Midas专业课程设计T梁.docx

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计算书

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-12-30

目录

一、基础信息 3
1.1 工程概况 3
1.2 技术标准 3
1.3 关键规范 3
1.4 结构概述 3
1.5 关键材料及材料性能 3
1.6 计算标准、内容及控制标准 4
二、模型建立和分析 4
2.1 计算模型 4
2.2 关键钢筋部署图及材料用表 5
2.3 截面特征及有效宽度 5
2.4 荷载工况及荷载组合 6
三、内力图 9
3.1 内力图 9
四、持久情况承载能力极限状态验算结果 11
4.1 截面受压区高度 11
4.2 正截面抗弯承载能力验算 11
4.3 斜截面抗剪承载能力验算 12
4.4 抗扭承载能力验算 12
4.5 支反力计算 13
五、持久情况正常使用极限状态验算结果 14
5.1 结构正截面抗裂验算 14
5.2 结构斜截面抗裂验算 15
六、持久情况构件应力验算结果 15
6.1 正截面混凝土法向压应力验算 15
6.2 正截面受拉区钢筋拉应力验算 16
6.3 斜截面混凝土主压应力验算 17
七、短暂情况构件应力验算结果 17
7.1 短暂情况构件应力验算 17

一、基础信息

1.1 工程概况

1.2 技术标准

1.3 关键规范

1)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-）
2)《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-）
3)《公路工程技术标准》（JTG B01-）
4)《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-）
5)《公路桥涵地基和基础设计规范》（JTG D63-）
6)《城市桥梁设计规范》（CJJ11-）

1.4 结构概述

1.5 关键材料及材料性能

1)混凝土

表格 1 混凝土表格
强度等级
弹性模量(MPa)
容重
线膨胀系数

C50
34500
25.00
0.000010
32.40
2.65
22.40
1.83

2)一般钢筋

表格 2 一般钢筋表格
一般钢筋
弹性模量(MPa)
容重

R235
210000
76.98
235
195
195
HRB335
00
76.98
335
280
280
HRB400
00
76.98
400
330
330
KL400
00
76.98
400
330
330

3)预应力材料

表格 3 预应力材料表格
预应力钢绞线
弹性模量(MPa)
张拉控制应力(MPa)
孔道磨阻系数
孔道偏差系数
钢绞线松弛系数
一端锚固回缩值(m)
7
195000
1395
0.300
0.00001
0.3
0.00600

1.6 计算标准、内容及控制标准

计算书中将采取midas Civil对桥梁进行分析计算，并以《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-）为标准，按A类预应力混凝土结构进行验算。

二、模型建立和分析

2.1 计算模型

图表 1 计算模型图

1)节点数量：115 ；

2)单元数量：118 ；

3)边界条件数量：10 ；

4)施工阶段数量：4 ，施工阶段步骤以下：
施工阶段1 ：预制 ，连续时间30天；
施工阶段2 ：存梁 ，连续时间30天；
施工阶段3 ：二期 ，连续时间30天；
施工阶段4 ：收缩徐变 ，连续时间3650天；

2.2 关键钢筋部署图及材料用表

2.3 截面特征及有效宽度

1)截面特征

表格 4 1 : 跨中截面

A(mm 2)
Asy(mm 2)
Asz(mm 2)
z(+)(mm)
z(-)(mm)
919000.000
394070.041
413402.756
854.855
1445.145
Ixx(mm 4)
Iyy(mm 4)
Izz(mm 4)
y(+)(mm)
y(-)(mm)
.834
6.634
2.916
1050.000
1050.000

2.4 荷载工况及荷载组合

1)自重
自重系数：-1.04

2)整体升降温
系统温度升：20.00（[C]）
系统温度降：-10.00（[C]）

3)梁截面温度

表格 5 梯度温度降（单元6）
序号
宽度(m)
到箱梁顶距离(m)
温度([C])
1
2.10
0.00
-7.00
2
2.10
0.10
-2.75
3
2.10
0.40
0.00

表格 6 梯度温度升（单元6）
序号
宽度(m)
到箱梁顶距离(m)
温度([C])
1
2.10
0.00
14.00
2
2.10
0.10
5.50
3
2.10
0.40
0.00

4)徐变收缩
收缩龄期：3天;
构件理论厚度：100m；
理论厚度自动计算：由程序自动计算各构件理论厚度。公式为：

5)可变荷载
活载(2)：人群荷载，汽车荷载，桥梁等级为公路Ⅰ级；
对于汽车荷载纵向整体冲击系数μ，根据《公路桥涵通用设计规范》第4.3.2条，冲击系数μ可按下式计算：

依据规范，计算结构基频f=4.20Hz，冲击系数μ = 0.238。

6)人群荷载
人群荷载：根据《公路桥涵通用设计规范》第4.3.5条，人群荷载标准值应按下列要求采取：当桥梁计算跨径小于或等于50m时，人群荷载标准值为；当桥梁计算跨径等于或大于150m时，人群荷载标准值为；当桥梁计算跨径在50m-150m之间时，可由线性内插得到人群荷载标准值。对跨径不等连续结构，以最大计算跨径为准。

7)荷载组合

表格 7 荷载工况及荷载组合荷载工况
序号
工况名称
描述
1

累计(CS)
2
cSH
徐变二次(CS)
3
cD
恒荷载(CS)
4
cEL
安装荷载 1(CS)
5
SUM
收缩一次(CS)
6
M[1]
偏载
7
cTP
安装荷载 2(CS)
8
cCR
钢束二次(CS)
9
cTS
安装荷载 3(CS)
10
T
梯度温度降

荷载组合列表：
基础1：1.2(cD)+1.2(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)
基础2：1.2(cD)+1.2(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.8M
基础3：1.2(cD)+1.2(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.4T[1]
基础4：1.2(cD)+1.2(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.4T[2]
基础5：1.2(cD)+1.2(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.4T[3]
基础6：1.2(cD)+1.2(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.4T[4]
基础7：1.2(cD)+1.2(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.8M+1.05T[1]
基础8：1.2(cD)+1.2(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.8M+1.05T[2]
基础9：1.2(cD)+1.2(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.8M+1.05T[3]
基础10：1.2(cD)+1.2(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.8M+1.05T[4]
基础11：1.0(cD)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)
基础12：1.0(cD)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.8M
基础13：1.0(cD)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.4T[1]
基础14：1.0(cD)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.4T[2]
基础15：1.0(cD)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.4T[3]
基础16：1.0(cD)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.4T[4]
基础17：1.0(cD)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.8M+1.05T[1]
基础18：1.0(cD)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.8M+1.05T[2]
基础19：1.0(cD)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.8M+1.05T[3]
基础20：1.0(cD)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.8M+1.05T[4]
频遇21：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0T[1]
频遇22：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0T[2]
频遇23：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0T[3]
频遇24：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0T[4]
频遇25：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+0.7/(1+mu)M
频遇26：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+0.7/(1+mu)M+1.0T[1]
频遇27：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+0.7/(1+mu)M+1.0T[2]
频遇28：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+0.7/(1+mu)M+1.0T[3]
频遇29：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+0.7/(1+mu)M+1.0T[4]
准永久30：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0T[1]
准永久31：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0T[2]
准永久32：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0T[3]
准永久33：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0T[4]
准永久34：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+0.4/(1+mu)M
准永久35：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+0.4/(1+mu)M+1.0T[1]
准永久36：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+0.4/(1+mu)M+1.0T[2]
准永久37：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+0.4/(1+mu)M+1.0T[3]
准永久38：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+0.4/(1+mu)M+1.0T[4]
标准39：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0M
标准40：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0M+1.0T[1]
标准41：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0M+1.0T[2]
标准42：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0M+1.0T[3]
标准43：1.0(cD)+1.0(cTP)+1.0(cTS)+1.0(cCR)+1.0(cSH)+1.0M+1.0T[4]

三、内力图

3.1 内力图

图表 2 内力图结果图形 1

图表 3 内力图结果图形 2

图表 4 内力图结果图形 3

图表 5 内力图结果图形 4

图表 6 内力图结果图形 5

图表 7 内力图结果图形 6

图表 8 内力图结果图形 7

四、持久情况承载能力极限状态验算结果

4.1 截面受压区高度

表格 8 截面受压区高度相对界限受压区高度ξb
钢筋种类
C50及以下
C55/C60
C65/C70
C75/C80
R235
0.62
0.60
0.58
-
HRB335
0.56
0.54
0.52
-
HRB400/KL400
0.53
0.51
0.49
-
钢绞线、钢丝
0.40
0.38
0.36
0.35
精轧螺纹钢筋
0.40
0.38
0.36
-

4.2 正截面抗弯承载能力验算

图表 9 正截面抗弯承载能力验算结果图形

结论：
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-）第5.1.5条验算，结构关键性系数*作用效应组合设计最大值均小于等于构件承载力设计值，满足规范要求。

4.3 斜截面抗剪承载能力验算

图表 10 斜截面抗剪承载能力验算结果图形

结论：
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-）第5.1.5条验算，结构关键性系数*作用效应组合设计最大值存在大于构件承载力设计值，不满足规范要求。
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-）第5.2.9条进行抗剪截面验算，不满足规范要求。

4.4 抗扭承载能力验算

图表 11 抗扭承载能力验算——T结果图形

图表 12 抗扭承载能力验算——V结果图形

结论：
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-）第5.1.5-1条验算，结构关键性系数*作用效应组合设计最大值存在大于构件承载力设计值，不满足规范要求。
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-）第5.5.3条进行抗扭截面验算，不满足规范要求。

4.5 支反力计算

表格 9 支反力计算结果表格
节点
FX(kN)
FY(kN)
FZ(kN)
MX(kN·m)
MY(kN·m)
MZ(kN·m)
106
-146.199
-3.947
1038.756
0.000
0.000
0.000
107
60.410
-3.708
1039.019
0.000
0.000
0.000
108
-95.403
-2.269
1115.539
0.000
0.000
0.000
109
60.417
-1.850
1117.957
0.000
0.000
0.000
110
-75.842
-27.583
1410.009
0.000
0.000
0.000
111
60.416
27.598
1410.239
0.000
0.000
0.000
112
-68.442
1.850
1578.234
0.000
0.000
0.000
113
60.417
2.268
1575.970
0.000
0.000
0.000
114
-67.472
3.708
1691.537
0.000
0.000
0.000
115
60.410
4.030
1686.782
0.000
0.000
0.000

五、持久情况正常使用极限状态验算结果

5.1 结构正截面抗裂验算

对于部分预应力A类构件，在作用（荷载）短期效应组合下，应符合下列条件：

但在荷载长久效应组合下：

图表 13 结构正截面抗裂验算短期效应组合结果图形

图表 14 结构正截面抗裂验算长久效应组合结果图形

结论：
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-）第6.3.1-1条验算: 短期效应组合满足规范要求。
长久效应组合不满足规范要求。

5.2 结构斜截面抗裂验算

对于A类和B类部分预应力混凝土构件，在作用（荷载）短期效应组合下，应符合下列条件：
预制构件：
现场浇筑（包含预制拼装）构件：

图表 15 结构斜截面抗裂验算结果图形

结论：
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-）第6.3.1-2条验算:满足规范要求。

六、持久情况构件应力验算结果

6.1 正截面混凝土法向压应力验算

按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-）第7.1.5-1条，荷载取其标准值，汽车荷载考虑冲击系数。
受压区混凝土最大压应力：
未开裂构件：
许可开裂构件：

图表 16 正截面混凝土法向压应力验算结果图形

结论：
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-）第7.1.5条验算:满足规范要求。

6.2 正截面受拉区钢筋拉应力验算

按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-）第7.1.5-2条，荷载取其标准值，汽车荷载考虑冲击系数。
受拉区预应力钢筋最大拉应力：
1）对钢绞线、钢丝
未开裂构件：
许可开裂构件：
2）对精轧螺纹钢筋
未开裂构件：
许可开裂构件:

结论：
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-）第7.1.5-2条验算:满足规范要求。

6.3 斜截面混凝土主压应力验算

按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-）第7.1.6条，混凝土主压应力应符合下式要求：

图表 17 斜截面混凝土主压应力验算结果图形

结论：
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-）第7.1.6条验算：满足规范要求。

七、短暂情况构件应力验算结果

7.1 短暂情况构件应力验算

按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-）第7.2.8条，截面边缘混凝土法向压应力应符合下式要求：

图表 18 短暂情况构件应力验算结果图形

结论：
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-）第7.2.8条验算：不满足规范要求。