20m箱梁换算截面几何特性计算和承载能力极限状态计算.doc

换算截面几何特性计算 前面计算已知边主梁跨中截面的几何特性。毛截面面积。毛截面重心轴到1/2板高的距离：（向上），毛截面对其中心轴的惯性矩：。 1 换算截面面积 代入得： 2 换算截面重心的位置 所有钢筋换算截面距毛截面重心的距离为： 则换算截面重心至箱梁截面下缘的距离为： 则换算截面重心至箱梁截面上缘的距离为： 换算截面重心至预应力钢筋重心的距离为： 换算截面重心至普通钢筋重心的距离为： 3换算截面惯性矩 4换算截面的弹性抵抗矩 下缘： 上缘： 承载能力极限状态计算 1跨中截面正截面抗弯承载力计算 ，普通钢筋距底边距离为，则预应力钢筋和普通钢筋的合力作用点至截面底边距离为=75。 首先按公式： 判断截面类型； 再由下列公式验算跨中截面的抗弯承载力是否满足要求： 图5-1单元承载能力极限组合最大抗力及对应内力 图5-2单元承载能力极限组合最小抗力及对应内力图 截面号 类型 性质 （kN.m） （kN.m） 是否满足要求 左支点 下拉受弯 最大弯矩 0 3150 是 上拉受弯 最小弯矩 -80.4 -2000 是 边跨左变化点 下拉受弯 最大弯矩 1550 3870 是 下拉受弯 最小弯矩 488 3870 是 边跨1/4截面 下拉受弯 最大弯矩 3890 4840 是 下拉受弯 最小弯矩 1220 4840 是 边跨跨中 下拉受弯 最大弯矩 4900 4900 是 下拉受弯 最小弯矩 1380 4900 是 边跨3/4截面 下拉受弯 最大弯矩 3420 4850 是 下拉受弯 最小弯矩 311 4850 是 边跨右变化点 下拉受弯 最大弯矩 2300 4090 是 上拉受弯 最小弯矩 -469 -3450 是 左中支点（左） 下拉受弯 最大弯矩 1080 3190 是 上拉受弯 最小弯矩 -1820 -4100 是 左中支点（右） 下拉受弯 最大弯矩 1070 3190 是 上拉受弯 最小弯矩 -1910 -4100 是 中跨左变化点 下拉受弯 最大弯矩 2310 4060 是 上拉受弯 最小弯矩 -683 -3460 是 中跨1/4 下拉受弯 最大弯矩 3920 4840 是 下拉受弯 最小弯矩 389 4840 是 中跨跨中 下拉受弯 最大弯矩 4890 4900 是 下拉受弯 最小弯矩 1060 4900 是 计算结果表明，跨中截面抗弯承载力满足要求。 2斜截面抗剪承载力计算 选取距支座h/2处和变截面处，进行斜截面抗剪承载力复核。其中箍筋采用HRB235级10钢筋，=100，距支座2.0范围内=50。 1变截面处斜截面抗剪承载力计算 首先，进行截面抗剪强度上下限复核： 是验算截面处的剪力组合设计值，变截面处：=912； 为计算截面处纵向钢筋合力点至截面上边缘的距离。在本设计中，3#、4#、5#、6#预应力钢束均弯曲，只有普通钢筋和1#、2#预应力钢束沿全梁通过，此处的近似按跨中截面的有效梁高取值，取=1002。 =1.0,1.25是按《公预规》第5.2.10条，板式受弯构件可乘以1.25提高系数。 则： 0.5×=0.5××1.25×1.83×400×1002=458.42 0.51×=0.51×××400×1002=1445.38 458.42kN=1.0×912=912kN1445.38kN 计算结果表明，截面尺寸满足要求，但需配置抗剪钢筋。 斜截面抗剪承载力按下式计算： 式中： 为斜截面受压端正截面处的设计剪力， =912； 为混凝土和箍筋共同的抗剪承载力； ×0.45× 式中： ——异号弯矩影响系数，对于简支梁，=1.0； ——预应力提高系数，取1.25； ——受压翼缘影响系数，取1.1； b——斜截面受压端正截面处截面腹板厚度，取b=200×2=400； p——斜截面纵向受拉钢筋配筋率，； ——箍筋配筋率 ，，箍筋选用双肢； 配箍率 （按《公预规》9.3.13条规定，） 则 ： kN 为预应力弯起钢筋的抗剪承载力 =0.75××1395×（2800/4）×（） =603.4kN 故该截面的抗剪承载力为： =1221.25+603.4=1824.65=912 说明变截面处截面抗剪