【文章內容簡介】 N﹒ m) 剪力（ KN) 支點 L/4 L/2 支點 L/4 L/2 1 汽車 人群 2 汽車 人群 3 汽車 人群 4 汽車 人群 5 汽車 人群 公路橋涵結構設計按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進行作用效應組合。 19 503L/16=D=3L*L/32 = 3 5 . 6 4 6D=34 L/8=0.750. 17310. 23460. 23460. 1731 0. 2421 0. 2421人群19 50D=*L/ s = 9 . 7 50. 17310. 23460. 23460. 1731 0. 2421 0. 2421級人群487,52020 屆土木工程專業(yè)畢業(yè)設計 先張法預應力簡支梁設計 20 1．承載能力極限狀態(tài)效應組合 (組合結果見表 4) KQKQGKd MMMM 21 )1( ????????? ? KQKQGKd VVVV 21 )1( ????????? ? 2．正常使用極限狀態(tài)效應組合 （ 1） 作用短期效應組合 KQKQGKsd MMMM ??? KQKQGKsd VVVV ??? 組合結果見表 5。 （ 2）作用長期效應組合 KQKQGKld MMMM 21 .4 ??? KQKQGKld VVVV 21 ??? 組合結果見表 6。 空心板各板內力組合表 表 4 序號 荷載情況 彎矩 (KN﹒ m) 剪力（ KN) 支點 L/4 L/2 支點 L/4 L/2 1號板 基本組合 2號板 基本組合 3號板 基本組合 4號板 基本組合 5號板 基本組合 控制設計的計算內力 1號板 5號板 2020 屆土木工程專業(yè)畢業(yè)設計 先張法預應力簡支梁設計 21 短期效應組合表 表 5 序號 荷載情況 彎矩 (KN﹒ m) 剪力（ KN) 支點 L/4 L/2 支點 L/4 L/2 1號板 恒載總重 0 0 恒 0 0 *汽 0 人 0 短期組合 0 5號板 恒 0 0 *汽 0 人 0 短期組合 0 長期效應組合表 表 6 序號 荷載情況 彎矩 (KN﹒ m) 剪力（ KN) 支點 L/4 L/2 支點 L/4 L/2 1號板 恒載總重 0 0 恒 0 0 *汽 0 0 長期組合 0 5號板 恒 0 0 *汽 0 *人 0 長期組合 0 預應力鋼筋面積的估算及預應力鋼筋布置 預應力鋼筋數量的估算 本示例采用先張法預應力混凝土空心板構造形式。設計時它應滿2020 屆土木工程專業(yè)畢業(yè)設計 先張法預應力簡支梁設計 22 足不同設計狀況下規(guī)范規(guī)定的控制條件要求，例如承載力、抗裂性、裂縫寬度、變形及應力等要求。在這些控制條件中，最重要的是滿足結構在正常使用極限狀態(tài)下的使用性能要求和保證結構在達到承載能力極限狀態(tài)時應具有一定的安全儲備。因此，預應力混凝土橋梁設計時，一般情況下，首先根據結構在正常使用極限狀態(tài)下正截面抗裂性或裂縫寬度限值確定預應力 鋼筋的數量，再由構件的承載能力極限狀態(tài)要求普通鋼筋的數量。本示例以部分預應力 A 類構件設計，首先按正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性確定有效預應力 Npe. 按《公預規(guī)》 ， A類預應力混凝土構件正截面抗裂性是控制混凝土的法向拉應力，并符合以下條件： 在作用短期效應組合下，應滿足 tkpcst ???? 要求。 式中： st? 在作用短期效應組合 Msd 作用下，構件抗裂驗算邊緣混凝土的法向拉應力； pc? 構 件抗裂驗算邊緣混凝土的有效預壓應力。 在初步設計時， st? 和 pc? 可按下列公式近似計算： WMsdst ?? 及 oO ppepepc yI eNAN ??? 式中： A構件毛截面面積； ep預應力鋼筋重心對毛截面重心軸的偏心距， pp aye ?? ， pa可預先假定。 代入 tkpcst ???? 即 可求得滿足部分預應力 A 類構件正截面抗裂性要求所需的有效預加力為： 2020 屆土木工程專業(yè)畢業(yè)設計 先張法預應力簡支梁設計 23 oOptksdpe yIeAfWMN??? 1 式中： ftk—— 混凝土抗拉強度標準值。本示例是以邊板為例， 預應力空心板采用 C50， ftk=, mkNM sd ?? 。 MP ayIMWM sdsdst 436 1 239。 ?????? ?? , kNyIeAfWMN oOptksdpe 1121????????????? 則所需預應力鋼筋截面面積 Ap 為： ??? lcon pep NA ?? 式中： onc? 預應力鋼筋的張拉控制應力 。 ?l? 全部預應力損失值，按張拉控制應力的 20%估算。 本示例采用 1 7股鋼絞線作為預應力鋼筋，直徑 ，公稱截面面積 139mm2,fpk=1860MPa,fpd=1260MPa,Ep= 105MPa. 按《公預規(guī)》 pkcon ?? ，則張拉控制應力為： 1 3 9 51 8 6 ???? pkc o n f? MPa，預應力損失綜合近似假定為 20%張拉控制應力來估算，則： 1618 )( 21 005 85 mmNAlc o npep ??????? ? ?? 采用 15根 1 7 股鋼絞線，即 ? 鋼絞線，單根鋼絞線公稱面積139mm2，則 錯誤 !未找到引用源。 滿足要求。 偏安全考慮中板亦采用與邊板相同預應力配筋。 2020 屆土木工程專業(yè)畢業(yè)設計 先張法預應力簡支梁設計 24 預應力鋼筋的布置 預應力空心板中板選用 15 根，邊板選用 15 根 1 7股鋼絞線布置在空心板下緣 ap=40mm,沿空心板跨長直線布置，即沿跨長 ap=40mm,保持不變，預應力鋼筋布置滿足《公預規(guī)》要求，鋼絞線凈距不小于 25mm，短部設置長度不小于 150mm 的螺 旋鋼筋等。具體布置見施工圖 . 普通鋼筋數量的估算和布置 在預應力鋼筋數量已經確定的情況下，可由正截面承載能力極限狀態(tài)要求的條件確定普通鋼筋數量。暫不考慮在受壓區(qū)配置預應力鋼筋，也暫不考慮普通鋼筋的影響?？招陌逯邪鍝Q算成等效工字形截面來考慮。換算的原則為：①換算后的截面與原截面毛截面面積相等；②慣性矩相等；③質心軸在統(tǒng)一水平線上。于是可將中板換算為如下工字形截面，具體尺寸見圖中所示： 83 5 55585454010 41,5 41,5 101031056551510R3010334,110334,8 34,116,257,611,2重心軸 重心軸 圖 10 簡化前的中板截面 圖 11 簡化后的中板截面 由圖可知 2a=,hf’=,hf=于安全考慮，邊板采用與中板相同的工字形換算截面。估算普通鋼筋時可先假定 x≤ hf’,由下式求得受壓區(qū)高度 x。 設 ho=haps=854=81cm=810mm,而 ?????? ?? 239。0 xhxbfM ofcdud?，由《公預2020 屆土木工程專業(yè)畢業(yè)設計 先張法預應力簡支梁設計 25 規(guī)》， ro=,C50 混凝土 fcd=,跨中 Mud= m = 106 N m,bf’=1030mm,代入上 式得： 106 ≤ 1030 x (810x/2) 整理后，求得 x= hf’=112mm 且 ???? ob hx ? mm 說明中和軸在腹板內，可用下式計算所需鋼筋面積 As: 239。39。1 )()( mmf hbbfAyffcs ??????? ? 再補選一根 1 7 股鋼絞線，即 ? 鋼絞線， 至此 22 2 2 413916 mmA p ??? 滿足要求。 普通鋼筋按構造配置且普通鋼筋布置在空心板下緣一排（截面受拉邊緣），沿 空心板跨長直線布置。鋼筋重心至板下緣 40mm 處，即as=40mm. 主梁截面換算特性計算 中板 由前面計算已知空心板中板毛截面的幾何特性。中板毛截面面積A=4829cm2,毛截面重心軸至 1/2板高的距離 d=21mm（向下），毛截面對其重心軸慣性矩 I= 102m4 1．換算截面面積 cPEP EE?? =?105 /（ ?104 ） = 跨中截面： pEPc AAA )1(0 ??? ? =482900+（ ） ?2224= ； 4l 截面： pEPc AAA )1(0 ??? ? =482900+（ ） ?139?14=2 ； 支點截面： pEPc AAA )1(0 ??? ? =482900+（ ） ?139?4= 。 2020 屆土木工程專業(yè)畢業(yè)設計 先張法預應力簡支梁設計 26 2． 換算截面重心位置 預應力鋼筋換算截面對空心毛截面重心的凈距為： 跨中截面： )()1(0 PxPEP ayAS ???? ? =（ ） ?2224?（ 4252140） = 4l 截面： )()1(0 PxPEP ayAS ???? ? =（ ） ?139?14?（ 4252140） = mm2 支點截面： )()1(0 PxPEP ayAS ???? ? =?139?4?364= mm2 換算截面到毛截面重心的距離 d0 跨中截面： ??? ASd mm 4l 截面： ??? ASd mm 支點截面： ??? ASd mm 因此，換算截面重心至下緣 距離和預應力鋼筋重心的距離： 跨中截面： xy0 = = ， Pxp aye ?? 00 == 4l 截面： xy0 = mm ， Pxp aye ?? 00 = mm 支點截面： xy0 = mm ， Pxp aye ?? 00 = mm 換算截面重心至上緣距離： 跨中截面： sy0 =425+21+= 4l 截面： sy0 =425+21+= 支點截面： sy0 =425+21+= 3．換算截面慣性矩 0I 跨中截面： 2020 屆土木工程專業(yè)畢業(yè)設計 先張法預應力簡支梁設計