預(yù)應(yīng)力空心板配筋計算

第6章預(yù)應(yīng)力空心板配筋計算基本數(shù)據(jù)門機軌道之間棉板采用先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心板。凈跨度6100mm。(1)、構(gòu)件尺寸板長6500mm，板寬2400mm，圓形開孔直徑300mm，共5個孔。圖6—1板斷面簡支板計算跨度①彎矩計算取L=L+h=6100+500=6600(mm)0L<(L+e)=6100+200=6300(mm)0故取L=6300mm②剪力計算取L=L=6100(mm)0(2)、材料混凝土強度等級C40,混凝土重度Y=24KN/m3，鋼筋混凝土重度Y=25KN/m3；混凝土抗壓強度設(shè)計值fc=,標準值fkc=27MPa；混凝土抗拉強度設(shè)計值f「MPa,標準值％=。預(yù)應(yīng)力鋼筋采用冷拉HI級鋼筋，強度設(shè)計值%=420MPa,標準值彳冰=500MPa。箍筋、吊環(huán)采用I級鋼筋，強度設(shè)計值f=210MPa。y(3)、施工條件先張法，放松預(yù)應(yīng)力鋼筋時的混凝土強度按規(guī)范⑸第6.1.3條取C40的倍，為30MPa。(4)、作用①永久作用G標準值(忽略齒縫時的每米寬度板重)q二XXXXq面層)=義義25.二②可變作用標準值a、堆貨荷載：q=30KN/m23b、15t汽車荷載汽車資料由《港口工程荷載規(guī)范》⑷查得(圖9-2)：汽車總重力150KN；后軸重力標準值100KN,前軸重力標準值50KN；

軸距4.0m,輪距1.8m；車輛外型尺寸7mX2.5m；按規(guī)范⑷，相鄰兩輛車（＜30t）橫向間距不應(yīng)小于0.1m,縱向前后兩輛車的軸距不應(yīng)小于4.0m。圖6-3圖6-2圖6-3荷載傳遞寬度計算（圖6-3）：單輪，平行板跨方向a0=200mm,hS=100mm單輪，垂直板跨方向a1=a/2hS=200+2xa1=a/2hS=200+2x100=400mmb0=500mm，hS=100mm剪力計算：（按兩輛車垂直板跨方向并行時算，布置見圖6-4） rrTi rrTi rrTi rrTi\\剪力計算：（按兩輛車垂直板跨方向并行時算，布置見圖6-4） rrTi rrTi rrTi rrTi\\ \口a1a1a1a[——圖6-4平行板跨方向，a=a0=400mm垂直板跨方向，（荷載于支座附近x=200/2=100mm）B1=700mm，h0=100+500=600mmb=b]++=700+x+x=1810mm當輪B在支座附近時荷載強度標準值:qB=(100000/2)/(400x1810)=MPa對應(yīng)的其它輪子的荷載強度標準值：?,-q=q=q=MPa(5)、承載能力極限狀態(tài)作用效應(yīng)持久組合TOC\o"1-5"\h\z自重作用的分項系數(shù)丫=，堆貨作用的分項系數(shù)丫二,汽車荷載作用的分項系數(shù)丫G Q1二，運輸機械荷載作用分項系數(shù)丫二，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)丫二。Q2 Q3 0①取自重作用效應(yīng)與堆貨作用效應(yīng)組合設(shè)計值1 1—X—xxx—xxxN?mm)8 8二(KN-mm)=x—k+x—Xx3240\o"CurrentDocument"2 2=xixxxlxXX取自重作用與板端汽車輪壓力作用效應(yīng)的剪力組合設(shè)計值2 2V=x』xxxxxx、正常使用極限狀態(tài)作用效應(yīng)組合2①作用的短期效應(yīng)組合值頻遇值系數(shù)力二。取自重q和堆貨作用q的標準值組合時的跨中彎矩組合值：11xx+x'xxx.取自重q和堆貨作用q的標準值組合時的剪力組合值：s8 8 1V=-x+xxx作用的長期效應(yīng)(準永久)組合值s2準永久值系數(shù)力二。取自重作用q和堆貨作用Q1的標準值組合時的跨中彎矩組合2值：M1=Lx+xLXX.持久狀況承載力計算8 8(1)、正截面受彎承載力計算①截面換算為了簡化計算，將直徑D=3OOmm的圓孔換成矩形：b°=x3OO=(mm)h°=x3OO=(mm)將空心板換算為I字形截面(圖6-5)bf二bf=2400(mm)hf=hf=/2=(mm)h=500mmb=x=958(mm)圖6-5空心板換算成的工字型截面②判別T形截面類型取自重q和堆貨作用效應(yīng)組合設(shè)計值?；炷罜40fc=(MPa)TOC\o"1-5"\h\z為防止在放松下部預(yù)應(yīng)力鋼筋時，板頂部混凝土開裂，在板頂受壓區(qū)配置預(yù)應(yīng)力 ,鋼筋估算后選用冷拉ni級鋼筋8H14,AP=1231mm2。受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量尚未確定，暫定全部預(yù)應(yīng)力損失值為100MPa,即o1=100MPa。按規(guī)范⑵第6.1.4條板頂預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點處混凝土法向應(yīng)力等于零時的預(yù)應(yīng)力 ,鋼筋應(yīng)力op0：??0p0=Ocon-O1,、.* 一..式中0c0n=0.9fpyk，查規(guī)范附表A.0.3,fpyk=500MPa,因此?一一一0po=x=350MPa)?一取as=as=50mm,所以h0=450mmfcbfhf(h0hf)-(0p0-fpy)a(h0-as)…xz1xz=19.XX.25X_X-(350-420)義1231x(450-50)2?mm)>?mm)一,... ...按bf=2400mm的矩形截面計算。③計算鋼筋面積a、因在板頂部配有受壓筋，按雙筋截面計算：??? ?M1=M-(op0-fpy)Ap(h0-as)X1231X(450-50)?mm)按規(guī)范附錄B中式的規(guī)定:M%fbh2C0As=as=0/XX=查《港口工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》⑸附錄B中式的規(guī)定得知：尸，￡=，因此ASX420X450)=5396(mm2)一一一、、, 受壓區(qū)高度x=sh0=X=20(mm)<2as(100mm2)所以尚需進仃單筋截面計算，取兩者之中的小值。區(qū)按單筋截面計算：asXX)=查表⑸得>S=，因此ASX420X450)=3816(mm2)兩種計算中應(yīng)取3816mm2,選用21比22(7979mm2)。(2)、正截面受沖切承載力計算按《港口工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》⑸第5.4.1條規(guī)定，空心板在局部荷載的作用下，沖切承載力應(yīng)滿足下式的要求F1<FuF1K=50000N，F(xiàn)1=yF1K=X=75000(N)F=—Xa1Uyd其中yd=,ft=MPa,u=2X(200+500+900)=3200(mm)按《港口工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》⑸表5.4.1取值，即口為空心直徑，b0為相鄰兩空心間的最小肋寬，h0為有效高度。D/h=300/450=0D/(b+D)=300/(90+300)=0a二F=75000(N)1F=工xxxxx,滿足要求。1U1.1(3)、斜截面承載力計算取自重q和堆貨作用國的作用效應(yīng)組合設(shè)計值①按規(guī)范⑸第6.3.1=x=(mm),b=1230.4mm,h/b==<，因此TOC\o"1-5"\h\z1 W WV=—X=1XXXX,V<V,滿足要求。Uyd1,1 U②假定僅配有箍筋，取4①10,A=X=314(mm2),箍筋間距s=200mm,f=210MPa,SV yvV=216872N。按規(guī)范⑸式(5.2.3VC==xxxxx、按規(guī)范式(6.3.3N=。(A+A')-0=350x(7979+1231)-100=3223400(N)Vp=NP0=X=161170(N)V=—(V+V+V)=工X+164850+161170)=983448(N)uyCSV Pd 1.1V=216872N,VVq滿足要求，可只配箍筋。正常使用極限狀態(tài)驗算(1)、預(yù)應(yīng)力損失計算張拉控制應(yīng)力按規(guī)范⑸第6.1.2條的規(guī)定：。=+fk=x=475(MPa)①錨具變形引起的預(yù)應(yīng)力損失張拉時采用帶螺母的錨具。按規(guī)范⑵表6.1.7取螺母縫隙為1mm,墊板縫隙1mm,張拉端至錨固端之間的距離L=100000mm,E=xMPa。=aE=1+1xx=(MPa)11Ls100000②預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛損失冷拉熱扎鋼筋超張拉，按規(guī)范⑸表6.1.6的規(guī)定：。14=。=x=(MPa)③混凝土預(yù)壓前(第一批)的應(yīng)力損失Ojo11+。13+。i4=+0+=(MPa)④混凝土收縮、徐變引起預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力損失混凝土強度達到C30時，放松預(yù)應(yīng)力鋼筋，此時EC=x彈性摸量比：aE=EC/ES=x/x=6板截面混凝土面積：AC=xxx=917400(mm2)換算截面面積：A=A+(a-1)(A+A)=917400+(6-1)x(7979+1231)=(mm2)第一批預(yù)應(yīng)力損失發(fā)生后放松預(yù)應(yīng)力鋼筋時，由預(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力按規(guī)范⑸地6.1.4條計算:NNe0 —P0+—p0p0yPC=A I 00 P0???P0AP+0P0???P0AP+0P0AP0n-01=475=(MPa)NP0P00P0Npbx(7979+1231)=4188708(N)折算截面重心到板頂面的距離：受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋中心到板頂面的距離為50+14/2=57(mm)受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋中心到板頂面的距離為500-50-22/2=439(mm)=(mm)所以eP0NNmm—P0-eP0NNmm—P0-+—Ap0'p0y

I0Np0xxxf'x3.3.1ycuo x0xxxxxTxx°TPx oCPN0 =—P0+pcA0xE、，、，NNe—sxx—P0+—p0p0yxx6.4.2yyxyxx6.4.4E—4),05 I0+0,312土,2.05②驍算翼板與腹板連接處：y0y0=xxxxxxx所以T=(263886x)/(x=(MPa0TP=-353土,：(坐2+0.295=±0黑=MPa(fMPa)ocp2V2 —3,554 tk0=MPa<fkMPa)滿足規(guī)范⑸第6.4.3條要求。(4)、短暫狀況抗裂度驗算①按規(guī)范⑸第條規(guī)定，施工階段預(yù)拉區(qū)不允許出現(xiàn)裂縫時，應(yīng)滿足:。t(拉)Wyftk°/壓)w=3313758/-一8義義—571,_9.711(MPa)yfk=xxfk=x=(MPa)>滿足要求。②預(yù)拉區(qū)縱向鋼筋的配筋率按規(guī)范⑸第條規(guī)定：,.，，、A/A=7979/(500x2400)=%>%滿足要求。施工期吊運驗算預(yù)制板一般采用四點吊，預(yù)制板為空心板，故橫向吊點距板邊緣的距離不宜過大，由于預(yù)制板上層鋪設(shè)縱向鋼筋，故縱向吊點距板邊緣的距離可適當加大。(1)、計算跨度(見圖)：板的預(yù)制尺寸：6.5m*2.4m計算時略去吊點至板邊緣的自重，近似地按承