小電桿設計計算書(共13頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上環(huán)形預應力砼電桿結(jié)構(gòu)設計計算書Y110×5500 桿計算一. 已知條件：1.桿長:L=5.5m, 梢徑:110mm, 錐度比:K=1:75, 荷載點高度: L1=4.35 m, 埋深:L2=0.9 m, 壁厚:t=35 mm 2. 選取 4.0螺旋高強應力鋼絲作主筋,設計標準荷載為Q3級。二原材料選用參數(shù)：1 砼：fcu =50 N/ mm2（C50）fcm=26 N/ mm2ftk=2.75N/ mm2Ec=3.45×104N/ mm22 鋼材：fptk=1470 N/ mm2fpy=1070 N/ mm2f,py=400 N/ mm2ES=1.

2、8×105 N/ mm2con =0.75×1470=1102.5 N/ mm2三 幾何參數(shù)及內(nèi)力計算:1.桿型:計算截面取支持點高度處(距根端900 mm)r2=110÷2+（5500-900）÷150=85.67mmr1=85.67-35=50.67 mmA=3.14×(85.672-50.672)=14983.77 mm22.內(nèi)力計算Pk=750 NMk=750×4350=3.26×106N.mm3.預應力損失計算：(1).由錨具引起的預應力損失（取a=1）L1= a÷L×ES=1÷550

3、0×1.8×105=32.73 N/ mm2(2).由溫度引起的預應力損失(取t=20。C)L3=2×t=40 N/ mm2(3).由于鋼絲應力松馳引起的預應力損失（采用超張拉，取=0.9）L4=(0.36×con ÷1470 - 0.18) ×con=89.30N/ mm2第一批預應力損失：LI=L1+ L3 +L4=32.73 + 40 +89.30=162.03 N/ mm24.根據(jù)經(jīng)驗,砼收縮、徐變產(chǎn)生的預應力損失暫取為總預應力損失的40%。即L5=40%L （L為總預應力損失）L=LI+L5+0.4LL=LI÷(1

4、-0.4)=162.03÷0.6=270.05 N/ mm25.設滿足抗裂要求時需配置的預應力筋用量Ap(1).計算截面受拉邊緣的彈性抵抗矩W0=(r21 +r22) ×A0÷4 r2=28.91 A0(2).構(gòu)件換算截面A0A0=A×（E-1）×ApE = ES÷EC=1.8×105÷3.45×104=5.22A0= A+（5.22 -1）×Ap=14983.77+4.22 Ap(3).在標準荷截下,抗裂驗算截面邊緣的砼法向應力sc= Mk÷W0=3.26×106÷

5、;28.91A0=1.13×105÷A0(4).扣除全部預應力損失后，抗裂驗算截面邊緣砼預壓應力pc =(con-L)×Ap÷A0=（1102.5-270.05）×Ap÷A0 =832.45 Ap÷A0(5).受壓區(qū)砼塑性影響系數(shù)=2-0.4×r1÷r2=2-0.4×50.67÷85.67=1.76(6).砼拉應力限制系數(shù)act =1act××ftk =1×1.76×2.75=4.84 N/ mm2(7)當預應力主筋滿足抗裂要求時:sc-pcac

6、t××ftk即1.13×105÷A0-832.45 Ap÷A04.84把A0=14983.77+4.22 Ap代入得Ap47.46mm2 (8)主筋直徑為4.0取nAp÷(3.14×4.02÷4)=3.78根據(jù)規(guī)范n6 取n=6根Ap=n×r2=6×3.14×2.02=75.36mm2換算截面積：A0=A + ( aE-1) ×Ap =14983.77+(5.22-1) ×75.36=15301.79 mm26.砼的預壓應力：sc =(con-L1)×Ap

7、÷A0=(1102.5-162.03) ×75.36÷15301.79=4.63N/ mm27.脫模時砼立方體抗壓強度:f,cu=50×0.7=35 N/ mm2pc÷f,cu=4.63÷35=0.13 < 0.5 滿足要求8.縱向鋼筋配筋率:= Ap÷(2×A0）=75.36÷(2×15301.79)=0.246%9.砼收縮引起的預應力第二批損失即L5L5=(45+220×pc÷f,cu) ÷(1+15 P)=(45+220×0.13) ÷

8、;(1+15×0.246%)=70.98 N/ mm210.總的預應力損失:L=L+L=162.03+70.98 =233.01 N/ mm2四.抗彎正截面強度計算:1. 當砼法向應力等于零時,預應力筋的應力:po=con-L=1102.5-233.01=869.49 N/ mm22.受壓區(qū)砼截面面積與全截面面積之比值 a ： a= fpy×Ap÷fcm×A+ f,py×Ap+1.5×(fpy-po) ×Ap =1070×75.36÷26×14983.77+400×75.36+1.5&

9、#215;(1070-869.49) ×75.36=80635.2÷(.02+30144+22665.65) =80635.2÷.67=0.182 < 2/3 滿足要求3受拉縱向鋼筋截面積與全部縱向鋼筋截面積的比值at：at=1-1.5 a=1-1.5×0.182=0.7274.計算支持點截面處設計彎矩:M= fcm×A×(r1 +r2) ×sina÷2+ f,py×Ap×rp×(sina÷)+ (fpy-po) ×Ap×rp×sinat&

10、#247; =26×14983.77×68.17×0.17+400×75.36×68.17×0.17+200.51×75.36×68.17×0.24=+=5.11×106 N.mmM,=M÷1.45=3.52×106 N.mm > Mk=3.26×106N.mm滿足要求五.抗裂強度驗算：1 核算截面邊緣彈性抵抗矩：Wo= Ao÷(4×r2) ×(r21 +r22)=15301.79÷342.68×9906.80

11、=4.42×105 mm32. 在標準荷載下，抗裂驗算截面邊緣的砼法向應力：sc= Mk÷Wo =3.26×106÷4.42×105=7.38N/ mm23. 扣除全部預應力損失后,抗裂驗算邊緣砼的預應力:pc=(con-L) ×AP÷AO=869.49×75.36÷15301.79=4.28N/ mm2sc-pc=7.38-4.28=3.1N/ mm2< act××ftk =1×1.76×2.75=4.84 N/ mm2滿足抗裂要求六.撓度計算1.計算截面慣

12、性矩I0I0= AO× (r21 +r22) ×4÷16=15301.79×9906.80×4÷16=3.79×107 mm2.荷載短期效應組合下的短期剛度 BS=0.85×Ec×I0=0.85×3.45×104×3.79×107=1.11×1012 N. mm23.電桿有關(guān)幾何尺寸計算如下:(代號見圖)H=(L1+ L3) ×D0 ÷(D0- D1)=12850.45 mmh= H-(L1+ L3)= 12850.45-4600=82

13、50.45 mma H= H- L1=12850.45-4350=8500.45 mma= a H÷H=8500.45÷12850.45=0.664. 桿頂撓度值:Ynax= Pk×H2÷2× BS×( H2÷h - a H3÷3h2 + h 2/3 a×h- 2H + a H)=1000×12850.452÷(2×1.06×1012)×(12850.452÷8250.45-0.66×12850.453÷3×8250

14、.452+8250.45-2×0.66÷3×8250.45-2×12850.45+8500.45)=0.078×(20015.16-6858.39+8250.45-3630.20-25700.90+8500.45)=0.078×576.57=44.97 mm5. 允許撓度Y= (L1+ L3) ÷50=4600÷50=92 mm滿足撓度要求因此該電桿配筋為：64.8七.螺旋筋、架立圈設置:1. 螺旋筋:采用2.5 mm乙級冷拔低碳鋼絲,其性能指標應符合GB34382<<一般用途低碳鋼絲>>的

15、規(guī)定,其抗拉強度應控制在650940Mpa范圍內(nèi)。2. 架立圈:采用6.5 mm普通低碳熱軋園盤條鋼筋,其性能指標應符合GB70197<<低碳鋼熱軋園盤條>>的規(guī)定,架立圈尺寸及布置見相關(guān)規(guī)定。 環(huán)形預應力砼電桿結(jié)構(gòu)設計計算書Y110×6000 桿計算一 已知條件：1.桿長:L=6.0m, 梢徑:110mm, 錐度比:K=1:75, 荷載點高度: L1=4.75 m, 埋深:L2=1.0m, 壁厚:t=35 mm 2. 選取 4.0螺旋高強應力鋼絲作主筋,設計標準荷載為Q3級。二原材料選用參數(shù)：1 砼：fcu =50 N/ mm2（C50）fcm=26 N/

16、mm2ftk=2.75N/ mm2Ec=3.45×104N/ mm22 鋼材：fptk=1470 N/ mm2fpy=1070 N/ mm2f,py=400 N/ mm2ES=1.8×105 N/ mm2con =0.75×1470=1102.5 N/ mm2三 幾何參數(shù)及內(nèi)力計算:1.桿型:計算截面取支持點高度處(距根端1000 mm)r2=110÷2+（6000-1000）÷150=88.33mmr1=88.33-35=53.33 mmA=3.14×(88.332-53.332)=15568.43 mm22.內(nèi)力計算Pk=750N

17、Mk=750×4750=3.56×106N.mm3.預應力損失計算：(1).由錨具引起的預應力損失（取a=1）L1= a÷L×ES=1÷6000×1.8×105=30N/ mm2(2).由溫度引起的預應力損失(取t=20。C)L3=2×t=40 N/ mm2(3).由于鋼絲應力松馳引起的預應力損失（采用超張拉，取=0.9）L4=(0.36×con ÷1470 - 0.18) ×con=89.30 N/ mm2第一批預應力損失：LI=L1+ L3 +L4=30+ 40 + 89.30 =

18、159.30 N/ mm24.根據(jù)經(jīng)驗,砼收縮、徐變產(chǎn)生的預應力損失暫取為總預應力損失的40%。即L5=40%L （L為總預應力損失）L=LI+L5+0.4LL=LI÷(1-0.4)= 159.30÷0.6=265.50N/ mm25.設滿足抗裂要求時需配置的預應力筋用量Ap(1).計算截面受拉邊緣的彈性抵抗矩W0=(r21 +r22) ×A0÷4 r2=30.13 A0(2).構(gòu)件換算截面A0A0=A×（E-1）×ApE = ES÷EC=1.8×105÷3.45×104=5.22A0= A+（

19、5.22 -1）×Ap=15568.43 +4.22 Ap(3).在標準荷截下,抗裂驗算截面邊緣的砼法向應力sc= Mk÷W0=3.56×106÷30.13A0=1.18×105÷A0(4).扣除全部預應力損失后，抗裂驗算截面邊緣砼預壓應力pc =(con-L)×Ap÷A0=（1102.5-265.50）×Ap÷A0 =837Ap÷A0(5).受壓區(qū)砼塑性影響系數(shù)=2-0.4×r1÷r2=2-0.4×53.33÷88.33=1.76(6).砼拉應

20、力限制系數(shù)act =1act××ftk =1×1.76×2.75=4.84 N/ mm2(7)當預應力主筋滿足抗裂要求時:sc-pcact××ftk即1.18×105÷A0-837Ap÷A04.84把A0=15568.43 +4.22 Ap代入得Ap49.74mm2 (8)主筋直徑為4.0取nAp÷(3.14×4.02÷4)=3.96 根據(jù)規(guī)范n6 取n=6根Ap=n×r2=6×3.14×2.02=75.36mm2換算截面積：A0=A + ( a

21、E-1) ×Ap =15568.43+(5.22-1) ×75.36=15886.45 mm26.砼的預壓應力：sc =(con-L1)×Ap÷A0=(1102.5-159.30) ×75.36÷15886.45 =4.47 N/ mm27.脫模時砼立方體抗壓強度:f,cu=50×0.7=35N/ mm2pc÷f,cu=4.47÷35=0.128 < 0.5 滿足要求8.縱向鋼筋配筋率:= Ap÷(2×A0）=75.36÷(2×15886.45)=0.237%

22、9.砼收縮引起的預應力第二批損失即L5L5=(45+220×pc÷f,cu) ÷(1+15 P)=(45+220×0.128) ÷(1+15×0.237%)=70.65 N/ mm210.總的預應力損失:L=L+L=159.30+70.65=229.95N/ mm2四.抗彎正截面強度計算:1當砼法向應力等于零時,預應力筋的應力:po=con-L=1102.5-229.95=872.55N/ mm22.受壓區(qū)砼截面面積與全截面面積之比值 a ：a= fpy×Ap÷fcm×A+ f,py×Ap+1.

23、5×(fpy-po) ×Ap =1070×75.36÷26×15568.43+400×75.36+1.5×(1070-872.55) ×75.36 =80635.2÷(+30144+22320) =80635.2÷=0.176 < 2/3 滿足要求3受拉縱向鋼筋截面積與全部縱向鋼筋截面積的比值at：at=1-1.5 a=1-1.5×0.176=0.7364.計算支持點截面處設計彎矩:M= fcm×A×(r1 +r2) ×sina÷2+ f,

24、py×Ap×rp×(sina÷)+ (fpy-po) ×Ap×rp×sinat÷ =26×15568.43×70.83×0.167+400×75.36×70.83×0.167+197.45×75.36×70.83×0.235=+=5.39×106 N.mmM,=M÷1.45=3.72×106 N.mm > Mk=3.56×106N.mm滿足要求五.抗裂強度驗算：1 核算截面邊緣彈性

25、抵抗矩：Wo= Ao÷(4×r2) ×(r21 +r22)=15886.45÷353.32×10646.28=4.78×105 mm32 在標準荷載下，抗裂驗算截面邊緣的砼法向應力：sc= Mk÷Wo =3.56×106÷4.78×105=7.45N/ mm23 扣除全部預應力損失后,抗裂驗算邊緣砼的預應力:pc=(con-L) ×AP÷AO=872.55×75.36÷15886.45=4.14N/ mm2sc-pc=7.45-4.14=3.31N/ mm

26、2< act××ftk =1×1.76×2.75=4.84N/ mm2滿足抗裂要求六.撓度計算1.計算截面慣性矩I0I0= AO× (r21 +r22) ×4÷16=15886.45×10646.28×4÷16=4.23×107 mm2.荷載短期效應組合下的短期剛度 BS=0.85×Ec×I0=0.85×3.45×104×4.23×107=1.24×1012 N. mm23.電桿有關(guān)幾何尺寸計算如下:(代號見圖

27、)H=(L1+ L3) ×D0 ÷(D0- D1)=13249.59 mmh= H-(L1+ L3)= 13249.59-5000=8249.59mma H= H- L1=13249.59-4750=8499.59 mma= a H÷H=8499.59÷13249.59=0.644 桿頂撓度值:Ynax= Pk×H2÷2× BS×( H2÷h - a H3÷3h2 + h 2/3 a×h- 2H + a H)=1000×13249.592÷(2×1.25&

28、#215;1012)×(13249.592÷8249.59-0.64×13249.593÷3×8249.592+8249.59-2×0.64÷3×8249.59-2×13249.59+8499.59)=0.07×(21280.04-7303+8249.59-3519.83-26499.18+8499.59)=0.07×707.21=49.5 mm5 允許撓度Y= (L1+ L3) ÷50=5000÷50=100 mm滿足撓度要求因此該電桿配筋為：6s4.8七.螺旋筋

29、、架立圈設置:1.螺旋筋:采用2.5 mm乙級冷拔低碳鋼絲,其性能指標應符合GB34382<<一般用途低碳鋼絲>>的規(guī)定,其抗拉強度應控制在650940Mpa范圍內(nèi)。2.架立圈:采用6.5 mm普通低碳熱軋園盤條鋼筋,其性能指標應符合GB70197<<低碳鋼熱軋園盤條>>的規(guī)定,架立圈尺寸及布置見相關(guān)規(guī)定。 環(huán)形預應力砼電桿結(jié)構(gòu)設計計算書Y110×6500 桿計算一.已知條件：1.桿長:L=6.50m, 梢徑:110mm, 錐度比:K=1:75, 荷載點高度: L1=5.15 m, 埋深:L2=1.10m, 壁厚:t=35 mm 2.

30、選取 4.0螺旋高強應力鋼絲作主筋,設計標準荷載為Q3級。二原材料選用參數(shù)：1砼：fcu =50 N/ mm2（C50）fcm=26 N/ mm2ftk=2.75N/ mm2Ec=3.45×104N/ mm22鋼材：fptk=1470 N/ mm2fpy=1070 N/ mm2f,py=400 N/ mm2ES=1.8×105 N/ mm2con =0.75×1470=1102.5 N/ mm2二 幾何參數(shù)及內(nèi)力計算:1.桿型:計算截面取支持點高度處(距根端1100 mm)r2=110÷2+（6500-1100）÷150=91mmr1=91-3

31、5=56 mmA=3.14×(912-562)=16155.3 mm22.內(nèi)力計算Pk=750 NMk=750×5150=3.86×106N.mm3.預應力損失計算：(1).由錨具引起的預應力損失（取a=1）L1= a÷L×ES=1÷6500×1.8×105=27.69 N/ mm2(2).由溫度引起的預應力損失(取t=20。C)L3=2×t=40 N/ mm2(3).由于鋼絲應力松馳引起的預應力損失（采用超張拉，取=0.9）L4=(0.36×con ÷1470 - 0.18) 

32、15;con=89.30N/ mm2第一批預應力損失：LI=L1+ L3 +L4=27.69 + 40 + 89.30 =156.99 N/ mm24.根據(jù)經(jīng)驗,砼收縮、徐變產(chǎn)生的預應力損失暫取為總預應力損失的40%。即L5=40%L （L為總預應力損失）L=LI+L5+0.4LL=LI÷(1-0.4)= 156.99÷0.6=261.65 N/ mm25.設滿足抗裂要求時需配置的預應力筋用量Ap(1).計算截面受拉邊緣的彈性抵抗矩W0=(r21 +r22) ×A0÷4 r2=31.37 A0(2).構(gòu)件換算截面A0A0=A×（E-1）

33、5;ApE = ES÷EC=1.8×105÷3.45×104=5.22A0= A+（5.22 -1）×Ap=16155.3+4.22 Ap(3).在標準荷截下,抗裂驗算截面邊緣的砼法向應力sc= Mk÷W0=3.86×106÷31.37A0=1.23×105÷A0(4).扣除全部預應力損失后，抗裂驗算截面邊緣砼預壓應力pc =(con-L)×Ap÷A0=（1102.5-261.65）×Ap÷A0 =840.85 Ap÷A0(5).受壓區(qū)砼塑性影響

34、系數(shù)=2-0.4×r1÷r2=2-0.4×56÷91=1.75(6).砼拉應力限制系數(shù)act =1act××ftk =1×1.75×2.75=4.82 N/ mm2(7)當預應力主筋滿足抗裂要求時:sc-pcact××ftk即1.23×105÷A0-840.85 Ap÷A04.82把A0=16155.3+4.22 Ap代入得Ap52.41mm2 (8)主筋直徑為4.0取nAp÷(3.14×4.02÷4)=4.17根據(jù)規(guī)范n6 取n=6根

35、Ap=n×r2=6×3.14×2.02=75.36 mm2換算截面積：A0=A + ( aE-1) ×Ap =16155.3+(5.22-1) ×75.36=16473.32mm26.砼的預壓應力：sc =(con-L1)×Ap÷A0=(1102.5-156.99) ×75.36÷16473.32=4.33N/ mm27.脫模時砼立方體抗壓強度:f,cu=50×0.7=35 N/ mm2pc÷f,cu=4.33÷35=0.124 < 0.5 滿足要求8.縱向鋼筋配筋率:

36、= Ap÷(2×A0）=75.36÷(2×16473.32)=0.228%9.砼收縮引起的預應力第二批損失即L5L5=(45+220×pc÷f,cu) ÷(1+15 P)=(45+220×0.124) ÷(1+15×0.228%)=69.89N/ mm210.總的預應力損失:L=L+L=156.99+69.89=226.88 N/ mm2四.抗彎正截面強度計算:1當砼法向應力等于零時,預應力筋的應力:po=con-L=1102.5-226.88 =875.62 N/ mm22.受壓區(qū)砼截面面積與

37、全截面面積之比值 a ：a= fpy×Ap÷fcm×A+ f,py×Ap+1.5×(fpy-po) ×Ap =1070×75.36÷26×16155.3+400×75.36+1.5×(1070-875.62)×75.36=80635.2÷(+30144+21972) =80635.2÷=0.171 < 2/3 滿足要求3受拉縱向鋼筋截面積與全部縱向鋼筋截面積的比值at：at=1-1.5 a=1-1.5×0.171=0.7434.計算支持點截

38、面處設計彎矩:M= fcm×A×(r1 +r2) ×sina÷2+ f,py×Ap×rp×(sina÷)+ (fpy-po) ×Ap×rp×sinat÷ =26×16155.3×73.5×0.163+400×75.36×73.5×0.163+194.38×73.5×75.36×0.23=+=5.64×106 N.mmM,=M÷1.45=3.89×106 N.mm >Mk=3.86×106N.mm滿足要求五.抗裂強度驗算：1 核算截面邊緣彈性抵抗矩：Wo= Ao÷(4×r2)