋面均布恒荷载标准值3.98b.楼面框架梁线荷载标准值：25厚水泥砂浆面层100厚现浇钢筋混凝土楼板20厚石灰抹底屋面均布恒荷载标准值3.32（4）内力组合截面内力恒载活载地震恒+活1.2×恒+1.4×活1.2×（恒+活）+1.3×地左支座M722.6215.6115.7938.211691276.3跨中M849.8213.701063.51318.91276.22.预应力筋的估算梁中预应力筋的估算该工程跨中与支座截面弯矩相差较小，故采用如图所示的预应力筋布置办法：梁端和跨中预应力筋的保护层厚度均取80，所以屋面梁预应力筋的矢高为：支座，跨中。由几何关系有：，,采用低松弛预应力钢绞线：，。张拉控制力取：。屋面梁预应力筋的估算因为作用在屋面梁上的活载相对较小，故根据荷载效应准永久组合下满足混凝土拉应力的限制要求，估算屋面梁的预应力筋。设活荷载的准永久系数为0.7，为考虑次弯矩的影响，将弯矩设计值在支座处取系数0.9，在跨中取系数1.2加以调整。即要求满足下式：。截面所需预应力筋的面积为：支座截面：跨中截面：屋面梁取11根=15293.预应力损失的计算屋面梁：由孔道摩擦引起的预应力损失（采用一段张拉），采用预埋波纹管，。计算结果见下表：线段3.00.2310.06230.939678.66.30.2310.06720.9350158.16.30.2310.06720.9350232.53.00.2310.06230.9396291.1（2）锚具内缩损失采用夹片锚具，其回缩值为5所以端部=2跨中==0第一批预应力损失：支座处：=跨中：=158.1（3）钢筋应力松弛损失（4）混凝土收缩徐变引起的预应力损失（考虑自重的影响，近似取恒载全部）支座处：跨中：假设非预应力筋的面积（HRB335级钢筋）取预应力度，跨中及支座处的非预应力筋均取：取525，则收缩徐变损失为：支座处：跨中：（5）总预应力损失及有效预加力支座处：跨中：故平均：屋面梁跨中支座处的非预应力筋均取525，4.预应力引起的次弯矩的计算屋面约束次弯矩采用弯矩分配法，可算得，楼面次弯矩屋面梁次弯矩，结构对称，梁中次弯矩为常数，次剪力为零。5.正截面承载力计算屋面梁（1）支座处：预应力筋：非预应力筋：混凝土：支座处因翼缘部分处为受拉区，故按矩形截面设计且,故满足要求。（2）跨中：按T形截面设计属于第Ⅰ类T形截面设计弯矩为：6.斜截面承载力设计取框架梁的箍筋为HRB235级钢筋，按构造配筋要求配置箍筋@250，下限值满足：上限值满足：，故满足要求。7.斜截面抗裂计算按现代《混凝土结构设计规范》进行正截面抗裂验算。计算时采用主截面参数，楼面和屋面的准永久系数分别为0.7和0.4，计算结果见下表：8.预应