预应力砼鱼腹式吊车梁计算书(2-50t)

'Y-FDL-12计算书预应力鱼腹式吊车梁计算书一、生产技术条件：1、工艺：后张法。埋设金属波纹管成孔。2、一次张拉。张拉控制应力系数：上筋：0.65；下筋：0.7。3、无顶压夹片式锚具。4、不考虑加热养护。5、张拉时砼立方体抗压强度达到设计强度的95%。二、设计依据：1、国家现行规范：《建筑结构荷载规范GB50009-2001》（2008年版）《混凝土结构设计规范GB50010-2002》《建筑抗震设计规范GB50011-2010》《钢结构设计规范GB50017-2003》《混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002》 《钢筋焊接及验收规程JGJ18-2003》《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程JGJ85-2002》《建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001》2、吊车梁：采用《95G428》中Y-FDL-12。预应力筋改用1860级低松弛钢绞线（1x7）。具体调整如下：上部预应力筋：由2x12Φp5改为2x2Φs15.2下部预应力筋：由3x20Φp5+3x24Φp5改为6x3Φs15.2箍筋：端部3x150+3x150+4x150+5x200=2500范围内改为10@100；8x200=1600范围内改为1x100+10x150（由端向中），8。3、吊车：二台50/10t桥吊。主要参数如下：工作等级：A6；跨度：22.5m；吊车宽度：B=6.775m；轮距：W=4.8m；总重：56t；小车重：18.5t;最大轮压：P=460kN。三、计算截面及梁尺寸：四、内力计算：1、恒载作用下：-31- Y-FDL-12计算书梁自重+轨道及连接：gk=145/11.8+0.64*1.2=13.1kN/m（简化为均布荷载）各截面内力（标准值）：M1g=1/8*13.1*11.82=228(kN.m)M2g=13.1*11.8/2*2.9-1/2*13.1*2.92=169(kN.m)M3g=13.1*11.8/2*1.4-1/2*13.1*1.42=95(kN.m)V1g=0V2g=1/2*13.1*11.8-13.1*2.9=39(kN)V3g=1/2*13.1*11.8-13.1*1.4=59(kN)1、吊车活载作用下：动力系数取1.1。各截面内力（标准值）：M1q=(1+0.664+0.186)x460x1.1x11.8/4=2761(kN.m)V1q=[(3.92+5.9+10.7)/11.8-1]*(460*1.1)=374(kN)M2q=(1+0.778+0.238)x460x1.1x2.9x8.9/11.8=2231(kN.m)V2q=[(2.12+6.92+8.9)/11.8]*(460*1.1)=769(kN)M3q=(1+0.810+0.348)x460x1.1x1.4x10.4/11.8=1347(kN.m)V3q=[(3.62+8.42+10.4)/11.8]*(460*1.1)=962(kN)一、对各截面进行逐一验算：（结果附后）由《95G428》选用表注2“允许应力均由抗裂要求决定”，查看计算结果中有关抗裂项均能满足。无需进行疲劳等其他项目验算。-31- Y-FDL-12计算书1-1计算（一）、设计资料截面与荷载信息截面形式：工字形截面截面宽度b:140mm截面高度h:1950mm上翼缘宽度bf":820mm上翼缘高度hf":200mm下翼缘宽度bf:440mm下翼缘高度hf:250mm恒载弯矩标准值:228.00kN·m恒载剪力标准值:0.00kN活载弯矩标准值:2761.00kN·m活载剪力标准值:374.00kN恒载分项系数:1.20活载分项系数:1.40活载准永久值系数:0.70结构重要性系数:1.00裂缝控制等级:一级预应力计算参数:张拉方法:后张法预应力钢筋类别:钢绞线锚具类别:无顶压夹片式锚具张拉类别:一次张拉松弛类别:低松弛构件重要性:一般情况预应力强度标准值:1860孔道成形方法:预埋金属波纹管受压区张拉控制应力系数：0.65受拉区张拉控制应力系数：0.70张拉至锚固端距离：11.950m年均相对湿度不低于40％受拉区预应力钢筋：排数2每束根数3孔道直径50.0mm钢筋直径15.2mm拉区预应力钢筋排数钢筋束数曲线筋曲率半径曲线筋与x轴夹角到受压边缘距离张拉端至计算截面距离1314.270.0070.005.972314.150.00190.005.97-31- Y-FDL-12计算书受压区预应力钢筋：排数1每束根数1孔道直径40.0mm钢筋直径15.2mm压区预应力钢筋排数钢筋束数曲线筋曲率半径曲线筋与x轴夹角到受压边缘距离张拉端至计算截面距离120.000.0070.005.97受拉区非预应力钢筋：排数3钢筋直径10.0mm拉区普通钢筋排数钢筋根数到受拉边缘距离1430.0022230.0032250.00受压区非预应力钢筋：排数2钢筋直径14.0mm压区普通钢筋排数钢筋根数到受压边缘距离1233.0022167.00其他参数:混凝土强度等级:C45非预应力钢筋级别:HRB335箍筋级别:HPB235抗震等级:起吊动力系数1.50钢筋混凝土的容重25.00kN/m3箍筋肢数2箍筋直径8mm箍筋间距200mm施加预应力时混凝土强度百分比0.95计算跨度11.80m挠度系数（二）、计算结果1.内力计算荷载基本组合时的内力Mnl=1.00×(1.20×228.00+1.40×2761.00)=4139.00kN·mVnl=1.00×(1.20×0.00+1.40×374.00)=523.60kN荷载标准组合时的内力Mnl=228.00+2761.00=2989.00kN·mVnl=0.00+374.00=374.00kN荷载准永久组合时的内力Mnl=228.00+0.70×2761.00=2160.70kN·m-31- Y-FDL-12计算书Vnl=0.00+0.70×374.00=261.80kN2.截面几何特征:截面几何特征计算表格编号Ai(mm2)ai(mm)Si=Aiai(mm2)yi(mm)Aiyi2(mm4)Ii(mm4)1140×1950=273000975266175×103-106304680×104140×19503/12=8650688×1042(820-140)×200=1360001850251600×1037698049980×104680×2003/12=45333×1043(440-140)×250=750001259375×103-9566849401×104300×2503/12=39063×1044(19.50/3.35)×2502=145641301893×103-9511316170×10405(19.50/3.35)×278=161818803042×103799103399×10406(20.00/3.35)×628=3751135506×103-946335444×10407(20.00/3.35)×616=367618506801×103769217594×104086×π×25.0×25.0=117811301532×103-9511064675×104092×π×20.0×20.0=251318804725×103799160591×1040102×π×5.0×5.0=20913528×103-94618729×1040-31- Y-FDL-12计算书112×π×7.0×7.0=3081850570×10376918224×1040Σ0532538×10315914448×1048735084×104表中：ai----各面积Ai的重心到底边的距离；yi----各面积的重心到换算截面重心的距离；Ii----自身重心的惯性矩；编号4为受拉区预应力钢筋的截面几何特征；编号5为受压区预应力钢筋的截面几何特征；编号6为受拉区非预应力钢筋的截面几何特征；编号7为受压区非预应力钢筋的截面几何特征；编号8为受拉区预应力钢筋孔道的截面几何特征；编号9为受压区预应力钢筋孔道的截面几何特征；编号10为受拉区非预应力钢筋所占孔洞的截面几何特征；编号11为受压区非预应力钢筋所占孔洞的截面几何特征；换算截面面积A0=492798mm2换算截面重心至底边的距离y0===1081mm换算截面惯性矩I0=åAiyi2+åIi=(15914448+8735084)×104=24649532×104mm4净截面面积An=469188mm2净截面重心至底边的距离yn==1109mm净截面惯性矩In=(13904307+8735084)×104=22639392×104mm43.预应力损失:第1排钢筋:sl1=71.78N/mm2第2排钢筋:sl1=70.90N/mm2第1排钢筋:sl1"===114.23N/mm2第1排钢筋:sl2=11.67N/mm2第2排钢筋:sl2=11.67N/mm2第1排钢筋:sl2"=11.67N/mm2第一批预应力损失slI=sl1+sl2=71.34+11.67=83.01N/mm2slI"=sl1"+sl2"=114.23+11.67=125.90N/mm2出现第一批预应力损失后的预应力值计算Np0I=(scon-slI)×Ap+(scon"-slI")×Ap"-31- Y-FDL-12计算书=(1302.00-83.01)×2502.00+(1209.00-125.90)×278.00=3351020.75N预应力合力作用点至换算截面重心的距离ep0I=((scon-slI)×Ap×yp-(scon"-slI")×Ap"×yp")/Np0I=((1302.00-83.01)×2502.00×978.93-(1209.00-125.90)×278.00×771.07)/3351020.75=821.68mm求预应力钢筋重心混凝土法向应力spcI=+yn=+×978.93=19.05N/mm2spcI"=-yn"=-×771.07=-2.24N/mm2第二批预应力损失计算根据表E.0.2,松弛损失系数为1.00sl4=1.00×0.125(=1.00×0.125×=32.55N/mm2根据表E.0.2,松弛损失系数为1.00sl4"=1.00×0.125(=1.00×0.125×=32.55N/mm2r=(Ap+As)/An=(2502+628)/469188=0.00667r"=(Ap"+As")/An=(278+616)/469188=0.00190sl5===145.23N/mm2r=(Ap+As)/An=(2502+628)/469188=0.00667r"=(Ap"+As")/An=(278+616)/469188=0.00190sl5"===19.79N/mm2spcⅡ=sl4+sl5+sl6=177.78N/mm2spcⅡ"=sl4"+sl5"+sl6"=52.34N/mm2总预应力损失计算sl=slI+slⅡ=83.01+177.78=260.78N/mm2sl"=slI"+slⅡ"=125.90+52.34=178.24N/mm24.使用阶段正截面承载力验算:sp0=scon-sl=1302.00-260.78=1041.22N/mm2-31- Y-FDL-12计算书sp0"=scon-sl"=1209.00-178.24=1030.76N/mm2极限状态时压区预应力钢筋中的应力sp"=sp0"-fpy"=1030.76-1310.00=-279.24N/mm2fyAs+fpyAp=300.00×628.32+1310.00×2502.00=3466115.50Na1fcbf"hf"+fy"As"-(sp0"-fpy")Ap"=1.00×21.10×820×200+300.00×615.75-(1030.76-1310.00)×278.00=3722753.25N∵fyAs+fpyAp≤a1fcbf"hf"+fy"As"-(sp0"-fpy")Ap"∴根据混凝土规范公式7.2.2-1,按宽度为820的矩形截面计算x===185mmh0=h-a=1950-131=1819mmxb===0.40x=x/h0=185/1819=0.102满足适用条件M=a1fcbx(h0-x/2)+f"yA"s(h0-a"s)=1.00×21.10×820×185.17×(1819-185/2)+300.00×615.75×(1819-100)×10-6=5848.56kN·m弯矩承载力为M=5848.56kN·m>弯矩荷载作用效应M=4139.00kN·m承载力验算满足！！！5.使用阶段抗裂验算:Np0Ⅱ=(scon-sl)×Ap+(scon"-sl")×Ap"=(1302.00-260.78)×2502.00+(1209.00-178.24)×278.00=2891674.00N/mm2预应力合力作用点至换算截面中心的距离ep0Ⅱ=((scon-sl)×Ap×yp+(scon"-sl")×Ap"×yp")/Np0Ⅱ=((1302.00-260.78)×2502.00×978.93-(1209.00-178.24)×278.00×771.07)/2891674.00=805.51mmspcⅡ=+y0=+×1080.64=16.08N/mm2荷载标准组合下截面下边缘的拉应力sck===13.10N/mm2-31- Y-FDL-12计算书荷载准永久组合下截面下边缘的拉应力scq===9.47N/mm2sck-spc=13.10-16.08=-2.98N/mm2scq-spc=9.47-16.08=-6.61N/mm2ftk=2.51sck-spc≤0抗裂验算满足6.斜截面抗剪承载力计算:Vcs=0.7ftbh0+1.25fyv=0.7×1.80×140×1819+1.25×210.00×=560.88kNVp=0.05Np0=0.05×2891674.00=144.58kNV=523.60kN弯矩荷载作用效应M=3326.20kN·m承载力验算满足！！！5.使用阶段抗裂验算:Np0Ⅱ=(scon-sl)×Ap+(scon"-sl")×Ap"=(1302.00-460.24)×2502.00+(1209.00-177.99)×278.00=2392693.00N/mm2预应力合力作用点至换算截面中心的距离ep0Ⅱ=((scon-sl)×Ap×yp+(scon"-sl")×Ap"×yp")/Np0Ⅱ=((1302.00-460.24)×2502.00×805.15-(1209.00-177.99)×278.00×624.85)/2392693.00=633.86mmspcⅡ=+y0=+×912.42=14.13N/mm2荷载标准组合下截面下边缘的拉应力-31- Y-FDL-12计算书sck===13.91N/mm2荷载准永久组合下截面下边缘的拉应力scq===10.03N/mm2sck-spc=13.91-14.13=-0.21N/mm2scq-spc=10.03-14.13=-4.09N/mm2ftk=2.51sck-spc≤0抗裂验算满足6.斜截面抗剪承载力计算:Vcs=0.7ftbh0+1.25fyv=0.7×1.80×140×1500+1.25×360.00×=716.80kNVsp=speApsinβ=(scon-sl)Apsinβ=(1302.00-460.24)×2502.00×sin12.3°=449kNV=1123.40kN弯矩荷载作用效应M=1999.80kN·m承载力验算满足！！！5.使用阶段抗裂验算:Np0Ⅱ=(scon-sl)×Ap+(scon"-sl")×Ap"=(1302.00-563.08)×2502.00+(1209.00-179.93)×278.00=2134854.75N/mm2预应力合力作用点至换算截面中心的距离ep0Ⅱ=((scon-sl)×Ap×yp+(scon"-sl")×Ap"×yp")/Np0Ⅱ=((1302.00-563.08)×2502.00×577.55-(1209.00-179.93)×278.00×441.45)/2134854.75=441.00mmspcⅡ=+y0=+×693.21=14.09N/mm2荷载标准组合下截面下边缘的拉应力sck===13.23N/mm2荷载准永久组合下截面下边缘的拉应力scq===9.53N/mm2-31- Y-FDL-12计算书sck-spc=13.23-14.09=-0.86N/mm2scq-spc=9.53-14.09=-4.57N/mm2ftk=2.51sck-spc≤0抗裂验算满足6.斜截面抗剪承载力计算:Vcs=0.7ftbh0+1.25fyv=0.7×1.80×140×1089+1.25×360.00×=962.00kNVsp=speApsinβ=(scon-sl)Apsinβ=(1302.00-563.08)×2502.00×sin18.3°=581kNV=1417.60kN0.175ft=0.175×1.80=0.3150N/mm2计算时不能忽略扭矩的影响5.4验算是否可以构造配置箍筋-31- Y-FDL-12计算书根据混凝土结构设计规范第7.6.2条==0.550N/mm2<0.7ft=0.7×1.80=1.26N/mm2可以按构造配筋。5.5验算截面承载力限制条件fcu,k=45N/mm2,不超过50N/mm2,故bc=1.0hw/b=785/200=3.92≤4按规范公式(7.6.1-1)计算==0.643N/mm2<0.25bcfc=0.25×1.00×21.10=5.275N/mm2截面尺寸满足要求。5.6混凝土受扭承载力降低系数按规范(7.5.4)<1.5，取l=1.5>1.0取bt=1.05.7受扭纵筋最小配筋率根据混凝土结构设计规范公式7.6.5-1Tw=T=5600000N·mm按规范公式(10.2.5)==1.00<2.0rtl,min=0.6=0.6×=0.3600%Atl,min=rtl,minbh=0.3600%×200×820=590mm25.8剪扭扭箍筋最小配筋率按规范第10.2.12条=0.240%min=rsv,minb=0.240%×200=0.480mm2/mm5.9确定腹板箍筋数量根据混凝土结构设计规范公式7.6.8-3-31- Y-FDL-12计算书=0.000mm2/mm腹板采用双肢箍筋(n=2)，腹板上单根箍筋所需截面面积为<0.480mm2/mm取为0.480mm2/mm取箍筋间距为100mm,箍筋直径为8mm相应的配筋率为%>rsv,min=0.240%满足要求-31-'