【文章內容簡介】 cmcmcm=185cm凈截面毛截面679931852039扣管道面積183——31852039—=245cm換算截面毛截面775934883134鋼束換算面積183——34883134—計算數(shù)據(jù)==() n=4束 =（2）換算截面幾何特性計算 1）整體截面幾何特性計算 在使用荷載階段需要計算大截面的幾何特性，計算公式為： 截面積： =A+n（1） 截面慣性矩：=I+n(1) 計算結果見上表。式中：A I——分別為混凝土毛截面面積和慣性矩；、——分別為一根管道截面積和鋼束截面積； 、——分別為凈截面和換算截面重心到主梁上緣的距離； ——分塊面積重心到主梁上緣的距離； n——計算面積內所含的管道數(shù)； ——鋼束與混凝土的彈性模量比值，. 2）有效分布寬度內截面幾何特性計算 根據(jù)《公預規(guī)》規(guī)定，預應力混凝土梁在計算預應力引起的混凝土應力時，預加力作為軸向力產(chǎn)生的應力按實際翼緣全寬計算，有預加力偏心引起的彎矩產(chǎn)生的應力按翼緣有效寬度計算。 ①有效分布寬度的計算 根據(jù)《公預規(guī)》規(guī)定，對于T形截面受壓區(qū)翼緣計算寬度，應取用下列三者中的最小值： =（cm） 245(cm) b+2+12=245(cm) 故=245（cm） ②有效分布寬度內截面幾何特性計算 由于截面寬度不折減，截面的抗彎慣性矩也不折減，取全寬截面值。 預應力鋼筋混凝土梁在張拉階段和實用階段都要產(chǎn)生剪應力，著兩個階段的剪應力應該疊加。在每一個階段中，凡是中和軸位置和面積突變處的剪應力，都是需要計算的。計算圖示如下圖213所示。 圖 213 靜矩計算圖式（尺寸單位：cm） 因此，對于每一個何在作用階段，需要計算四個位置的剪應力，即需要計算下面幾種情況的靜矩：①a—a線以上（或以下）的面積對中性軸|（靜軸和換軸）的靜矩；②b—b線以上（或以下）的面積對中性軸（兩個）的靜矩； ③凈軸（n—n）以上（或以下）的面積對中性軸（兩個）的靜矩； ④換軸（o—o）以上（或以下）的面積對中性軸（兩個）的靜矩； 計算結果見下表213。213 跨中截面對重心軸靜矩 分塊名稱=185cm ==245cm =靜矩類型及符號分塊面積分塊面積重心至全截面重心距離對凈軸靜矩=靜矩類型及符號分塊面積分塊面積重心至全截面重心距離對換軸靜矩cmcm翼板翼緣部分對凈軸靜矩2960167477翼緣部分對換軸靜矩3920216541三角承托18083841809583肋部10246491025328——180510——231452下三角馬蹄部分對凈軸靜矩16818551馬蹄部分對換軸靜矩16818776馬蹄7208814272089107肋部2042211820422391管道或鋼束2204621830——150857——152104翼板凈軸以上凈面積對凈軸靜矩2960167477凈軸以上換算面積對換軸靜矩39209583三角承托180838418018953肋部2006018953——195921——245077翼板換軸以上凈面積對凈軸靜矩2960167477換軸以上換算面積對換軸靜矩3920216541三角承托18083841809583肋部2004518969——195906——245093其他截面特性值均可按同樣方法計算，計算結果見下214。表214 主梁截面特性值總表 名稱符號單位截面跨中四分點支點混凝土凈截面凈面積凈慣性矩293126952911269548539605凈軸到截面上緣距離cm凈軸到截面下緣距離cm截面抵抗矩上緣314265316174510121下緣194321195260306985對凈軸靜矩翼緣部分面積180510180759201938凈軸以上面積195921196081365960換軸以上面積195906196017364281馬蹄部分面積150857151781—鋼束群重心到凈軸距離cm混凝土換算截面換算面積換算慣性矩375759393728593946952431換軸到截面上緣距離cm換軸到截面下緣距離cm截面抵抗矩上緣485269484351570634下緣246923245391369784對換軸靜矩翼緣部分面積231452231285254967凈軸以上面積245077245065418376換軸以上面積245093245078418291馬蹄部分面積152104152001—鋼束群重心到換軸距離cm鋼束群重心到截面下緣距離cm根據(jù)《公預規(guī)》規(guī)定，當計算主梁截面應力和確定鋼束的控制應力時，應計算預應力損失值。后張法梁的預應力損失包括前期預應力損失（鋼束與管道壁的摩擦損失、錨具變形損失、鋼束回縮引起的損失、分批張拉混凝土彈性壓縮引起的損失）和后期預應力損失（鋼絞線應力松弛、混凝土收縮徐變引起的應力損失）而梁內鋼束的錨固應力和有效應力分別等于張拉應力扣除相應階段的預應力損失。預應力損失值因截面位置不同而有差異，現(xiàn)以四分點為例說明各項預應力損失的計算方法。對于其他截面均可用同樣的方法計算。 按《公預規(guī)》規(guī)定，計算公式為： =式中：——張拉鋼束時錨下的控制應力；根據(jù)《公預規(guī)》規(guī)定，對于鋼絞線取張拉控制應力為： ===1395(Mpa) ——鋼束與管道壁的摩擦系數(shù)，； ——從張拉端到計算截面曲線管道部分切線的夾角（rad）； k——管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)，； x——從張拉端到計算截面的管道長度，可近似取其在縱軸上的投影長度，當四分點為計算截面時，x=+.計算結果見下表215。表215 四分點截面管道摩擦損失計算表 鋼束號176。radmMpaN1(N2)8N3N鋼束回縮引起的預應力損失 按《公預規(guī)》規(guī)定，對曲線預應力筋，在計算錨具變形，鋼束回縮引起死亡預應力損失時，應考慮錨固后反向摩擦的影響。根據(jù)《公預規(guī)》規(guī)定，計算公式為：反向摩擦影響長度： =式中：——錨具變形、鋼束回縮，根據(jù)《公預規(guī)》規(guī)定，對于夾片錨=6mm?！獑挝婚L度由管道摩擦引起的預應力損失，按下列公式計算： = 其中：——張拉端錨下控制應力，本題為1395Mpa?！A應力筋扣除沿途摩擦損失后錨固端應力，即跨中截面扣除后的鋼筋應力；——張拉端至錨固端距離。 張拉端錨下預應力損失：=2； 在反摩擦影響長度內，距張拉端x處的錨具變形、鋼筋回縮損失：=2（x）。 在反摩擦影響長度內，錨具變形、鋼筋回縮損失：=0. 四分點截面的計算結果見下表216 。表216 四分點截面的計算表 鋼束號影響長度錨固端距張拉端距離xMpa/mmmmMPammMPaN1(N2)168347555N3143507561N413260后張法梁當采用分批張拉時，先張拉的鋼束由于張拉后批產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮引起的應力損失，根據(jù)《公預規(guī)》規(guī)定，計算公式為： =式中：——在先張拉鋼束重心處，由后張拉各批鋼束而產(chǎn)生的混凝土法向應力，可按下式計算： =+ 其中：、——分別為鋼束錨固時預加的縱向力和彎矩； ——計算截面上鋼束重心到截面凈軸的距離，=。 本題采用逐根張拉鋼束，預制時張拉鋼束N1~N4,張拉順序為N3,N4,N1,。 計算結果見表217. 《公預規(guī)》規(guī)定，鋼絞線由松弛引起的應力損失的終極值，按下式計算： =（）式中：——張拉系數(shù)，采用一次張拉，=；——鋼筋松弛系數(shù)，對低松弛鋼筋，=；——傳力錨固時的鋼筋應力。 計算結果見下表218。 表218 四分點截面計算表 鋼束號N1N2N3N4MPaMPa 根據(jù)《公預規(guī)》規(guī)定，由混凝土收縮和徐變引起的應力損失可按下式計算： = =1+式中：——全部鋼束重心處由混凝土收縮、徐變引起的預應力損失值；——鋼束錨固時，全部鋼束重心處由預加應力產(chǎn)生的混凝土法向應力，并根據(jù)張拉受力情況，考慮主梁重力的影響； ——配筋率，=； A——本題為鋼束錨固時相應的凈截面面積； ——本題即為鋼束群重心至截面凈軸的距離； i——截面回轉半徑，本題為=；——加載齡期為、計算齡期為t時的混凝土徐變系數(shù)；——加載齡期為、計算齡期為t時收縮應變。（1）徐變系數(shù)終極值和收縮應變終極值的計算構件理論厚度的計算公式為 h=式中：A主梁混凝土截面面積； u與大氣接觸的截面周邊長度。本題考慮混凝土收縮和徐變大部分在成橋之前完成，A和u均采用預制梁的數(shù)據(jù)。對于混凝土毛截面，四分點與跨中截面上述數(shù)據(jù)完全相同，即： A=6779 u=(cm) 故： h==(cm) 設混凝土收縮和徐變在野外一般條件下完成，受荷時混凝土加載齡期為20d。 按照上述條件，查《公預規(guī)》得到=，= （2）計算 由上可計算得：= MPa計算數(shù)據(jù)= = = = =鋼束號錨固時預加縱向力=cos=預加彎矩=計算應力損失的鋼束號相應鋼束至凈軸距離=錨固時鋼束應力=cos合計MpaNNNcmN?mN?mcmMPaN2113088711308871N1N1112680252576896N4N48967163473612N3N311971654670777 表 217 四分點截面計算表 表 219 預加力作用效應計算表 截面鋼束號預加應力階段由張拉鋼束產(chǎn)生的預加力作用效應使用階段由張拉鋼束產(chǎn)生的預加力作用效應sincos=cos= sin=cos= sin（KN）（KN）（KN）(KN?m)（KN）（KN）（KN）(KN?m)四分點N1010