預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁設(shè)計

第7章預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁設(shè)計11．初擬截面形狀和截面尺寸；2.內(nèi)力計算及組合，計算控制截面最大設(shè)計內(nèi)力；3．估算預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量，并進行合理布置；4．計算主梁截面的幾何特性；5.確定；6.承載能力計算：正截面承載能力、斜截面承載能力；7．應(yīng)力驗算－施工制作階段和使用階段應(yīng)力驗算；8．裂縫寬度或抗裂驗算；9．變形驗算；

10.梁端局部承壓計算與錨固區(qū)設(shè)計。7.1設(shè)計計算步驟27.2預(yù)應(yīng)力混凝土類型選擇按預(yù)應(yīng)力度（抗裂等級）來劃分：1.全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件：

在使用荷載下，截面不出現(xiàn)拉應(yīng)力。2.部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件:

在使用荷載下，截面出現(xiàn)拉應(yīng)力，但拉應(yīng)力不超過混凝土的抗拉強度。3.部分預(yù)應(yīng)力混凝土B類構(gòu)件：

使用荷載大于開裂荷載，即構(gòu)件出現(xiàn)裂縫，但最大裂縫寬度控制在容許范圍內(nèi)。3按預(yù)應(yīng)力筋的粘結(jié)情況來劃分：1.有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件；

2.無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件:

包括體內(nèi)無粘結(jié)和體外無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。按施加預(yù)應(yīng)力的方法劃分：先張構(gòu)件；后張構(gòu)件。4全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的特點：抗裂、抗疲勞性能好，剛度大，設(shè)計計算簡單。適用于對抗裂有很高要求的結(jié)構(gòu)，如有防滲漏要求的壓力容器（核反應(yīng)堆壓力容器和安全殼）、儲液罐和在嚴重腐蝕環(huán)境下需防止鋼材銹蝕的結(jié)構(gòu)，以及承受高頻反復(fù)荷載易產(chǎn)生疲勞破壞的結(jié)構(gòu)。早期的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件一般均為全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。5但全預(yù)應(yīng)力混凝土也存在著以下的不足：⑴對抗裂要求過高，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋配筋量往往由抗裂要求控制，而不是由承載力控制；⑵反拱過大，特別是在恒載小、活荷載大的情況下，混凝土處于長期高預(yù)壓應(yīng)力狀態(tài)，引起徐變和反拱不斷增長，以致影響結(jié)構(gòu)的正常使用；⑶從開裂到破壞的過程很短，且破壞后延性小；⑷施加預(yù)應(yīng)力大，對張拉設(shè)備、錨具等有較高的要求。6事實上，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的裂縫不僅僅是荷載的原因，溫度、收縮徐變以及其他因素產(chǎn)生的變形受到約束時（如沉降、水化熱等），都可能使全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生裂縫，有的還比較嚴重?！舸送馊A(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中，由于局部高壓應(yīng)力會產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力、剪力和扭轉(zhuǎn)的產(chǎn)生斜拉應(yīng)力等也會產(chǎn)生裂縫。因此，要完全靠預(yù)應(yīng)力來保證結(jié)構(gòu)中不出現(xiàn)裂縫，不僅技術(shù)很難做到，而且在經(jīng)濟上也是不合理的。7施加預(yù)應(yīng)力的混凝土構(gòu)件，即使出現(xiàn)裂縫，當活荷載移去后，裂縫還可以閉合，裂縫的開展是短暫的。因此，從滿足結(jié)構(gòu)功能要求的角度，很多情況不必采用全預(yù)應(yīng)力混凝土。采用部分預(yù)應(yīng)力混凝土可以節(jié)約預(yù)應(yīng)力鋼材、有效地控制反拱、提高延性，部分的開裂產(chǎn)生的剛度降低，也有助于結(jié)構(gòu)內(nèi)力的調(diào)整，以減小由于約束變形（如溫差、不均勻沉降等）而產(chǎn)生的內(nèi)力。因此，適當降低預(yù)壓應(yīng)力，容許混凝土出現(xiàn)拉應(yīng)力甚至開裂，作成部分預(yù)應(yīng)力混凝土，有時可以使設(shè)計更加合理和經(jīng)濟?！舨糠诸A(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的適用性8預(yù)應(yīng)力度l≥1：全預(yù)應(yīng)力混凝土l=0：鋼筋混凝土1>l>0：部分預(yù)應(yīng)力混凝土90Wftkg0Wftkg鋼筋混凝土(M0=0)全預(yù)應(yīng)力(M≤M

0)Mu使用彎矩M部分預(yù)應(yīng)力(M>M0)彎矩撓度10目前公路橋梁中預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用情形是：一般采用有粘結(jié)的后張全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件或部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類。且《規(guī)范（JTJD62－2004）明確規(guī)定：對跨徑大于100m橋梁的主要受力構(gòu)件，不宜設(shè)計成部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。無粘結(jié)的體外預(yù)應(yīng)力一般僅在舊橋加固時采用。11預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件常用的截面形狀有：矩形、T形、工字形、Π形和箱形等。7.3截面形狀與跨高比12不同截面的核心區(qū)kukb13矩形截面外形簡單，模板最省。但核心區(qū)域小，自重大，截面有效性差。一般適用于實心板和一些短跨先張預(yù)應(yīng)力混凝土梁。工形截面核心區(qū)域大，預(yù)應(yīng)力筋布置的有效范圍大，截面材料利用較為有效，自重較小。但應(yīng)注意腹板應(yīng)保證一定的厚度，以使構(gòu)件具有足夠的受剪承載力，便于混凝土的澆筑。箱形截面具有與工形截面相類似的抗彎、抗剪性能，并具有良好的抗扭性能，因此在大跨橋梁結(jié)構(gòu)中常用。不同形狀截面的特點14預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的撓度變形控制容易滿足，因此高跨比可取得較小。但跨高比過小，則反拱和撓度會對預(yù)加外力的作用位置以及溫度波動比較敏感，對結(jié)構(gòu)的振動影響也更為顯著。一般預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的高跨比可比鋼筋混凝土構(gòu)件減小30%左右。預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T形截面梁，其截面的高跨比一般為：1/15~1/25。截面的高跨比151.按正截面的抗裂要求估算7.4預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量的估算1617估算所需預(yù)應(yīng)力筋總面積18確定AP后，AS根據(jù)正截面承載能力極限狀態(tài)的要求來確定（以T梁為例）：2.按截面抗彎承載能力估算非預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量第一類T形截面利用第2式求出x，若滿足x≤h’f，則由第1式：19第二類T形截面利用第2式求出x，若滿足x>h’f，且x≤則由第1式：203.像按所嚷需平姻衡的敢外荷右載w進行估喊算21當預(yù)米應(yīng)力蝴筋的舊面積Ap和材留料確震定以幼后，狹則預(yù)牛加力脂的大扮小Np即可確及定。分別咸根據(jù)施構(gòu)件褲施工壘階段咱和使唉用階謝段各悶控制脹截面副上、話下邊墾緣混級凝土按的應(yīng)足力限昆值即旁可確憑定相道應(yīng)截貝面預(yù)新應(yīng)力袖束的財偏心掌距限鹽值，物并由你此確只定了趨預(yù)應(yīng)滑力束處的容爽許布遙置區(qū)葵域或束界。施工階潔段根據(jù)Np、g1共同作丘用下各漸控制截朽面上緣奸混凝土址應(yīng)力不維超過相濟應(yīng)的容共許應(yīng)力躺可確定歷索界的哈下限即勝下索界E1；根據(jù)Np、g1、g2和q共同押作用六下各亭控制運截面漠下緣儀混凝澤土應(yīng)度力不諒超過切相應(yīng)校的容綿許應(yīng)仰力可邀確定己索界承的上士限即都上索全界E2；計算刪時可辭近似伯按混色凝土最全截掏面計狀算并猴近似塵取有賀效壓拘應(yīng)力纏，并童近似刑取7.5諷預(yù)應(yīng)棚力筋的盤布置1、預(yù)應(yīng)力宇筋的索勒界22E1E223（1）重心趕線超出竊束界范嘆圍；（2）彎新起角遇度與慕剪力治變化久規(guī)律害配合朱；（3）符臂合構(gòu)致造要季求（悼設(shè)計乘、施流工、佩使用帝經(jīng)驗廁確定念的）府。2、預(yù)應(yīng)豆力筋的稻布置原被則3、新預(yù)應(yīng)瀉力筋宇的彎賞起點分確定（1）架從受復(fù)剪角鄭度，選理論邀上應(yīng)菜從γ0Vd>Vcs截面開積始彎起霜，實際槽一般在敢跨徑的芹三分點牲到四分帖點之間誤開始彎挖起；（2）鉤從受彎掛角度，援注意彎添起后正座截面抗昆彎承載鴉力的要多求；（3尊）還敢應(yīng)滿戀足斜撫截面無抗彎哪承載侵力的逗要求袋。24（1）不宜肆大于20°，彎亡出梁鑄頂錨笨固的扒鋼筋星常在25°~30°；（2）在臨咐近支點榆梁段，匠預(yù)應(yīng)力露筋滿足他抗彎的枝條件下然彎起數(shù)須量盡可蘆能多些濫。4、預(yù)應(yīng)厭力筋彎餃起角度5、窮預(yù)應(yīng)鎮(zhèn)力筋資彎起截的曲梳線形藍狀可采用壤圓弧線慰、拋物被線或懸珠鏈線，傅其曲率反半徑應(yīng)辱滿足：（1宰）鋼鵝絲束教、鋼誕絞線簡的鋼絡(luò)絲直瀉徑小閉于5mm時，不紋宜小于剪4m，否則不那宜小于蹤蝶6m；（2）精軋螺槽紋鋼直爐徑小于薯25mm時，不探宜小于昆12m，否則衛(wèi)不宜協(xié)小于首15m；蹄。251）后張復(fù)法構(gòu)件（1）直線血管道間嗓的水平脆凈距不澡小于40m惡m，且不薦小于度管道間直徑佛的0.6倍；酬對于厘預(yù)埋販波紋戒管和鼻鐵皮焦管，昆豎向再可將騰兩管蕉道疊棟置。（2）曲摟線預(yù)插應(yīng)力貓筋管速道在孝曲線石平面數(shù)內(nèi)相貿(mào)鄰管褲道間蟻的最松小距猴離：6、預(yù)留應(yīng)力齊筋布雁置的倚具體瞞要求（3屈）曲濃線預(yù)倍應(yīng)力緒筋管枕道在抄曲線鞏平面工外相華鄰管證道間句的最恰小距叫離：26（4）管蒜道內(nèi)居徑的打截面缸積不午應(yīng)小衫于預(yù)共應(yīng)力鈔筋截沸面積煎的2倍；（5）設(shè)預(yù)絞拱度時革，預(yù)留其管道也外要同時鄙起拱；（6）保護蹦層厚度乞要求：2）經(jīng)先張喇法構(gòu)開件對預(yù)途應(yīng)力旱筋的撞間距招、錨滲固端踢部加愁強鋼敏筋構(gòu)鹽造、重混凝憂土保月護層嚷厚度疫等也騎有相能應(yīng)規(guī)隊定。277.6千非預(yù)映應(yīng)力筋雷的布置箍筋凍；《橋規(guī)JTG仿D6肆2》規(guī)定疼，預(yù)示應(yīng)力袍混凝葡土T形截面模梁或箱根形截面吩梁腹板承內(nèi)應(yīng)設(shè)袍置直徑爬不小于10和12mm的箍攻筋，底且應(yīng)沉采用侮帶肋琴鋼筋吩，其倒間距私不應(yīng)甘大于25搬0mm，自支座鎮(zhèn)中心起唯長度不蒼小于一壓倍梁高弊范圍內(nèi)朋應(yīng)采用展閉合箍榴筋，其另間距不般應(yīng)大于100mm。在T形截惹面梁康配有畢預(yù)應(yīng)段力鋼引筋的航馬蹄肚形加阻寬部略分，沖應(yīng)設(shè)向置直淘徑不猴小于盛8mm的閉殲合式紗輔助霧箍筋衰，其梁間距存不應(yīng)廉大于社20拐0mm薪。此外，圣馬蹄內(nèi)甘尚應(yīng)設(shè)知直徑不葛小于1幫2mm的定固位鋼芽筋。282.水平憶縱向遼鋼筋設(shè)置違在腹份板兩癥側(cè)的狠水平仔縱向牲鋼筋姜，宜富采用策直徑掛為6～8mm的帶肋旬鋼筋，昌腹板內(nèi)糾鋼筋的搭截面面戴積宜為蓋（0.0當01～0.0覽02）;其間距計在受拉貓區(qū)不應(yīng)沿大于腹鍬板寬度炊，且不癥應(yīng)大于20種0mm，在受壓圖區(qū)不應(yīng)屬大于30盲0mm，在支點運附近剪播力較大袖區(qū)段和澆預(yù)應(yīng)力版混凝土臺梁的錨秋固區(qū)段正，腹板如兩側(cè)縱揀向鋼筋鹿截面面碗積應(yīng)予妹增加，甩縱向鋼挪筋間距明宜為100～15爐0mm。293.局部戚加強圍鋼筋“馬蹄唇”、錨基固區(qū)、目梁底支省座處應(yīng)奔設(shè)局部標加強鋼箏筋；4.架腦立鋼筋常與定位挖鋼筋；30灌漿用趟水泥漿退強度等請級不應(yīng)犯低于30級。水凳泥漿應(yīng)程和易性擾良好，諒其水灰穿比宜為0.4棚~0.賀45。為逮減少打收縮毫，可干通過惠試驗宴摻入棒適量奏膨脹機劑。錨具學(xué)周圍凈應(yīng)設(shè)隸置構(gòu)山造鋼敲筋與橋梁體算連接截，然蟻后澆準筑混豎凝土略封錨看。封栽錨混喬凝土零強度六等級壘不應(yīng)伶低于槍構(gòu)件庫本身建混凝躬土強桐度等律級的80%，且不捕低于C3把0。7.7管道擠壓漿廊及封窄錨31《混凝在土結(jié)占構(gòu)設(shè)猴計原搬理》課程翠設(shè)計刪任務(wù)故書預(yù)應(yīng)力較混凝土胖簡支梁損設(shè)計計嶼算32跨徑：主梁部標準洽跨徑30m，梁全長29頁.9寶6m，計算跨誘徑29.晨16m。2.基本盯構(gòu)造反：上翼緣盼板寬2.爪3m，每一區(qū)梁端摘處橫犧隔板創(chuàng)厚度30cm，竭1/4跨和典跨中戰(zhàn)位置濁處橫溪隔板熔厚度賀為20cm結(jié)，二期驕恒載6.疑5kN/負m。3.活荷奔載：公路—Ⅰ級汽湖車荷脹載，濕人群括荷載鳳按3.0kN幕/m2計算，慮活載災(zāi)內(nèi)力計扎算結(jié)果威如附表4.結(jié)構(gòu)安淘全等級保：一級一.設(shè)偽計資料335.材料：預(yù)應(yīng)力柜鋼筋：違采用1×7φs15.上2鋼絞扎線，fpk=18架60M港pa；普通喘鋼筋算：縱妻向受預(yù)力鋼坡筋采掠用HR根B4殺00級，估箍筋歌及構(gòu)抖造鋼坊筋采刃用HR返B3仇35、R2門35級；混凝土翅：≥C406.施工方捕法：采用后圓張法兩萍端同時久張拉，恐采用雙罩作用千輝斤頂；掠預(yù)應(yīng)力棒孔道采計用塑料賄波紋管公。34三.設(shè)計固計算才內(nèi)容截面難尺寸胸確定道；主梁內(nèi)縫力計算仙及組合翼；預(yù)應(yīng)力礦鋼絞線些面積估項算、布索置及校滾核；截面幾即何參數(shù)納的計算喘；確定交張拉緊控制回應(yīng)力溝，進雁行預(yù)蠢應(yīng)力鍛損失竿估算窄；正截面焦、斜截賤面承載尋能力計荷算；應(yīng)力棉驗算蚊；抗裂性潑驗算；變形驗厚算及預(yù)換拱度設(shè)增置；錨固區(qū)六局部承義壓設(shè)