一、预应力混凝土梁
1.持久状况正常使用极限状态计算(结构抗裂验算,第六章) 参照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(以下简称桥规)6.3.1条,对预应力混凝土受弯构件进行正截面和斜截面抗裂验算。 (1)、正截面拉应力要求
a.全预应力构件短期效应组合
预制构件 (对应桥梁博士正常使用组合II)σst-0.85σpc≤0 分段浇筑构件 (对应桥梁博士正常使用组合II)σst-0.80σpc≤0 即短期效应组合下不出现拉应力。 b.A类构件
短期效应组合 (对应桥梁博士正常使用组合II)σst-σpc≤0.7ftk 长期效应组合 (对应桥梁博士正常使用组合I)σlt-σpc≤0 即长期组合不出现拉应力,短期组合不超过限值。 (2)、斜截面主拉应力要求
a. 全预应力构件短期效应组合
预制构件 (对应桥梁博士正常使用组合II)σtp≤0.6ftk 现场浇筑构件 (对应桥梁博士正常使用组合II)σtp≤0.4ftk b. A类构件短期效应组合
预制构件 (对应桥梁博士正常使用组合II)σtp≤0.7ftk 现场浇筑构件 (对应桥梁博士正常使用组合II)σtp≤0.5ftk 2、持久状况和短暂状况构件的应力计算(持久状况)
持久状况预应力混凝土构件应力计算参照《桥规》7.1条的规定加以考虑。计算使用阶段正截面混凝土的法向压应力和斜截面混凝土的主压应力,并不得超过规定限值。考虑预加力效应,分项系数取1.0,并采用标准组合,汽车荷载考虑冲击系数。 (1)正截面验算:标准组合下(对应桥梁博士正常使用组合III) 构件受压区边缘混凝土法向压应力σkc+σpt≤0.5fck (2)斜截面验算:标准组合下构件边缘混凝土主压应力 (对应桥梁博士正常使用组合III)σcp≤0.6fck
3、持久状况和短暂状况构件的应力计算(短暂状况)(对应桥梁博士施工阶段应力)
短暂状况预应力混凝土应力验算根据《桥规》7、2、8条,计算在预应力和构件自重等施工荷载作用下截面边缘的法向应力。 (1)法向压应力:σcct≤0.70fck’ (2)法向拉应力:(拉应力σctt不应超过1.15ftk’) a.当σctt≤0.70ftk’,预拉区纵向钢筋配筋率不小于0.2% b.当σctt=1.15ftk’,预拉区纵向钢筋配筋率不小于0.4% c.当0.70ftk’<σctt<1.15ftk’,预拉区纵向钢筋配筋率线性内插 4、持久状况承载能力极限状态验算
(1)、正截面抗弯承载能力(对应桥梁博士承载能力组合I)
根据《桥规》5.1.5条,按基本组合进行持久状况正截面抗弯承载能力极限状态计算。 γ0S≤R
(2)、斜截面抗剪承载能力(对应桥梁博士单独抗剪设计模块)
根据《桥规》5.2.6~5.2.11条,进行持久状况斜截面抗剪承载能力极限状态计算。 截面尺寸验算:γ0Vd≤0.51*10-3*(fcu,k)0.5bh0,不满足时加大截面,
当γ0Vd≤0.50*10-3*α2ftdbh0时,可不进行斜截面抗剪承载能力极限状态计算,仅需按照
9.3.13条构造要求配置箍筋。
混凝土承载能力:不满足时需配箍筋,由混凝土和箍筋共同承担Vd不少于60%。。 斜截面承载能力: 由弯起钢筋承担不大于40%。 (3)、斜截面抗弯承载能力
受弯构件的纵向钢筋和箍筋,当符合《桥规》第9.1.4条、第9.3.9~9.3.13条之要求时,可不进行斜截面抗弯承载力验算。 5、挠度验算
根据《桥规》6.5.3条,受弯构件在使用阶段挠度(乘以长期增长系数)在消除结构自重的影响下不超过计算跨径的1/600。 6、预拱度设置
根据《桥规》6.5.4条,预应力产生的反拱值大于荷载短期效应组合计算的长期挠度时不设置预拱度,小于时取差值为预拱度。 7、钢铰线应力
根据《桥规》7.1.5条,使用阶段受拉区钢铰线、粗钢筋的最大拉应力(对应桥梁博士正常使用组合III),其数值与施工阶段无关。
构件受拉区钢绞线、钢丝最大拉应力σkc+σpt≤0.65fpk 构件受拉区精轧螺纹钢筋最大拉应力σkc+σpt≤0.8fpk 8、最小配筋率
根据《桥规》9.1.12条,预应力受弯构件最小配筋率必须满足。 9、预应力管道最小保护层
预应力曲线平面内、平面外混凝土最小保护层厚度参照《桥规》9.4.8条进行计算。 10、对结构支撑反力,取正常使用极限状态荷载组合Ⅲ。
二、钢筋混凝土梁
1、持久状况承载能力极限状态验算 参见预应力混凝土梁。 2、裂缝宽度验算
根据《桥规》6.4条,钢筋混凝土构件在正常使用极限状态下应按短期效应组合并考虑长期效应影响进行验算。
3、挠度验算
参见预应力混凝土梁。 4、预拱度设置
根据《桥规》6.5.4条,荷载短期效应组合并考虑长期效应影响产生的长期挠度小于L/1600时可以不设置预拱度,当不符合时,按结构自重和1/2可变荷载频遇计算的长期挠度之和采用。
三、计算书
上部结构计算书应提供计算项目
序号 验算内容 全预应力结构 部分预应力A类 部分预应力B类 钢筋混凝土构件 备注
1 承载能力正截面抗弯验算 √ √ √ √
2 承载能力斜截面抗剪验算 √ √ √ √ 3 正常使用正截面抗裂验算 √ √ 4 正常使用斜截面抗裂验算 √ √ 5 正常使用正截面压应力验算 √ √ 6 正常使用斜截面主压应力验算 √ √ 7 正常使用裂缝宽度验算 √ √
8 施工阶段正截面法向应力验算 √ √
9 受拉区钢筋(钢绞线)拉应力验算 √ √ √ √ 10 挠度验算 √ √ √ √
11 使用阶段抗扭验算 对于“二维+扭矩”以及“三维”构件进行此项验算 承载能力极限状态组合 ;
组合I:基本组合;按规范JTG D60-2004第4.1.6条规定;按此组合验算结构的承载能力极限状态的强度; 组合II:不用 组合III:不用
组合IV:撞击组合;按规范JTG D60-2004第4.1.6条规定; 组合V:不用
组合VI:地震组合
正常使用极限状态内力组合
组合I:长期效应组合;按规范JTG D60-2004第4.1.7条规定;
组合II:短期效应组合;按规范JTG D60-2004第4.1.7条规定;按此组合验算钢筋混凝土结构的裂缝宽度; 组合III:标准值组合 组合IV:不用 组合V:施工组合 组合VI:不用 应力组合
组合I:长期效应组合,仅供部分预应力A类构件的抗裂安全验算(参照规范JTG D62 – 2004第6.3.1条),组合原则按规范JTG D60-2004第4.1.7条规定,但组合时只考虑直接作用荷载,不考虑间接作用,例如不计汽车冲击、不计沉降、温度等;符合规范JTG D62 -2004第6.3.1条规定;
组合II:短期效应组合,对预应力混凝土构件而言是按照抗裂验算的要求进行组合计算的,组合原则按规范JTG D60-2004第4.1.7条规定,并满足规范JTG D62 – 2004第6.3.1条有关规定,即对全预应力构件和部分预应力A类构件以及预制和现浇构件的最小法向应力组合时预应力引起的应力部分分别按照0.85(全预应力预制构件)、0.8(全预应力现浇构件)、1.0(部分预应力A类构件)的系数来考虑的。其它类型应力以及非预应力构件的各种应力组合由预应力引起的应力部分都是按照1.0的系数考虑的;
组合III:标准组合,所有应力组合时各种荷载的分项组合系数都为1.0,参与组合的荷载类型为规范JTG D60-2004第4.1.7条中短期效应组合中规定的所有荷载类型,只是荷载分项系数都为1.0; 合IV:撞击组合 组合V:施工组合 组合VI:不用s 计算结果汇总:
钢筋混凝土构件设计:
承载能力极限状态强度验算:查看承载能力极限状态荷载组合I强度验算结果;
正常使用极限状态裂缝宽度验算:查看正常使用极限状态荷载组合II裂缝验算结果; 构件的各种应力可供参考,建议用户对钢筋混凝土构件的压应力应有所控制; 预应力混凝土构件设计:
承载能力极限状态强度验算:查看承载能力极限状态荷载组合I强度验算结果; 正常使用极限状态应力验算:
法向压应力:查看正常使用极限状态荷载组合III应力验算结果;(最大压应力验算结果) 法向拉应力(抗裂性):
全预应力构件:查看正常使用极限状态荷载组合II应力验算结果;(最大拉应力验算结果) 部分预应力A类构件:
长期效应组合:查看正常使用极限状态荷载组合I应力验算结果;(最大拉应力验算结果) 短期效应组合:查看正常使用极限状态荷载组合II应力验算结果;(最大拉应力验算结果) 主压应力:查看正常使用极限状态荷载组合III应力验算结果;(最大主压应力验算结果) 主拉应力:查看正常使用极限状态荷载组合II应力验算结果;(最大主拉应力验算结果) 简单记忆如下:
组合III:最大法向压应力、最大主压应力需要满足; 组合I、II:最大法向拉应力、主拉应力需要满足;
桥博计算书中组合对应规范



