中南大学混凝土课程设计报告书.docx
- 文档编号:10950900
- 上传时间:2023-02-23
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:137.74KB
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:
:
;
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 中南 大学 混凝土 课程设计 报告书