中南大学混凝土课程设计报告书.docx
《中南大学混凝土课程设计报告书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中南大学混凝土课程设计报告书.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
中南大学混凝土课程设计报告书
中南大学铁道校区
本科土木工程专业
混凝土结构设计基本原理课程设计计算书
题目：
钢筋混凝土连续梁设计（GB50010-2002预应力混凝土简支梁设计（GB50010-2002桥涵钢筋混凝土简支梁设计（GB50010-2002
姓名：
班级：
土木工程班
学号：
指导老师：
匡亚川
二零一零年六月
预应力混凝土简支梁设计
一多层房屋的预应力混凝土屋面梁，构件及截面尺寸如图二所示。
先张法施工时在工地
临时台座上进行，在梁的受拉、受压区采用直径10mm的热处理45Si2Cr直线预应力钢筋。
分
别在梁的受拉、受压区采用锥形锚具一端同时超张拉钢筋。
养护时预应力钢筋与张拉台座温差为250C,混凝土达到设计强度以后放松预应力钢筋，混凝土采用C40,非预应力钢筋采用
HPB235钢筋。
现已知该梁为一般不允许出现裂缝构件，承受均布恒栽标准值为gk=16KN/m（含
自重），均布活载标准值qk=12KN/m,活载准永久值系数屮k=0.5，按《混凝土结构设计规范
（GB50010-2002）》设计该梁。
要求：
（1）进行正截面承载力计算，估算纵向预应力钢筋，并根据构造要求估算非预应力钢筋。
（2）计算总预应力损失。
（3）进行梁的正截面承载力计算，确定梁的纵向预应力钢筋和非预应力钢筋。
（4）进行梁的斜截面承载力计算，确定梁的箍筋。
（5）验算梁的使用阶段正截面抗裂能力是否满足要求。
（6）验算梁的使用阶段斜截面抗裂能力是否满足要求。
（7）验算梁的使用阶段挠度是否满足要求。
（8）
验算梁在施工阶段强度及抗裂能力是否满足要求。
一、计算梁的正截面承载力，估算纵向预应力钢筋，并
根据构造要求估算预非应力钢筋
1.计算参数
10=8.75mln=8.5m
C40混凝土：
J=40N/mm2fc=19.1N/mm2f^1.76N/mm2
fek=26.8N/mm2ftk=2.39N/mm2
Ec=3.25104N/mm—=1.0
45Si2Cr热处理预应力钢筋：
fptk=1470N/mm2fpy=1040N/mm2
Ep=2.0105N/mm2fpy=400N/mm2
HPB235非预应力钢筋：
fy=210N/mm2fy^210N/mm2
fy=210N/mm2E^2.1105N/mm2
施工条件：
构件为“一般不允许出现裂缝构件”，允许挠度为L/250,当feu=feu时，放张预应力筋。
2.内力计算
1跨中最大弯矩：
12
M（1.2gk1.4qk）10
8
12
（1.2181.415）8.75=407.70KNm
8
12
12（1815）8.752=315.82KNm
8
1
Mq=8gkJqqkI：
12
（180.515）8.75=244.04KNm
8
2支座截面处最大剪力
1J
V=21.2gk1.4qkIn
1
（1.2181.415）8.5=181.05KN
1”
V^-gkqkln
1
（1815）8.5=140.25KN
2
3.正截面配筋计算
按翼缘位于受压区的T形截面计算。
计算时可先假定中和轴位于翼缘内，按宽度bf的矩形截面计算，然后再核算与假定是否相符。
构件达到正截面承载力极限状态时，受压区预应力钢筋Ap，无论
受拉或受压，其应力都较小，在配筋计算时可忽略不计，则本题可按单筋矩形计算。
考虑弯矩较大，受拉区可采用双排布置预应力筋。
估算a$=301030=55mm
s2
h0=h-as=800-55=745mm
=0.11324
匕50
x二h0=0.1132480105
2
与假定相符。
（先选用8HT10,Ap=628mm2，经计算不满足抗裂要求）选用10HT10，
Ap=785mm2，根据构造要求:
A^（0.15~0.25）A^（94.2~157）mm2
选用2HT10Ap=157mm2
选配非预应力钢筋:
11
A=36080502601006205080100180
22
2
=117300mm
根据构造要求：
ApAsA_0.2%即As_77.6mm2；
受拉受压区选配同样的非预应力钢筋：
选配2410,即:
Ag=As=157nm2
钢筋布置见图-1
钢筋布置图-1
4.截面几何特征（见图-2）
编
号
A（mnm）
a（mm）
S=Aia（mm3）沆104
y*（mm）
A（y；）2（mm4）
汉106
Ii（mm4）x
106
1
360疋80=28800
760
2188.8
320
2949.12
15.36
2
0.5760汉50=6500
703
456.95
263
449.60
0.90
3
100乂620=62000
410
2542
30
55.80
1986.07
4
0.5x80x50=2000
117
23.4
323
208.66
0.28
5
180x100=18000
50
90
390
2737.80
15
6
5.15x157=809
770
62.29
330
88.10
7
5.15x392.5=2021
30
6.06
410
339.73
8
5.15x392.5=2021
60
12.13
380
291.83
9
5.46x157=857
770
65.99
330
93.3
10
5.46x157=857
95
8.14
345
102.00
X
123865
5455.76
7315.94
2017.61
表中：
a—各截面A的重心至底边的距离；yi—各截面的重心至换算截面重心的距离;
Ii—各截面对其自身重心的惯性矩；
:
-EP—预应力钢筋与混凝土的模量比
5
Ep2.0沢105…
■■EP4=6.15；
EC3.25104
:
es—预应力钢筋与混凝土的模量比
5
ES21汉10
■-esS=4=6.46；
EC3.25104
换算截面面积：
民=瓦A=123865,
换算截面重心至底边的距离为：
y。
八S/A=5455.7610二440mm123865
换算截面惯性矩为：
2444
1。
=送Ayi+Zh=724870.17x10+201760.723灯0=926630.893灯0
①
截面特征图-2
二、计算预应力损失
先张发构件热处理钢筋超张拉：
「con=0.70fptk=0.701470=1029N/mm2
a2
JEs=111N/mm2
ls
Cl^:
sE^'t=1.010*210525=50N/mm2
2
二14=0.035%on=0.0351029=36N/mm
第一批预应力损失：
I*7
er”=
]]二貯口+crl3+crl4=197N/mm
扣除第一批预应力损失后，预应力钢筋的合力；
Np•=（匚con一GJAp-（二con一二/0Ap
=（1029-197）785（1029-197）157=783744N
Npepo■-（；-con-I）Apyp-con-I）Ayp
=（1029-197）785395-（1029-197）157330
=214879092.5Nmm
受拉区，受压区预应力钢筋合力点处混凝土的法向应力
157157
123865
2.5410
-3
A0
；「pci=15.42N/mm2：
：
0.5fc'u=20N/mm2
配筋率:
第二批预应力损失:
总预应力损失为：
2
二丨□二匚i5=137.27N/mm
二丨U-匚l5二43.35N/mm2
二丨「「一二』=197138.27=334.27N/mm2100N/mm2
；：
=；「「；—19743.35=240.35N/mm2.100N/mm2
由于AsAs0.4（ApApP,故:
Npi•=（二con一Gi）Ap-（二con一'二li0Ap
-（二con-Ii）Ayp
=669181.1N
Npep0I-（"-，conlI）Apyp
=174114230.4
"-'pell
pell
三、
Npii
Npii
Ao
Npiiep0ii
Io
yp
669181.1
123865
1741142301395=12.7N/mm2
9333.55106
Npiiep0ii.
yp
正截面承载力计算
669181.1
174114230.4330=_o.75N/mm2
123865
9333.55106
、消压状态时：
二p0
2
-；「conaEP^pcii=772.84N/mm
''''2
▽p0=bcon+
pcii=784.04N/mm
=772.84785784.04157
=729.77kN
2、鉴别中和轴位置
当受压区混凝土破坏时，受压区预应力筋应力为：
-p=；：
.p0〜fpy=784.034~400=384.034N/mm20为拉应力
在受压区有：
：
「fcbfhf-；ipApfyA
z50''
=1.0勺9.1汉36080+—[―384.034x157+210"57=694656.66N
<2丿
在受拉区有：
fyAsfpyAp
=210X157+1040X785=849370N>694656.66N
属于第口类截面
3计算承载力
由'X=0，得：
:
1fc[bx（b'f-b）hf]=fpyAp「ApfyAs-fyAs
fpyAp■fyAs■二p'Ap'—'fy'As'〜■：
：
ifc（bf'—'b）hf
:
-1fcb
=1040汉785+210"57+384.034"57—210X57—1.0"9.1汇（360—100）X05
1.0灯9.1如00
=196.41mm>a'=2X30=60mm
0.8
0.002
1
-cu
1d心呼
0.00330.00332.010
二0.398
Es；cu
计算相对受压区高度：
h0=800-53.3=746.7mm
bh0=0.398746.7=297.19mmx=196.41mm
即：
2a'：
：
：
x：
bh0
I
.x''hf''''''
八Mu=%fcbx（h0-2）+%fc（bf-b）bf（h0-_2）+frAs（h0-as）-口pAp（h0-ap）
1.019.1100196.41746.7-196.41/21.019.1360-100
105汇f746.^10^rH21^<15^（746.7—30）—384.034x157汇（746.7—30）I2丿
=585.67KNmM=407.70KNm
-正截面承载力满足要求。
四、斜截面承载力验算，并确定梁的箍筋
（1）确定梁的箍筋
a）截面尺寸复核
截面腹板净高为：
hw=800-80100-5050i=520mm
hw/b=5.2：
：
；
升级会员 