土木工程结构设计

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土木工程毕业设计—建筑结构设计ppt课件

土木工程毕业设计—建筑结构设计ppt课件
土木工程毕业设计—建筑结构设计
明确几个问题:
为什么土木工程专业的毕业设计应该做建筑结构设计?
毕业设计难不难?做结构设计的目的和意义是什么?
力学、结构没学好怎么办?分层法、D值法完全不懂怎么办?
1、毕业设计思路——倒过来分析 (从最终成果追本溯源) 结构设计的最终目的——施工图 主要内容:梁配筋、柱配筋 (绘制平法施工图)
截面积
按轴压比预估,再计算验证。
柱配筋
箍筋
已知BxH,已知混凝土强度(C30), 箍筋强度(HPB300),已知V,求解 Asv/s
纵筋
已知BxH,已知混凝土强度(C30), 箍筋强度(HRB400),已知M、N, 已知计算长度L0,求解As,A’s
求解过程中一个重要内容——内力(M、N、V) 主要问题:怎样得出梁柱杆件上的内力? 怎么求? 结构设计全过程——求内力
材料选择
5、结构布置 结构体系的传力路径
竖向 楼盖结构体系 现浇梁板楼盖结构体系 水平
竖向:承受楼盖传来荷载 竖向结构体系 框架体系
水平:风荷载、地震荷载
基础的结构体系
独立基础
5、结构布置 框架结构承重方案
(1)横向框架承重方案
次梁沿纵向布置,即将力传给横向框架承重。该方案可提高横向抗侧刚度。 主要荷载传递到横向,横向梁截面较大,纵向可减小。
5、结构布置 框架结构布置要点
平立面布置宜规则,各部分质量和刚度均匀、连续。 框架梁宜连通。 框架柱宜纵横对齐、上下对齐。 柱子设在纵横墙交界处。
6、构件尺寸初步确定

《高规》截面高度可取计算跨度的1/18~1/10,梁宽取1/3~1/2梁高。 需综合考虑荷载和跨度的情况,特殊情况特殊对待。同时需满足刚度、 延性的要求。 根据柱的受荷面积、 楼层数、荷载大小等 参数预估。

土木工程中的结构设计原理

土木工程中的结构设计原理

土木工程中的结构设计原理土木工程是一门涉及设计、建造和维护土地上的人工结构的学科。

在土木工程中,结构设计是其中一个重要的方面。

结构设计原理是指根据结构所承受的力学作用,通过合理的形状和材料选择来确保结构的安全性、耐久性和经济性。

本文将探讨土木工程中的结构设计原理。

一、结构设计的基本原则在土木工程中,结构设计的基本原则是确保结构的安全性、耐久性和经济性。

安全性是指结构在使用期间能够承受预期的荷载,并保持稳定。

耐久性是指结构能够在使用寿命内维持其预期的性能和功能。

经济性是指在满足安全性和耐久性的前提下,尽可能降低成本。

二、荷载和力学分析在结构设计过程中,工程师首先需要对结构所承受的各种荷载进行准确的估计和分析。

荷载可以分为静态荷载和动态荷载,如自重、附加荷载、风荷载、地震荷载等。

然后,通过应力分析和变形分析来确定结构的受力状态,并计算结构的强度和刚度。

三、结构形状和布局设计在结构设计中,选择适当的结构形状和布局对于保证结构的安全性和经济性至关重要。

常见的结构形状包括梁、柱、桁架、拱等。

通过合理的布局和连接方式,可以实现结构的整体均衡和相互支撑,使其能够有效地抵抗外力。

四、材料选择和使用结构的材料选择是结构设计的重要内容之一。

不同材料具有不同的强度和刚度特性,因此在结构设计中需要根据具体情况选择合适的材料。

常见的结构材料包括混凝土、钢材、木材、玻璃纤维增强塑料等。

材料的强度、耐久性和可用性等因素需要全面考虑。

五、结构稳定性和振动控制结构的稳定性是指结构在外力作用下保持平衡和稳定的能力。

在结构设计中,必须考虑各种稳定性问题,如屈曲、扭转和侧移等。

此外,结构的振动控制也是非常重要的。

在一些需要抵抗地震或风荷载的结构中,需要采取相应的措施来控制结构的振动。

六、施工和维护在完成结构设计后,结构的施工和维护也是重要的环节。

施工时需要按照设计图纸进行施工,并进行质量控制。

一些特殊的结构形式,如悬索桥和拱桥等,施工困难度较大,需要施工方采取相应的工艺和技术手段。

土木工程中的结构设计原则

土木工程中的结构设计原则

土木工程中的结构设计原则土木工程是与人们的生活息息相关的一门学科,它涉及到建筑物、桥梁、道路等各种基础设施的设计和建造。

在土木工程中,结构设计是一个至关重要的环节,它决定了工程项目的安全性、稳定性和可靠性。

本文将介绍土木工程中的结构设计原则,以确保土木工程项目的工程质量。

一、承载能力原则在土木工程中,结构的承载能力是最重要的考虑因素之一。

承载能力是指结构在受力作用下能够安全承受的负荷大小。

结构设计应根据工程项目的用途和设计要求确定合适的承载能力要求,并确保结构在正常使用情况下能够承受预期负荷。

为了满足承载能力要求,结构设计需要考虑各种因素,如结构材料的性能、结构形式的选择、荷载计算等。

二、安全性原则安全性是土木工程中最重要的设计原则之一。

结构设计应确保在正常使用情况下,结构不发生破坏或失稳。

为了提高结构的安全性,设计师需要充分考虑各种荷载情况,如自重、活荷载、风荷载、地震荷载等,并在设计过程中进行合理的荷载计算和结构强度验算。

此外,采用适当的结构形式、合理的构造布置和正确的施工方法也是保证结构安全性的重要因素。

三、经济性原则经济性是土木工程设计的一个重要方面。

结构设计应在满足安全性和使用要求的前提下,尽可能降低建设成本。

设计师应选用适当的结构形式、合理的材料使用量,并合理考虑施工工序和材料成本等因素,以确保工程项目的经济性。

在土木工程中,采用节能环保材料、优化结构形式和减少不必要的消耗等方式也是提高经济性的重要手段。

四、耐久性原则结构设计应保证工程项目在规定使用年限内具有足够的耐久性。

为了提高结构的耐久性,设计师需要充分考虑工程环境和使用条件对结构的影响,并采取合适的措施保护结构免受腐蚀、疲劳和变形等影响。

此外,材料的选择、施工质量的控制和定期维护等也是保证结构耐久性的重要因素。

五、美观性原则在土木工程中,美观性也是一个需要考虑的设计原则。

结构设计应兼顾工程项目的实用性和美观性,以满足人们对建筑物和景观的审美需求。

土木工程中的结构设计原理 - 教案

土木工程中的结构设计原理 - 教案

教案土木工程中的结构设计原理教案1引言1.1结构设计的重要性1.1.1结构设计是土木工程的核心,决定了建筑的稳定性、耐用性和安全性。

1.1.2结构设计的合理性直接影响建筑的成本、施工难度和使用寿命。

1.1.3结构设计需要综合考虑材料性能、力学原理和环境因素。

1.2结构设计的基本原则1.2.1安全性原则:确保结构在各种荷载作用下不发生破坏。

1.2.2适用性原则:满足使用功能,提供舒适、便利的空间。

1.2.3经济性原则:在保证安全和适用的前提下,尽量降低成本。

1.3结构设计的挑战1.3.1地震、台风等自然灾害对结构设计提出了更高的要求。

1.3.2新材料、新技术的应用带来了新的设计思路和方法。

1.3.3环保和可持续发展的要求对结构设计提出了新的挑战。

2知识点讲解2.1结构类型与受力分析2.1.1框架结构:以梁、柱、板为主要承重构件,适用于多层建筑。

2.1.2剪力墙结构:通过剪力墙承担水平荷载,适用于高层建筑。

2.1.3桁架结构:以杆件组成的几何不变体系,适用于大跨度建2.1.4网格结构:空间受力体系,适用于大型公共建筑。

2.2结构材料与性能2.2.2混凝土:抗压强度高,适用于各种建筑类型。

2.2.3砌体:施工简便,保温隔热性能好,适用于低层建筑。

2.2.4木材:轻质、环保,适用于小型建筑和临时建筑。

2.3结构设计软件的应用2.3.1SAP2000:适用于复杂的结构和非线性分析。

2.3.2ETABS:专门用于高层建筑结构分析。

2.3.3PKPM:国内常用软件,适用于各种建筑类型。

2.3.4Revit:BIM软件,可实现结构设计的可视化。

3教学内容3.1结构设计的基本流程3.1.1荷载计算:确定结构承受的永久荷载、活荷载和偶然荷载。

3.1.2结构布置:根据建筑功能和受力特点选择合适的结构体系。

3.1.3结构计算:利用结构设计软件进行内力分析和构件设计。

3.1.4施工图绘制:根据计算结果和规范要求绘制施工图。

土木工程毕业设计—建筑结构设计

土木工程毕业设计—建筑结构设计
算验证。
柱配筋
箍筋
已知BxH,已知混凝土强度(C30), 箍筋强度(HPB300),已知V,求解 Asv/s
纵筋
已知BxH,已知混凝土强度(C30), 箍筋强度(HRB400),已知M、N, 已知计算长度L0,求解As,A’s
求解过程中一个重要内容——内力(M、N、V) 主要问题:怎样得出梁柱杆件上的内力? 怎么求? 结构设计全过程——求内力
16、地震剪力
定义:由于水平地震作用的施加,而使结构产生剪力。 求解方法: 周期为什么要折减? (用于计算内力)
(1)填充墙会增大框架结构的刚度,使周期减小,而计算时幵没有考虑填充墙。 (2)结构自振周期大部分处于反应谱下降段,填充墙的存在使自振周期减小,意味 着地震影响系数会比较大,FEK=α1Geq,即水平地震作用会比较大。因此按反应谱 方法计算,不折减活折减不够,不安全。
计算过程
1.0恒载+0.5活载(屋面活荷载不计)
13、结构的自振周期
定义:某一结构按某一特定振型完成一次自由振动所需时间,反映了结构的 动力特性,与结构的质量和刚度有关。 求解方法 能量法 顶点位移法(选用此方法)
什么是D值?
当柱子上下端产生单位相对横向位移时,柱所承受的剪力。
位移方向
为什么可以使用D值求位移? 为什么要考虑梁刚度增大系数?
(培养设计思路和概念的过程)
效应组合或内力组合
各工况效应计算
各工况荷载大小
各种内力的不利组合
剪重比调整、侧移计算 恒载工况:分层法、弯矩二次分配法 、位移法、力学求解器 活载工况:同上 地震荷载工况:D值法、位移法、结 构力学求解器 风荷载工况
地震工况 风荷载工况 恒载工况 活载工况
恒载计算(面荷载、线荷载、集中荷载) 恒载工况 哪些属于恒载?

土木工程中的结构设计和施工管理

土木工程中的结构设计和施工管理

土木工程中的结构设计和施工管理结构设计和施工管理在土木工程中起着至关重要的作用。

它们直接关系到工程的安全性、可靠性和施工质量。

本文将从结构设计和施工管理两个方面探讨土木工程中的相关内容。

一、结构设计结构设计是土木工程中的核心环节,它要求工程师充分考虑工程的承载能力、稳定性和耐久性。

合理的结构设计能够保证工程的安全运行和寿命。

下面将介绍几个常见的土木工程中的结构设计方法。

1.1 结构荷载计算结构荷载计算是结构设计的首要工作。

通过分析工程所受的各个荷载,包括自重荷载、活荷载、风荷载、地震荷载等,计算出各个承载构件所受的力和弯矩,为后续的设计提供依据。

1.2 结构材料选择结构材料的选择应根据工程的具体情况来决定。

需要考虑的因素包括工程的用途、荷载要求、施工工艺等。

常见的结构材料有钢材、混凝土、木材等,各有其特点和适用范围。

结构设计师需要根据实际情况选择合适的材料。

1.3 结构分析和设计结构分析是结构设计的核心环节,它通过确定结构所受的各个荷载和边界条件,采用力学原理进行计算和分析。

结构设计师需要综合考虑结构的强度、刚度和稳定性,设计出满足要求的结构方案。

二、施工管理施工管理是土木工程中不可或缺的一环,它涉及到工程的组织、协调和监督等方面。

良好的施工管理能够提高工程的质量、效率和安全性。

下面将介绍几个常见的土木工程中的施工管理方法。

2.1 工程施工图纸管理工程施工图纸是施工管理的重要依据,要求施工管理人员对施工图纸进行认真审查和管理。

对于设计方案的更改和调整,需要及时反馈给设计单位,并进行相应的变更手续。

2.2 施工组织设计施工组织设计是施工管理的重要环节,它要求施工管理人员综合考虑工期、工程量、资源配置等因素,合理确定施工方法和施工顺序。

通过合理的施工组织设计,能够提高工程的施工效率和质量。

2.3 施工现场管理施工现场管理直接关系到工程的安全性和施工质量。

施工管理人员需要对施工现场进行有效的监督和管理,确保施工过程中各项工作的顺利进行。

土木工程结构工程设计与施工的关键技术

土木工程结构工程设计与施工的关键技术

土木工程结构工程设计与施工的关键技术土木工程结构的设计与施工是土木工程领域中至关重要的环节。

为确保工程质量和安全,需要掌握一系列关键技术。

本文将介绍土木工程结构工程设计和施工过程中的几项关键技术。

一、结构设计技术结构设计是土木工程的核心,包括承载力分析和设计方法的选择。

在结构设计时,首先需要进行荷载计算,确定工程所受的各类荷载,如静载荷、动载荷、温度荷载等。

然后进行结构各部分的分析计算,以验证结构的稳定性、可靠性和经济性。

在设计过程中,需要合理选择结构材料、控制结构形式,以满足设计要求并提高工程质量。

二、结构施工技术结构施工是实施设计方案的关键环节,包括材料选择、施工工艺和质量控制等。

土木工程结构施工时需根据设计方案选择合适的材料,如混凝土、钢结构等。

施工工艺应综合考虑施工现场条件、环境保护要求等因素,确保施工过程的安全和质量。

同时,施工过程需进行全过程质量控制,包括施工前的准备、施工中的检测及验收等环节,以确保结构的建造质量。

三、地基处理技术土木工程结构的稳定性与其所基于的地基密切相关。

在设计和施工过程中,需要进行地基处理,以保证地基的稳定性和承载力。

地基处理技术包括地基改良、地基处理和基坑支护等。

地基改良可采取物理方法、化学方法或机械方法进行,如土体加固、灌浆处理等。

地基处理则是修补现有地基或加固地基的一些局部区域。

基坑支护是在地下开挖过程中为保证周围建筑物的稳定而采取的措施。

四、抗震设计技术地震是土木工程结构面临的重要外力荷载,因此抗震设计技术至关重要。

抗震设计首先需要进行地震分析,确定工程设计地震动参数。

然后在结构设计中引入抗震设计原则,如给定的设计加速度反应谱。

抗震设计还包括结构的抗倒塌和抗侧移能力的设计。

通过合理采取抗震措施,如使用抗震支撑、加强结构构件或拓宽基础等方式,来提高工程的抗震能力。

综上所述,土木工程结构工程设计与施工的关键技术包括结构设计技术、结构施工技术、地基处理技术和抗震设计技术等。

土木工程中的结构设计

土木工程中的结构设计

土木工程中的结构设计在土木工程领域中,结构设计是至关重要的一项工作。

它涉及到建筑物、桥梁、隧道等基础设施的设计和构造,直接决定了这些工程的安全性和稳定性。

本文将介绍土木工程中的结构设计的重要性、设计过程和一些常用的设计原则。

结构设计在土木工程中具有举足轻重的地位。

一个合理和可靠的结构设计是保证工程质量和持久性的基石。

通过在设计初期进行准确的静力学和动力学分析,结构工程师能够选择合适的形式和材料,确保结构的强度、刚度和稳定性。

这对于预防结构倒塌、裂缝和变形等问题至关重要,关乎公众的生命财产安全。

结构设计的过程通常包括需求分析、概念设计、详细设计和施工图设计。

首先,通过与客户和相关利益方充分沟通,了解项目的需求和目标。

然后,在概念设计阶段,结构工程师将形成初步的设计方案,考虑诸如荷载、使用寿命、地质条件等因素。

在详细设计阶段,工程师将进一步完善设计,确定材料、尺寸和连接方式等细节。

最后,施工图设计将提供给施工单位,以便他们按照设计进行施工。

在结构设计中,有一些常用的原则和方法有助于保证设计的可行性和可靠性。

首先,结构工程师通常采用静力学原理来计算结构受力状态,确保结构在正常工作荷载下不发生破坏。

此外,他们还会考虑动力学因素,如地震和风荷载,以增加结构的抗震和抗风能力。

其次,结构设计还要考虑结构的可维护性和耐久性,包括防腐、防火和防霉等措施。

最后,材料的选择和优化也是结构设计的重要部分,结构工程师需要选择适合的材料以提高结构的强度和耐久性。

除了上述的基本设计原则和过程,结构设计还需要结合先进的技术和计算工具。

例如,计算机辅助设计(CAD)软件和有限元分析(FEA)软件等,能够帮助工程师快速绘制结构图纸和进行复杂的力学分析。

此外,新的材料和施工技术的发展也为结构设计提供了更多的选择和机会。

总之,土木工程中的结构设计是保证工程质量和安全性的重要环节。

它不仅需要结构工程师具备扎实的静力学、动力学和材料知识,还需要他们具备创新思维和解决问题的能力。

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东南大学土木工程结构设计作业如图所示,预应力混凝土两跨连续梁,截面尺寸b×h = 350mm×900mm,预应力筋线性布置如图所示(二次抛物线),且已知有效预应力为1200kN (沿全长)。

(9根直径为15.2mm 低松弛1860级钢绞线)混凝土的弹性模量为MPa E c 4103.25⨯=,(C40混凝土),抗拉强度MPa f tk3=。

(1)若作用60m kN /向下均布荷载(含自重),试计算此时跨中挠度;(2)若均布荷载增加到120m kN /(含自重),此时跨中挠度是否为60m kN /均布荷载下跨中挠度的两倍?如恒载与可变荷载各为60m kN /,梁跨中需要配HRB400钢筋的面积为多少?单位:mm10010010010000100001. 预应力梁等效荷载法由题意,预应力钢筋的轴线为二次抛物线,则有效预加力N Pe产生一个与均布荷载作用下梁的弯矩图相似的弯矩图。

预应力筋的轴线为单波抛物线,则有效预加力N Pe 在单波抛物线内的梁中将产生一个等效的均布荷载q e ,其值:q p =8N Pe e pnl 2(1-1)e pn 为该抛物线的垂度,即单波抛物线中点到两端点所连成直线的距离,即:e pn =e pn ,A +e pn ,B2+e pn ,m(1-2)l 为该抛物线在水平线上的投影长度。

对称结构选取单跨梁进行分析,其中,e pn ,A =0,e pn ,A =350 mm ,e pn ,m =−350mm ,l =10m ,N Pe =1200KN ,代入式(1-1)和式(1-2),得: e pn =525mm , q p =50.4 KN/m 。

作用在双跨连续梁上的等效均布荷载如图1-1所示。

图1-1:双跨连续梁等效均布荷载图2. 连续梁弯矩等效荷载q e 及恒活荷载q 均为作用在双跨连续梁上的均布荷载,计算简图如图2-1所示,根据结构力学相关知识,对称双跨梁在对称荷载作用下,可以等效为一半结构进行分析,约束可以简化为一端简支、一端固定,如图2-2所示,其弯矩、剪力、支座反力及挠度如下表2-1所列。

q p=50.4 KN/mq图2-1 连续梁均布荷载计算简图图2-2 等效计算根据表2-1所列各式,在各均布荷载作用下,跨中截面及支座截面的弯矩值计算如表2-2所示(不考虑活荷载的最不利布置,即满跨布置均布活荷载)。

表2-2 各均布荷载下跨中截面及支座截面弯矩值(kN·m)荷载(kN/m)M1,k M2,k M max,k1q p=50.4315630354.3752g1,k=60375750421.8753g2,k=1207501500843.754q3,k=60375750421.8755g3,k=60375750421.875对于使用等效荷载法分析后后张法预应力混凝土超静定梁,其综合弯矩M p可以分为主弯矩M p1和次弯矩M p2两部分,其中,主弯矩M p1为预加力值N Pe与偏心距e pn的乘积,次弯矩M p2为综合弯矩减去主弯矩(也可理解为由等效荷载作用下,中间支座反力所产生的附加弯矩)。

预应力筋等效弯矩法的综合弯矩M p图、主弯矩M p1图、次弯矩M p2图如图2-3至2-5所示。

图2-3 预应力等效荷载的综合弯矩M p图(kN·m)图2-3 预应力等效荷载的主弯矩M p1图(kN·m)图2-4 预应力等效荷载的主弯矩M p2图(kN·m)3.裂缝控制验算对于裂缝控制验算,应取支座及跨中最不利截面进行验算。

由于跨内最不利截面的位置及弯矩与多种因素有关,一般情况下,可取跨中截面和荷载作用下的最大弯矩截面进行验算,即对支座截面和跨中弯矩最大截面验算。

3.1.计算截面特征矩形截面梁的截面几何性质如表3-1所列(不考虑后张法预应力孔道对截面积及截面惯性矩的影响)。

表3-1 矩形截面梁的截面几何性质b×ℎ350mm×900mmA315000 mm2I 2.12625×1010 mm4y t450mmy c450mm3.2.验算裂缝控制等级对于问题(1)、(2),可定义三种不同的荷载组合分别计算,荷载组合如表3-2所示。

表3-2 荷载组合210荷载组合荷载工况组合1q p+g1,k组合2q p+g2,k组合3q p+q3,k+g3,k3.2.1.按荷载效应的标准组合对于预应力混凝土梁,荷载效应的标准组合下抗裂验算边缘的混凝土法向应力σck及扣除全部预应力损失后在抗裂度验算边缘的混凝土预压应力σpc计算公式如式(3-1)及式(3-2)所示(考虑到截面积相对于预应力孔道面积及预应力筋的面积大的多,实际计算时用I、A代替I0、I n、A n计算)。

(1)中间支座截面:σck=−M k,2∙y0cI0≈−M k,2∙y cI(3-1)σpc=N peA n+−M pc,2∙y ncI n≈N peA+−M pc,2∙y cI(2)跨中截面:σck=M k,max∙y0tI0≈M k,max∙y tI(3-2)σpc=N peA n+M pc,max∙y ntI n≈N peA+M pc,max∙y tI梁的标准组合弯矩值为:M k=M g,k+M q,k,按荷载效应的标准组合时的抗裂等级验算如表3-2所示。

表3-2 荷载效应标准组合抗裂等级验算组合截面M k(kNm)σck(MPa)σpc(MPa)σck−σpc(MPa)组合1支座75015.8717.14-1.27<0,一级跨中421.888.9311.31-2.38<0,一级组合2支座150031.7417.1414.6>f tk=3.0,三级跨中843.7517.8611.31 6.55>f tk=3.0,三级组合3支座150031.7417.1414.6>f tk=3.0,三级跨中843.7517.8611.31 6.55>f tk=3.0,三级3.2.2.按荷载效应的准永久组合根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)表5.1.1,梁的活荷载准永久值系数φq取为0.5。

梁的准永久组合弯矩值为:M q=M g,k+φq M q,k,按荷载效应的准永久组合时的抗裂等级验算如表3-3所示。

表3-3 荷载效应准永久组合抗裂等级验算组合截面M k(kNm)σcq(MPa)σpc(MPa)σcq−σpc(MPa)组合1支座75015.8717.14-1.27<0,一级跨中421.888.9311.31-2.38<0,一级组合2支座150031.7417.1414.6>f tk=3.0,三级跨中843.7517.8611.31 6.55>f tk=3.0,三级组合3支座112523.8117.14 6.67>f tk=3.0,三级跨中632.8113.4011.31 2.09<f tk=3.0,三级对于裂缝控制等级为三级时,需要验算荷载标准组合的裂缝宽度w max≤w lim。

根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)表3.4.5查环境类别为二类a(一般环境)时预应力混凝土构件裂缝等级为三级时的w lim=0.1mm。

对荷载组合3,即恒活荷载各为60 kN/m时,进行裂缝宽度的验算。

4.正截面受弯承载力计算当内力按弹性理论进行分析时,受弯承载力计算应考虑次弯矩的作用,但次弯矩的荷载系数取为1.0(跨中截面处的M p2应取x=3l处对应次弯矩)。

8对于正截面受弯承载力计算,应取支座截面和跨内最不利截面进行计算。

由于跨内最不利截面的位置及内力不易确定,因此,在一般情况下可取恒荷载作用下弯矩最大的截面进行计算(不考虑活荷载的不利布置)。

支座截面与跨中截面弯矩设计值计算公式为式(4-1)及式(4-2)(1)中间支座截面:M B1=1.2M g,k+1.4M q,k+1.0M p2M B2=1.35M g,k+1.4×0.7M q,k+1.0M p2(4-1)M B=max{M B1,M B2}(2)跨中截面:M max1=1.2M g,kmax+1.4M q,kmax+1.0M p2(4-2) M max2=1.35M g,kmax+1.4×0.7M q,kmax+1.0M p2M max=max{M max1,M max2}各工况组合下,预应力梁的正截面弯矩设计值如下表4-1所列。

表4-1 各工况下预应力梁弯矩设计值(kN·m)4.1.中间支座截面根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010),连续梁跨中截面相关计算过程如表4-2所列(αs取为40mm,αp取为100mm,则近似取ℎ0=820mm)。

表4-2 各工况组合下预应力梁中间支座截面配筋计算425 1964 825343672534364.2.跨中截面跨中截面取距边支座x=38l处的截面进行计算,近似取ℎ0p= 760mm,取ℎ0s=860mm,则可取ℎ0=820mm。

计算过程如表4-3所示。

表4-3 各工况组合下预应力梁跨中截面配筋计算325 1473 325147332514735.预应力混凝土受弯构件的变形验算5.1.考虑长期影响时刚度B的计算5.1.1.短期刚度B s计算对于组合1,其裂缝控制等级为一级,即预应力混凝土受拉区不出现拉应力,其短期刚度B s计算公式见式(5-1),对于组合2和组合3,其裂缝控制等级为三级,允许出现裂缝,其短期刚度计算公式见式(5-2)。

B s=0.85E c I0≈0.85E c I(5-1)B s=0.85E c I0k cr+(1−k cr)ω≈0.85E c Ik cr+(1−k cr)ω(5-2)其中:k cr=M crM k =(σpc+γf tk)W0M k(k cr≤1)γ=(0.7+120ℎ)γmω=(1+0.21αEρ)(1+0.45γf)−0.7注:1.矩形截面,γm=1.55,γf=02.矩形截面,h小于400取400mm,大于1600,取1600mm。

3.ρ为纵向受拉钢筋配筋率,ρ=α1A p+A sbℎ0,其中对于灌浆后的后张法,α1=1.0。

对于3种工况组合下梁的跨中截面短期刚度计算如下表5-1所列:表5-1 梁跨中截面短期刚度计算5.1.2.考虑长期荷载影响的刚度对于预应力梁,取θ=2,对于等截面梁,取M max处弯矩计算B和挠度f 。

考虑荷载的长期影响下预应力梁的刚度B的计算如式(5-3)所示:B=M k(θ−1)M q+M kB s=M kM q+M kB s(5-3)5.2.计算长期挠度f根据表2-1的连续梁跨中最大挠度计算公式,对于长期荷载影响下连续梁的跨中最大扰度f max 计算见式(5-4)。

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