中南大学-混凝土课程设计.doc

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Ψk=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。 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 计算参数 C40混凝土： 45Si2Cr热处理预应力钢筋： HPB235非预应力钢筋： 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,当时，放张预应力筋。 内力计算 跨中最大弯矩： ② 支座截面处最大剪力 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，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 与假定相符。 （先选用810，，经计算不满足抗裂要求）选用1010 ， ，根据构造要求： 选用210 选配非预应力钢筋： 根据构造要求： 即； 受拉受压区选配同样的非预应力钢筋：选配210 ，即： 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 1 36080=28800 760 2188.8 320 2949.12 15.36 2 0.526050=6500 703 456.95 263 449.60 0.90 3 100620=62000 410 2542 30 55.80 1986.07 4 0.58050=2000 117 23.4 323 208.66 0.28 5 180100=18000 50 90 390 2737.80 15 6 5.15157=809 770 62.29 330 88.10 7 5.15392.5=2021 30 6.06 410 339.73 8 5.15392.5=2021 60 12.13 380 291.83 9 5.46157=857 770 65.99 330 93.3 10 5.46157=857 95 8.14 345 102.00 123865 5455.76 7315.94 2017.61 表中：—各截面的重心至底边的距离； —各截面的重心至换算截面重心的距离； —各截面对其自身重心的惯性矩； —预应力钢筋与混凝土的模量比 ； —预应力钢筋与混凝土的模量比 ； 换算截面面积：, 换算截面重心至底边的距离为: 换算截面惯性矩为： 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： 第一批预应力损失： 扣除第一批预应力损失后，预应力钢筋的合力； 受拉区，受压区预应力钢筋合力点处混凝土的法向应力。 配筋率： ∵ ∴ 第二批预应力损失