公路桥预应力混凝土_P_C_梁斜截面抗剪强度计算
斜截面承载力计算
随P 裂缝数 ,W Va , 沿纵筋的混凝土保护层 也可能被撕裂,Vd ,其中一条斜裂缝发展为主要斜裂 缝----临界斜裂缝.无腹筋梁此时如同拱结构,纵筋成 拱的拉杆.
常见的破坏:临界斜裂缝的发展导致混凝土剪压区高 度的不断减小,最后在切应力和压应力的共同作用下, 剪压区混凝土被压碎(拱顶破坏),梁发生破坏.
的受剪承载力来防止由于配箍率而过高产生斜压破坏 ◆ 受剪截面应符合下列截面限制条件
h 当
w
4 时，
V 0.25 f bh
c c
b hw 6 时， V 0.20 c f c bh0 当 b hw < < 6 时，按直线内插法取用。 当4 b
0
上式表明梁的斜截面受剪 承载力的上限,相当于限制 了梁所必须具有的最小截 面尺寸,在只配有箍筋下也 限制了最大配筋率.如不满 足 ?
h 当
w
4 时，
V 0.25 f bh
c c
b hw 6 时， V 0.20 c f c bh0 当 b hw < < 6 时，按直线内插法取用。 当4 b
0
c为高强混凝土的强度折减系 数，当fcu,k ≤50N/mm2时，c =1.0，当fcu,k =80N/mm2时c
表 5-3 梁中箍筋最小直径(mm) 梁高 h(mm) h≤800 h >800 箍筋直径 6 8
5.2 受弯构件斜截面设计方法
第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
2、截面限制条件 上限值---最小截面尺寸和最大配筋率 ◆ 当配箍率超过一定值后，则在箍筋屈服前，斜压杆混凝土已 压坏，故可取斜压破坏作为受剪承载力的上限。 ◆ 斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸。
预应力混凝土梁规格尺寸
预应力混凝土梁规格尺寸一、引言预应力混凝土梁是建筑结构中常用的一种构件，具有高强度、耐久性好、使用寿命长等优点。
因此，预应力混凝土梁的规格尺寸的设计与选择对于建筑结构的安全性和稳定性具有重要的意义。
本文将就预应力混凝土梁的规格尺寸进行全面详细的介绍。
二、预应力混凝土梁的基本概念1. 预应力混凝土梁的定义：预应力混凝土梁是一种利用钢筋或钢束进行预应力加固的混凝土梁，其内部应力状态呈现出预先施加的压应力状态。
2. 预应力混凝土梁的分类：按照梁的受力性质可将预应力混凝土梁分为直梁、曲梁和框架梁三种。
3. 预应力混凝土梁的构造形式：预应力混凝土梁主要由混凝土、预应力钢筋或钢束、锚固件、压座、端板等构成。
三、预应力混凝土梁规格尺寸的设计1. 预应力混凝土梁规格尺寸的基本原则（1）预应力混凝土梁的规格尺寸应满足设计强度和刚度要求。
（2）预应力混凝土梁的规格尺寸应适应施工工艺和材料特性。
（3）预应力混凝土梁的规格尺寸应尽量节约材料和减少成本。
2. 预应力混凝土梁规格尺寸的计算方法（1）预应力混凝土梁的截面面积计算公式：A = N / (0.87f_c + P_t / A_s)其中，A为截面面积，N为轴向拉力，f_c为混凝土的抗压强度，P_t 为预应力钢筋或钢束的轴向拉力，A_s为钢筋或钢束的截面面积。
（2）预应力混凝土梁的受弯截面尺寸计算公式：（3）预应力混凝土梁的受剪截面尺寸计算公式：其中，V_u为截面受剪承载力，b为截面宽度，d为截面有效高度，f_y为预应力钢筋或钢束的抗拉强度。
3. 预应力混凝土梁规格尺寸的设计要点（1）预应力混凝土梁的截面应尽量为矩形或近似矩形截面，以便于施工和加固。
（2）预应力混凝土梁的受弯截面应满足弯矩和剪力的要求，应根据弯矩大小和作用位置确定受压区高度。
（3）预应力混凝土梁的受剪截面应满足剪力大小的要求，应考虑受剪钢筋和混凝土的抗剪强度。
（4）预应力混凝土梁的跨度应根据荷载大小、荷载形式、承载结构等因素确定，跨度较大时应采用双向预应力加固。
混凝土结构斜截面承载力计算
混凝土结构斜截面承载力计算1、矩形、T形和I形截面受弯构件的受剪截面应符合下列条件：当h w/b≤4时V≤0.25βc f c bh0（6.3.1-1）当h w/b≥6时V≤0.2βc f c bh0（6.3.1-2）当4＜h w /b＜6时，按线性内插法确定。
式中：V——构件斜截面上的最大剪力设计值；βc——混凝土强度影响系数：当混凝土强度等级不超过C50时，βc取1.0；当混凝土强度等级为C80时，βc取0.8；其间按线性内插法确定；b——矩形截面的宽度，T形截面或I形截面的腹板宽度；h0——截面的有效高度；h w——截面的腹板高度：矩形截面，取有效高度；T形截面，取有效高度减去翼缘高度；I形截面，取腹板净高。
注：1 对T形或I形截面的简支受弯构件，当有实践经验时，公式（6.3.1-1）中的系数可改用0.3；2 对受拉边倾斜的构件，当有实践经验时，其受剪截面的控制条件可适当放宽。
2、计算斜截面受剪承载力时，剪力设计值的计算截面应按下列规定采用：1支座边缘处的截面（图6.3.2a、b截面1-1）；2受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（图6.3.2a截面2-2、3-3）；3箍筋截面面积或间距改变处的截面（图6.3.2b截面4-4）；4截面尺寸改变处的截面。
注：1 受拉边倾斜的受弯构件，尚应包括梁的高度开始变化处、集中荷载作用处和其他不利的截面；2 箍筋的间距以及弯起钢筋前一排（对支座而言）的弯起点至后一排的弯终点的距离，应符合本规范第9.2.8条和第9.2.9条的构造要求。
3、不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件，其斜截面受剪承载力应符合下列规定：式中：βh——截面高度影响系数：当h0小于800mm时，取800mm；当h0大于2000mm时，取2000mm。
4、当仅配置箍筋时，矩形、T形和I形截面受弯构件的斜截面受剪承载力应符合下列规定：式中：V cs——构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值；V P——由预加力所提高的构件受剪承载力设计值；αcv——斜截面混凝土受剪承载力系数，对于一般受弯构件取0.7；对集中荷载作用下（包括作用有多种荷载，其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力的75％以上的情况）的独立梁，取αcv为，λ为计算截面的剪跨比，可取λ等于α/h0，当λ小于1.5时，取1.5，当λ大于3时，取3，α取集中荷载作用点至支座截面或节点边缘的距离；A sv——配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积，即nA svl，此处，n为在同一个截面内箍筋的肢数，A svl为单肢箍筋的截面面积；s——沿构件长度方向的箍筋间距；f yv——箍筋的抗拉强度设计值，按本规范第4.2.3条的规定采用；N p0——计算截面上混凝土法向预应力等于零时的预加力，按本规范第10.1.13条计算；当N p0大于0.3f c A0时，取0.3f c A0，此处，A0为构件的换算截面面积。
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)工程应用案例详解
《2018新混规》工程应用案例详解北京迈达斯技术有限公司朱锋2018年11月沈阳35+55+35m预应力混凝土弯箱梁案例详解85+150+85m预应力连续刚构案例详解工程概况工程概况：本桥为35m+55m+35m变截面预应力混凝土连续梁桥。
主梁采用C50混凝土，单箱单室截面，桥宽10m，中跨跨中梁高2.0m，支点位置梁高3.2m，平面弯曲半径120m，采用公称直径为15.2mm张拉1860MPa钢绞线，纵向受力主筋为HRB400，设计荷载公路-I级。
标准断面示意图边跨端支点中跨等截面中支点断面钢束布置示意图左边跨一半中跨腹板束布置立面图左边跨一半中跨顶底板束布置立面图前处理建模要点与技巧1. 从CAD导入线型快速生成模型快速建模技巧：对于弯桥、梁格模型，可在CAD中绘制中心线，导入Civil实现快速建模。
思考与扩展2. 横隔梁位置截面建模要点端横梁模拟中横梁模拟说明：在端横梁和中横梁处，建议不要用实心截面进行模拟，用旁边的空心截面进行模拟，实心部分用等效荷载的方式代替；若用实心截面代替，则此处截面中性轴有较大的突变。
规范原文规范条文说明3. 定义材料与截面4. 定义收缩徐变注意：☐收缩徐变定义选择最新的18混凝土规范，不要输错混凝土的强度数值；☐对于掺加粉煤灰的混凝土的徐变系数，程序根据规范要求自动修正；5. 边界模拟要点注意要点：◆对于弯桥的节点支撑模拟，需要修改节点局部坐标，输出反力时候可以按节点坐标系方向输出；◆弹性连接是单元坐标系，Dx一般是竖向，不要定义成Dz方向；◆节点弹性支承是整体坐标系，满堂支架定义是Dz(-)，需要特别注意；◆刚度数值的定义？工况定义要点：◆普通梁桥荷载工况主要考虑：结构自重、二期铺装、护栏荷载、横梁自重、预应力、移动荷载、支座沉降、整体升降温，梯度升降温等荷载工况；◆混凝土容重为25KN/m3，一般预应力钢筋混凝土或者普通钢筋混凝土需要将其改成26KN/m3，可以在自重工况考虑-1.04的系数，或者在材料定义中手动修改；◆在定义整体升降温和梁截面温度时，为了防止出现一些误解，建议初始温度选择0℃；◆注意荷载工况类型，为了方便后面设计验算，对于施工过程中激活的，建议定义成施工阶段荷载类型；注意要点：◆定义钢束特征值时，特别注意导管直径定义，有很多工程师，把导管直径定义错误，比如9cm，经常定义成0.9m，导致计算中出现奇异，容易产生误导，检查边界条件，而不会注意到钢束特征值的问题；◆定义钢束坐标时候，灵活的用Excel，定义好坐标后直接导入，更加方便，或者用mct命令流；注意要点：◆新《通用规范》车道-I级的集中荷载Pk值，当小于5m 时，由原规范180KN提高至270KN；◆新《通用规范》的多车道折减系数，单车道由原规范的1.0提升至1.2；◆需要注意是，车道荷载计算时候当考虑剪力效应时候，集中荷载Pk值需要乘以放大系数1.2；思考题某高速公路一10m 长简支箱梁桥，按新《通规》布置单车道移动荷载，请问不考虑冲击系数，在单车道移动荷载作用下，结构端部最大反力是多少？R=1.2(51.2P )1.2(10.55+1.2280)=466.2KNk k q ⨯⨯⨯⨯⨯⨯+=2017年一级注册结构工程师真题—下午卷第35题8. 移动荷载工况定义通过基频，计算冲击系数8. 移动荷载工况定义-冲击系数注意要点：◼一般的梁桥，第一阶振型往往是竖向，这时直接取竖向的一阶频率计算移动荷载冲击系数即可；但当定义支座横向刚度时候，第一阶振型可能为水平向，此时若取此频率值计算冲击系数就不合适了，因此为了避免求出水平向的振型，可将自重只转化为Z向质量；◼对于是否将“二期铺装”转换为质量加载在结构上，对于公路桥梁，按《公路桥梁设计规范答疑汇编》（中交公路规划设计院）P60的解释，不建议将二期铺装转换为质量加载结构上，质量较小，冲击系数较大，考虑偏安全设计；9. 支座沉降工况定义支座沉降有矢量性，数值为负值思考：对于4*30m，支点梁高5m，跨中1.6m，变截面现浇箱梁，会有什么问题？分析与结合规范验算要点1. 结构分析与规范验算流程⚫模型及结果导入⚫项目设计⚫结果查看⚫参数调整⚫数据更新⚫结果输出OKNG2. 荷载组合定义《公路桥涵设计通用规范JTG D60-2015》4.1.5规定3. 设计参数定义指定环境类别、设计安全等级等各项参数：考虑规范4.5.2耐久性要求支持按规范5.2.9，人为控制弯起钢筋对有效高度计算的影响按规范7.2.3调整施工阶段混凝土强度增加4.1.8抗倾覆验算4. 结构验算抗弯承载能力包络图正截面拉应力包络图主拉应力包络图主压应力包络图5. 调束小技巧调束基本流程：◼首先查看抗弯承载能力，尤其C截面，如果抗力不足，加大预应力的束数；抗剪主要通过箍筋与截面来控制；◼重点查看正截面的应力，如果A位置顶缘拉应力超标，可以考虑钢束位置上移，或者增加顶层腹板束数；如果是A位置的底缘拉应力超标，主要是腹板张拉力过大，可以减小束数或者钢束位置下移；◼再看主拉应力验算，有时B点位置的主拉应力超标，主要是B点剪应力过大造成，可以把腹板束变化段拉的平缓一些；主拉应力过大，关键是需要把剪应力减小下来；◼对于钢束的永久应力过大，主要可以通过降低钢束的张拉控制应力进行调整，可以考虑0.72fpk；◼对于连续梁配束，优先考虑腹板束布置，顶板与底板束作为配合；6. 箱梁应力验算指标空间网格模型：建立空间网格模型，顶底板按照横向0.5m间距划分网格，考虑预应力束定义，故腹板竖向不做划分，同时腹板与顶底板用刚臂相接，全桥定义自重，二期恒载，混凝土收缩徐变，温度梯度，移动荷载，支座沉降等数据，模型共计1838个节点，3394个单元。
建筑与公路混凝土设计规范中抗剪承载力计算差异
« LPM现浇预应力混凝土空心板实验学习报告计算书编制规定»建筑与公路混凝土设计规范中抗剪承载力计算差异Post time: 2008年4月4日一、截面控制1.1 建筑行业《混凝土结构设计规范》GB50010-2002（以下简称《建规》）中，第7.5.1条矩形、T形和I形截面的受弯构件，其受剪截面应符合下列条件：当hw/b≤4时V≤0.25βcfcbh0 (7.5.1-1) 当hw/b≥6时V≤0.2βcfcbh0 (7.5.1-2)当4＜hw/b＜6时，按线性内插法确定。
式中V--构件斜截面上的最大剪力设计值；βc--混凝土强度影响系数：当混凝土强度等级不超过C50时，取βc=1.0；当混凝土强度等级为C80时，取βc=0.8；其间按线性内插法确定；fc--混凝土轴心抗压强度设计值，按本规范表4.1.4采用；b--矩形截面的宽度，T形截面或I形截面的腹板宽度；h0--截面的有效高度；hw--截面的腹板高度：对矩形截面，取有效高度；对T形截面，取有效高度减去翼缘高度；对I形截面，取腹板净高。
1.2 交通行业《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004（以下简称《公规》）中，第5.2.9条矩形、T形和I形截面的受弯构件，其抗剪截面应符合下列条件：(5.2.9)式中Vd—验算截面处由作用(或荷载)产生的剪力组合设计值；b—相当于剪力组合设计值处的矩形截面的宽度(mm)或T形或I形截面腹板宽度(mm)；h0—相应于剪力组合设计值处的截面有效高度,即自纵向受拉钢筋合力点至受压边缘的距离；fcu,k—边长为150mm的混凝土立方体抗压强度标准值(MPa),即为混凝土强度等级；1.3 以300X800梁，混凝土强度等级C35作为计算标准，按上面两种规范要求进行计算：《建规》得到的截面承载力=0.25X1.0X16.7X300X760=951.9kN 《公规》得到的截面承载力=0.51X350.5X300X760=687.92 kN两者相差较大，按照《公规》里C35的轴心抗拉强度16.1MPa值按照《建规》公式计算，截面承载力值也在917.7 kN，《公规》条文说明这样写道：以防止钢筋混凝土梁的斜裂缝开展过宽或出现斜压破坏，《建规》增加了一点：斜截面受剪破坏的最大配箍率条件，从条文说明来看出发点是一致的；《公规》结果大约为《建规》结果的70%左右，只能说明公路桥梁设计对截面抗剪能力要求更高，因为两者的抗弯计算公式是一样的，区别仅在材料强度设计值有差异，但所占比例很小。
第6章预应力混凝土构件正常使用极限状态计算
（1）预加力作用下构件边缘混凝土的预压应力计算 同前
（2）作用长期效应产生的构件边缘混凝土的拉应力计算
M l MG1 MG 2 MQl 先张法构件 lt W W0
M l MG1 MG 2 M Ql 后张法构件 lt W Wn W0
MQl 21 MQ1 22 MQ 2 0.4MQ1 0.4MQ 2
部分预应力混凝土B类构件：
在M≤Mcr的弯矩作用下： B0=0.95EcI0
在M≥Mcr的弯矩作用下： Bcr=EcIcr 开裂弯矩:
Mcr ( pc ftk )W0； 2S0 / W0
6.3.4 预应力混凝土梁的总挠度
1）作用短期效应组合下的总挠度
w s pe w Ms w Ms wG 1 wG 2 wQs wQs 11 wQ1 12 wQ 2 0.7 wQ1 1.0wQ 2
第6章 预应力混凝土构件 正常使用极限状态计算
6.1 预应力混凝土受弯构件应力计算
6.1.1 概述
预应力混凝土构件直至开裂前，基本处于弹性工作 状态，因此其各点应力均可按照材料力学公式计算。 1.截面正应力
预应力作用下： 使用弯矩作用下：
c ( y)
Np A
N p Leabharlann ep Iy
3）混凝土正应力的限值
（1）PC构件，在作用短期效应组合下
现 浇 st 0.8 pc 0 预 制 st 0.85 pc 0
（2）A类PPC构件，在作用短期效应组合下
st pc 0.7 f tk
但在作用长期效应组合下
lt pc 0
6.2.3 斜截面抗裂验算
04标准-公路钢筋混凝土及预应力溷凝土桥涵设计规范
1、制订04钢混规范的原则
6、按照《统一标准》，04规范规 定了在正常使用极限状态设计时， 作用（或荷载）取用短期效应组 合（频遇值效应组合）和长期效 应组合（准永久值效应组合）， 可变作用（或荷载）的频遇值和 准永久值在《公路桥涵设计通用 2004.6.28发布 规范》中均有规定
2004.10.1实施
1．设计基准期: 明确04规范以概率理论为基础的极限状态设计 原则，采用设计基准期为100年 2．耐久性设计: 规定公路桥涵应根据其所处环境条件进行耐久 性设计。给出结构混凝土耐久性基本要求的有 关具体指标。提出位处Ⅲ类（海水环境）或Ⅳ 类（受人为或自然侵蚀性物质影响的环境）环 境的桥梁，当耐久性确实需要时，其主要受拉 钢筋可配置环氧树脂涂层钢筋；预应力钢筋、 锚具及连接器也应采取专门防护措施
2004.6.28发布
2004.10.1实施
制订原则
1、制订04钢混规范的原则
《公路工程结构可 靠度设计统一标准》 GB/T50283-1999
作为制订04规范的指导性文件，表明已将85规范的 “经验极限状态设计法”改为04规范的
“概率极限状态设计法”
《统一标准》按可靠性理论进行编制，它与国标标准 化组织第98技术委员会主持制定的国际标准 ISO/DIS 2394较为贴近，该标准是目前通用于国际 的唯一具有普遍意义的标准
3、04规范与85规范的比较 --承载能力极限状态计算
3、受弯构件斜截面抗剪强度计算（04规范5.2.6-
5.2.8） 04规范将85规范预应力混凝土简支梁的两项和（混凝土 和箍筋分别抗剪）公式改为两项积（混凝土和箍筋共 同抗剪）公式，以便与钢筋混凝土的计算公式统一。 此外，在计算表达式中作了如下改动： （1）85规范考虑了纵向钢筋的抗剪作用，但与国内外有关 资料比较，其抗剪贡献率过大。04规范适当予以降低， 具体做法就是将公式中的(2+p)改为（2+0.6p） （2）04规范考虑了梁的受压翼缘对抗剪承载力的有利因素 3 1.1 采用提高系数 ，与试验数据比较，提高系数 是偏于安全的
用新规范计算预应力混凝土连续梁
用新规范计算预应力混凝土连续梁预应力混凝土连续梁是一种常用的结构形式，它可以有效地分担荷载，并具有较好的变形性能和挠度控制能力。
本文将以新规范为依据，介绍预应力混凝土连续梁的计算方法。
一、材料强度的计算首先，根据新规范的要求，需要计算混凝土的强度。
混凝土的强度主要包括抗压强度和抗拉强度。
按照规范中的公式，可以得到混凝土的抗压强度和抗拉强度的数值。
对于预应力混凝土连续梁中的预应力钢筋，需要计算其抗拉强度。
根据规范，预应力钢筋的抗拉强度可以根据材料的特性进行计算。
二、截面性能的计算预应力混凝土连续梁的截面性能是指梁的承载能力和变形性能。
承载能力包括极限弯矩和抗剪承载力，变形性能主要包括挠度和裂缝的控制。
1.极限弯矩的计算极限弯矩是指在梁截面的一侧产生最大应力时，梁截面的承载能力。
根据新规范，可以采用一系列公式和计算方法来计算极限弯矩。
2.抗剪承载力的计算抗剪承载力是指连续梁在承受剪力荷载时的承载能力。
根据规范中的要求，可以采用不同的计算方法来计算抗剪承载力。
3.挠度和裂缝的控制挠度和裂缝的控制是预应力混凝土连续梁设计中的重要问题。
通常，可以采用一系列方法来控制梁的挠度和裂缝，如增加截面高度、增加预应力等。
三、校核计算和验算在进行预应力混凝土连续梁的计算时，需要进行校核和验算，以保证梁的安全性和可靠性。
校核计算主要是检查计算结果的合理性和一致性，验算是指将计算结果与规范中要求的标准进行比较，以确定梁是否满足规范的要求。
总结起来，预应力混凝土连续梁的计算要考虑材料强度、截面性能、挠度和裂缝的控制等因素，需要根据新规范进行计算和校核验算。
通过合理的计算和设计，可以确保梁具有较好的承载能力和变形性能，从而满足工程的要求。