1、課程設(shè)計(論文) 題 目 名 稱 35米預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T設(shè)計 課 程 名 稱 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 學(xué) 生 姓 名 朱振偉 學(xué) 號 1241001066 系 、專 業(yè) 城市建設(shè)系 土木工程 指 導(dǎo) 教 師 曾永革 2015年11月30日目錄1. 邵陽學(xué)院課程設(shè)計評閱表2. 邵陽學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書3. 構(gòu)件尺寸擬定4. 預(yù)應(yīng)力筋估算5. 內(nèi)力計算6. 預(yù)應(yīng)力損失計算7. 正截面承載力計算8. 斜截面承載力計算9. 應(yīng)力計算10. 撓度驗算11. 錨固區(qū)驗算12. 裂縫驗算13. 對設(shè)計的評價及心得體會邵陽學(xué)院課程設(shè)計評閱表學(xué)生姓名 朱振偉 學(xué) 號 1241001066 系 城市建設(shè)系 專業(yè)

2、班級12級土木工程專業(yè)路橋方向 題目名稱 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁結(jié)構(gòu)設(shè)計 課程名稱預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程設(shè)計一、學(xué)生自我總結(jié)通過本次課程設(shè)計學(xué)到了以下專業(yè)能力：1、掌握預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計的流程。2、掌握預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計的內(nèi)容及設(shè)計方法。3、初步具備進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計和計算的能力。 學(xué)生簽名： 年 月 日二、指導(dǎo)教師評定評分項目計算準(zhǔn)確過程完整，條理清楚作圖規(guī)范提交成果按時平時成績綜合成績權(quán) 重0.40.20.10.10.2單項成績指導(dǎo)教師評語： 指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日邵陽學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書年級專業(yè)12級土木工程專業(yè)路橋方向?qū)W生姓名朱振偉學(xué) 號1241001066題目名稱

3、預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計時間2014-11課程名稱預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程設(shè)計課程編號101032304設(shè)計地點(diǎn)北616、北517一、 課程設(shè)計目的通過本次課程設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生以下專業(yè)能力：1、掌握預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計的流程。2、掌握預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計的內(nèi)容及設(shè)計方法。3、初步具備進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計和計算的能力。二、 已知技術(shù)參數(shù)和條件本課程設(shè)計為一跨預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁設(shè)計，已知標(biāo)準(zhǔn)跨徑為35m，作用效應(yīng)組合如下（含二期恒載效應(yīng)、活荷載效應(yīng)，不包括T梁自重效應(yīng)）：作用類別跨中截面1/4跨截面支點(diǎn)截面MmaxVmaxMmaxVmaxVmaxkNmkNkNmkNkN標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合

4、75001156800450845短期效應(yīng)組合6200625400390634基本組合89001357500520956其余相關(guān)設(shè)計參數(shù)由學(xué)生根據(jù)相應(yīng)規(guī)范和同類工程自行確定。三、 任務(wù)和要求1. 擬定T梁尺寸；2. 配置預(yù)應(yīng)力鋼筋；3. 計算有效預(yù)應(yīng)力4. 驗算正截面承載力和斜截面承載力；5. 驗算混凝土應(yīng)力、梁的撓度、預(yù)應(yīng)力錨固區(qū)強(qiáng)度；6. 驗算裂縫寬度（若有）。要求每個學(xué)生獨(dú)立完成，提交成果包括封面、目錄、評閱表、任務(wù)書、計算書、結(jié)構(gòu)設(shè)計圖等，提交成果要求嚴(yán)格按學(xué)校規(guī)定格式、作圖整潔，字跡工整，裝訂成冊。四、參考資料和現(xiàn)有基礎(chǔ)條件（包括實驗室、主要儀器設(shè)備等）（1）李國平預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)

5、計原理 人民交通出版社第二版2013年5月（2）公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004）. 人民交通出版社.2004.四、 進(jìn)度安排11月10日 構(gòu)件尺寸擬定；11月11日 預(yù)應(yīng)力筋估算； 11月12日 內(nèi)力計算；11月1314日 預(yù)應(yīng)力損失計算；11月1516日 正截面承載力計算11月17日 斜截面承載力計算11月18日 應(yīng)力計算11月19日 撓度驗算11月20日 錨固區(qū)驗算11月21日 裂縫驗算（若有）11月2223日 繪結(jié)構(gòu)圖，整理計算書。六、教研室審批意見教研室主任（簽字）： 2014 年11月3 日七|、主管教學(xué)主任意見 主管主任（簽字）： 2014年11

6、月 3日八、備注指導(dǎo)教師（簽字）： 學(xué)生（簽字）：1.構(gòu)件尺寸擬定長35m；寬1.6m；高2.3m；翼板厚150cm；根部厚250cm；肋板厚200cm；馬蹄寬550cm；高250cm；過渡高150cm。主梁間距通常應(yīng)隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟(jì),同時加寬翼板對提高主梁截面效率指標(biāo)很有效,故在許可條件下應(yīng)適當(dāng)加寬T梁翼板。本設(shè)計主梁翼板寬度為2200mm，由于寬度較大，為保證橋梁的整體受力性能，橋面板采用現(xiàn)澆混凝土剛性接頭，因此主梁的工作截面有兩種：預(yù)施應(yīng)力、運(yùn)輸、吊裝階段的小截面（上翼板寬度1600mm）和運(yùn)營階段的大截面（上翼坂寬度2200mm）橋面為凈921.5人行道=12m米，橋面橫

7、向布置采用5片主梁（1）主梁高度 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/151/25之間，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計中高跨比約在1/181/19。當(dāng)建筑高度不受限制時，增大梁高往往是較經(jīng)濟(jì)的方案，因一增大梁高可以節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束用量，同時梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多。綜上所述，本設(shè)計中取用2300mm的主梁高度是比較合適的。（2）主梁截面細(xì)部尺寸主梁翼板的厚度主要取決于橋面板承受車輪局部荷載的要求，還應(yīng)考慮能否滿足主梁受彎時上翼板抗壓強(qiáng)度的要求。本設(shè)計預(yù)制T梁的翼板厚度取用150mm，翼板根部加厚到260mm以抵抗翼緣根部較大的彎矩。在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板內(nèi)主拉應(yīng)力較小，腹板厚度一

8、般由布置預(yù)制管道的構(gòu)造決定，同時從腹板本身的穩(wěn)定要求出發(fā)，腹板的厚度不宜小于其高度的1/15。本設(shè)計腹板厚度取200mm。馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定，初擬馬蹄寬度為560mm，高度260mm，馬蹄與腹板交接處做三角過渡，高度140mm，以減少局部應(yīng)力。（3）橫截面沿跨長的變化本設(shè)計采用等高形式，橫截面的梁翼板厚度沿跨長不變，馬蹄部分配合鋼束彎起而從四分點(diǎn)附近開始向支點(diǎn)逐漸抬高。梁端部分段由于錨頭集中力的作用而引起較大的局部應(yīng)力，同時也為布置錨具的需要，在距梁端7800mm范圍內(nèi)將加厚到與腹板同寬。變化點(diǎn)截面（腹板開始加厚處）到支點(diǎn)的距離為 2800mm，其中還設(shè)置一段長為500mm

9、的腹板加厚過渡段。（4）橫隔梁的設(shè)置為減小對主梁設(shè)計起主要控制作用的跨中彎矩，在跨中位置設(shè)置一道中橫隔梁當(dāng)跨度較大時，還應(yīng)在其它位置設(shè)置較多的橫隔梁。本設(shè)計在橋跨中點(diǎn)和四分點(diǎn)、支點(diǎn)處共設(shè)置五道橫隔梁，其間距為9.75m。考慮脫模，端橫隔梁高度為2300mm，厚度簡化計算為160mm；中橫隔梁高度為2040mm，厚度為上部180mm，下部140mm，簡化計算為160mm。2.預(yù)應(yīng)力筋估算本設(shè)計將錨固端截面分成上.下兩部分，上部鋼束的彎起角定為15；下部鋼束的彎起角定為7鋼筋豎向距離為45厘米。為簡化計算和施工，所有鋼束布置的線形均為直線加圓弧，并且整根鋼束都布置在同一個豎平面內(nèi)。預(yù)應(yīng)力鋼筋采用1

10、7（7股）鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fpk =1860Mpa;預(yù)應(yīng)力鋼筋采用17標(biāo)準(zhǔn)型15.2-1860-GB/T 52241995鋼絞線抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：fpk=1860MPa 抗拉強(qiáng)度設(shè)計值：fpd=1260MPa彈性模量：Ep= 1.95105 MPa相對界限受壓區(qū)高度：a=0.4，pu=0.2563參考資料和現(xiàn)有基礎(chǔ)條件（包括實驗室、主要儀器設(shè)備等）（1）李國平預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 人民交通出版社第二版2013年5月（2）公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004）. 人民交通出版社.2004. 3.內(nèi)力計算（一） 恒載內(nèi)力計算1 恒載集度（1） 預(yù)制梁自重a.按跨中截

11、面計，主梁的恒載集度：g(1)=0.865825=21.645KN/mb.由于馬蹄抬高形成四個橫置的三棱拄，折算成恒載集度為：g(2)4(0.73-0.26)0.185.2525/39.96=0.56KN/mc.由于腹板加厚所增加的重量折算成恒載集度為：g (3)2（1.4858-0.8658）（1.98+0.25）25/39.96=1.73 KN/md.中橫隔梁體積：0.16（0.81.89-0.50.077-0.50.140.18-0.50.450.7-0.640.35）=0.1727 m3端橫隔梁體積： 0.16（0.621.89-0.50.520.008）=0.184m3故：g（4）=

12、（30.1727+20.184）25/39.96=0.554 KN/me.預(yù)制梁恒載集度： g1=21.645+0.56+1.73+0.554=24.489 KN/m (2)二期恒載 a.現(xiàn)澆T梁翼板恒載集度： g(5) =0.150.625=2.25 KN/m b.橫隔梁現(xiàn)澆部分體積：一片中橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積0.160.20.55=0.0176m3一片端橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積0.160.21.89=0.06048m3 故： g(6) =（30.0176+20.06048）25/39.96=0.11KN/m c.鋪裝 10cm混凝土鋪裝：0.11524=25.2KN/m 8cm瀝青鋪裝：0

13、.0810.523=19.32KN/m 若將橋面鋪裝均攤給五片主梁，則 g(7) =（25.2+19.32）/5=8.904KN/m d.若將兩側(cè)防撞攔均攤給五片主梁，則 g（8）=22/5=0.8 KN/m e二期恒載集度： g2=2.25+0.11+8.904+0.8=12.06KN/m 2 恒載內(nèi)力設(shè)x為計算截面離左支座的距離，并令=x/l。主梁彎矩和剪力的計算公式分別為： M=0.5(1-)l2g; Q=0.5(1-2)lg;端點(diǎn) 1/4L 1/2L 端點(diǎn) 1/2L1 恒 載 0 2790.79 3963.27 635.175 02 汽車荷載 0 1886.12 2512.91 422

14、.84 192.363 掛車荷載 0 3242.68 4323.57 718.37 279.646 1.2恒載 0 3564.94 4755.92 762.21 07 1.4汽 0 2640.56 3518.08 619.97 269.318 1.1掛 0 3700.94 4860.90 790.21 307.69 組合 0 6205.50 8274.00 1382.18 269.3110 組合 0 7133.89 9511.85 1552.42 307.611 7/9 51% 50% 51% 10012 8/10 53% 52% 47% 10013 提高后的組合 0 6391.67 8522

15、.22 1423.65 269.3114 提高后的組合 0 7276.57 9702.09 1583.47 307.615控制設(shè)計的計算內(nèi)力 7276.57 9702.09 1583.47 307.64.預(yù)應(yīng)力損失計算截面 1，2 3，4 5 總計（MPa）支點(diǎn) x（m） 0.123 0.387 0.199 (弧度) 0.00201 0.01328 0.00434 l1 0.96 5.43 1.93 14.71變截面 x（m） 2.923 3.187 2.999 (弧度) 0.0476 0.1083 0.06498 l1 22.53 43.74 28.64 161.18L/4截面 x（m） 9

16、.873 10.137 9.949 (弧度) 0.12217 0.2618 0.21286 l1 61.85 108.1 91.89 431.79跨中 x（m） 19.623 19.887 19.699 (弧度) 0.12217 0.2618 0.2618 l1 81.21 112.43 112.07 499.35錨具變形損失的計算見列表進(jìn)行計算鋼束號 1，2 3，4 5 1395 1395 1395 1313.79 1282.57 1282.93 0.002069 0.002827 0.002845 19416.3 16610.6 16557.9 39246 39774 39398錨具變形量

17、損失計算表 鋼束號截面 1,2 3,4 5 總計（MPa）支點(diǎn) x（mm） 123 387 199 (MPa) 0.002069 0.002827 0.002845 l2 79.83 91.73 93.08 436.2變截面 x（mm） 2923 3187 2999 (MPa) 0.002069 0.002827 0.002845 l2 68.25 75.90 77.15 365.45L/4截面 x（mm） 9873 10137 9949 (MPa) 0.002069 0.002827 0.002845 l2 39.49 36.6 37.6 189.28跨中 x（mm） 19623 19887

18、 19699 (MPa) 0.002069 0.002827 0.002845 l2 0.00 0.00 0.00 0.005.正截面承載力計算1按照使用階段的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)首先根據(jù)跨中截面正截面的抗裂要求，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量，為滿足抗裂要求，所需的有效預(yù)應(yīng)力為： MS為跨中設(shè)計控制內(nèi)力，由表1-7查得MS=9702.09KNm，估算鋼筋數(shù)量時，可近似采用毛截面幾何性質(zhì)。查表1-1：AC=0.8658106mm2,ycs=934.5mm, ycx=1365.5mm,Jc=0.59451012mm4,Wx=Jc/ycx=0.4354109mm3,ep為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至毛截面重心的距離， ep

19、=ycx-ap,假設(shè)ap=150mm，ep=1365.5-150=1215.5mm 由此可得擬采用j15.2鋼絞線，單根鋼絞線的公稱面積Apl=139mm2,抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1860Mpa，張拉控制應(yīng)力取con=0.75fpk=0.751860=1395Mpa，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%計算。所需預(yù)應(yīng)力鋼絞線的根數(shù)為：取45根采用5束9j15.2預(yù)應(yīng)力鋼筋束，OVM型錨具，供給的預(yù)應(yīng)力截面面積Ap =45*139=6255mm26.斜截面承載力計算選取距支點(diǎn)h/2和變截面點(diǎn)處進(jìn)行斜截面抗剪承載力復(fù)核。截面尺寸示意圖于圖1-11，預(yù)應(yīng)力筋束的位置及彎起角度按表1-10采用。箍筋采用R

20、335鋼筋，直徑為10mm，雙肢箍，間距sv=200mm；距支點(diǎn)相當(dāng)于1倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距sv=100mm。（1）距支點(diǎn)h/2截面斜截面抗剪承載力計算首先，進(jìn)行截面抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核： 在本設(shè)計中，所有預(yù)應(yīng)力鋼筋均彎起，只有縱向構(gòu)造鋼筋沿全梁通過，此處的h0 =2137mm。7.應(yīng)力計算截面位置 0 0.64 1.28 1.92 2.56 3.20 3.84 4.48 5.12 5.76剪力 14.30 13.01 9.75 5.36 0.54 -4.16 -8.34 -11.74 -14.21 -15.71彎矩 74.66 83.5 90.84 95.69 97.58 96.41 92

21、.39 85.93 77.61 68.0111q1=0.6*0.8*1.8*25+0.5*0.8*0.5*1.8*25=30.6 M1=-21.6*0.8/2-9*0.8/3=-11.04 -30.462 -30.46222q2=0.5*（1.1+1.4）*0.5*1.8*25+1.4*1.8*0.9*25=84.83 M3=-0.6*1.3*1.8*1.55*25-0.5*0.8*1.3*1.8*25*1.32-56.7*0.45=-111.12 -115.2 189.033q4=1.4*1.8*0.8*25=50.4 M4=304.43*0.8-107.2*8.5-35.1*2.35-23

22、.4*2.12=19.92 138.6 138.644q5=1.4*2.2*1.8*25=138.6 M5=304.43*3-(56.7+50.4+138.6)*1.95-35.1*4.55-23.4*4.32=172.38 0 08.撓度驗算Wx=J/yx 0.39261 0.39261 0.51324 0.54118 0.48320 0.48320 0.52369 0.54832 0.50289 0.50289 0.43654 0.46849 Ws=J/ys 0.61746 0.61746 0.68422 0.78017 0.65549 0.65549 0.68551 0.77503 0.

23、78513 0.78513 0.81500 1.48004J(1012mm12) 0.55201 0.55201 0.57528 0.73492 0.63976 0.63976 0.72733 0.73860 0.70505 0.70505 0.75968 0.81846ep(mm) 1243 1243 836 278 1161 1161 781 267 1239 1239 759 667ys(mm) 1406 1406 1393 1358 1324 1324 1338 1347 1402 1402 1415 1747ys(mm) 894 894 907 942 976 976 962 953 898 898 885 553A(106mm2） 0.8374 0.8374 0.8374 1.4123 0.8971 0.8971 0.8971 1.4720 0.9871 0.9871 0.9871 1.56209.錨固區(qū)驗算1）跨中截面及錨固端截面的鋼束布置 對于跨中截面，在保證布置預(yù)留管道構(gòu)造要求的前