結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)—先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土疊合式起重機(jī)軌道梁設(shè)計(jì)任務(wù)書

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土疊合式起重機(jī)軌道梁設(shè)計(jì)任務(wù)書一.設(shè)計(jì)課題先張法預(yù)應(yīng)力混凝土疊合式起重機(jī)軌道（五跨）連續(xù)梁二.設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)1結(jié)構(gòu)型式 某河港高樁板梁式碼頭，下部樁基為600×600mm2預(yù)應(yīng)力混凝土方樁，上部結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆橫梁、非預(yù)應(yīng)力預(yù)制縱梁、預(yù)應(yīng)力混凝土疊合式起重機(jī)軌道梁、非預(yù)應(yīng)力疊合式面板。 橫梁上部寬度400mm，橫梁下部寬度900mm，軌道梁簡支時(shí)擱置長度250mm。軌道梁為預(yù)應(yīng)力芯棒疊合梁結(jié)構(gòu)，芯棒高度取梁寬500,高度。鋼筋混凝土疊合式面板的厚度：預(yù)制部分厚200 mm，現(xiàn)澆部分150 mm。磨耗層厚50 mm（素混凝土）。排架間距7.4m 碼頭

2、斷面圖如下2荷載標(biāo)準(zhǔn)值施工期：均布荷載： q=4.0(kPa)使用期： 均布荷載（堆貨荷載：20(kPa)2門機(jī)兩臺(tái)Mh-5-25門座式起重機(jī)同時(shí)作業(yè)，工作狀態(tài)下的支腿最大豎向荷載，軌距10.5m，支腿縱向距離10.5m，按吊臂位置在狀態(tài)下的輪壓，在狀態(tài)下的輪壓 。（學(xué)號尾數(shù)為單號）國產(chǎn)門座式起重機(jī)荷載代號Mh-4-25標(biāo)準(zhǔn)值 表1最大起重量（t）最大幅度（m）自重（t）軌距（m）支腿縱距（m）荷載P（kN）兩機(jī)最小距離（m）荷載計(jì)算圖式163024010.510.52501.5 3材料（1）混凝土混凝土強(qiáng)度等級：預(yù)應(yīng)力芯棒C40，預(yù)制梁疊合加高部分采用C30級，現(xiàn)澆梁頂部分C25級

3、。性能指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值 設(shè)計(jì)值 彈性模量混凝土強(qiáng)度等級fckftkfcftEc預(yù)應(yīng)力芯棒C40 27.02.4519.51.803.25×104疊合加高部分C3020.02.0015.01.503.00×104現(xiàn)澆梁頂部分C25 17.01.7512.51.302.80×104（2）鋼筋：預(yù)應(yīng)力鋼筋：冷拉級；非預(yù)應(yīng)力鋼筋：級；構(gòu)造鋼筋：級鋼筋種類標(biāo)準(zhǔn)值（Mpa）設(shè)計(jì)值（Mpa）彈性模量fyk(fpyk)fy(fpy)fy(fpy)Es預(yù)應(yīng)力鋼筋 冷拉級 5004203601.8×105非預(yù)應(yīng)力鋼筋 級 3353103102.0×105構(gòu)造鋼筋 級 2

4、352102102.1 ×105（3）鋼筋混凝土重度25kN/m3。4采用規(guī)范：1）港口工程荷載規(guī)范（JTJ215-98）2）港口工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ267-98)三，梁的計(jì)算1施工期間：縱梁作為簡支梁搭接在橫梁上計(jì)算跨度剪力計(jì)算：彎矩計(jì)算：取較小值得 其中軌道梁承受的總自重及其設(shè)計(jì)值其中施工均布荷載產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)值及設(shè)計(jì)值其中內(nèi)力計(jì)算簡支梁跨中彎矩設(shè)計(jì)值和剪力計(jì)算設(shè)計(jì)值：2使用期間計(jì)算跨度彎矩計(jì)算：剪力計(jì)算：剪力計(jì)算（）截面A板和梁的自重產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值均布荷載產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值門機(jī)產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值單門機(jī)：雙門機(jī)：取較大值所以截面B截面B左側(cè)板和梁的自重產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值均布

5、荷載產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值門機(jī)產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值單門機(jī)：雙門機(jī)：取較大值所以截面B右側(cè)板和梁的自重產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值均布荷載產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值門機(jī)產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值單門機(jī)：雙門機(jī)：取較大值所以彎矩計(jì)算截面2板和梁的自重產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值均布荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值門機(jī)產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值單門機(jī)：雙門機(jī)：取較大值所以截面5板和梁的自重產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值均布荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值門機(jī)產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值單門機(jī)：雙門機(jī)：取較大值所以截面8板和梁的自重產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值均布荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值門機(jī)產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值單門機(jī)：雙門機(jī)：取較大值所以截面10板和梁的自重產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值均布荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值門機(jī)產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值單門機(jī)：雙門機(jī)：

6、取較大值所以截面12板和梁的自重產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值均布荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值門機(jī)產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值單門機(jī)：雙門機(jī)：取較大值所以截面15板和梁的自重產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值均布荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值門機(jī)產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值單門機(jī)：雙門機(jī)：取較大值所以計(jì)算截面的彎矩設(shè)計(jì)值（）支座截面剪力設(shè)計(jì)值（）258101215由自重荷載產(chǎn)生的內(nèi)力163.79201.34-116.80-292.82-55.6291.49153.16-234.89204.23由均布荷載產(chǎn)生的內(nèi)力96.98110.34-59.11-201.23-69.87110.2687.26-120.83116.59由門機(jī)產(chǎn)生的內(nèi)力單門機(jī)853.97895.35-

7、645.94-1137.44-846.131349.61879.50-1026.1998.48雙門機(jī)767.791042.30-588.74-1056.76-575.451230.63755.07-900.5998.75最大值853.971042.30-645.94-1137.44-846.131349.61879.50-1026.1998.75總的不利內(nèi)力1051.611295.72-813.12-1571.12-950.661518.281062.40-1299.301242.75三、承載能力極限狀態(tài)計(jì)算1疊合梁正截面承載能力計(jì)算（先畫出軌道梁的斷面）1）短暫狀況（施工期梁為簡支）短暫期（

8、施工期）混凝土：考慮到場地的周轉(zhuǎn),軌道梁混凝土強(qiáng)度按照設(shè)計(jì)值75%計(jì)算，因此C30取為C20.。鋼筋：預(yù)應(yīng)力鋼筋采用冷拉級非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用熱軋級保護(hù)層厚度按照按JTJ267-98第條取75mm 配筋：按施工時(shí)跨中彎矩（自重+均載） 2）持久狀況（使用期梁為五跨剛性支撐連續(xù)梁）原材料：混凝土強(qiáng)度C25，fc=12.5Mpa ; C30，fc=15.0MPa ; C40，fc=19.5MPa 鋼筋：冷拉鋼筋： fy=420MPa 級鋼筋：fy=310MPa保護(hù)層厚度按照按JTJ267-98第條取75mm配筋:第二跨跨中處 實(shí)配5 25 220（3082）第二跨支座處 實(shí)配428 222（3223）

9、疊合梁斜截面承載力計(jì)算： A支座處 混凝土按照C30 計(jì)算因?yàn)?所以受剪面尺寸符合要求。其中混凝土受剪承載力所以需要另配箍筋，h=1820mm,查條規(guī)定得 取s=150mm箍筋采用級鋼筋10 四肢所以無需再彎筋。B支座B支座左邊受剪面尺寸符合要求。由上知按照支座A處同樣配置箍筋可以滿足受剪承載力要求。B支座右邊按照支座A處同樣配置箍筋可以滿足受剪承載力要求。四、短暫狀況（施工期）正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算1計(jì)算截面的幾何特征1）預(yù)應(yīng)力芯棒的幾何特征（列表計(jì)算）芯棒斷面：混凝土： 預(yù)應(yīng)力鋼筋（級鋼筋）：5 25 :325 1473 225 9825 25合力點(diǎn)非預(yù)應(yīng)力鋼筋（級鋼筋）220 628鋼筋與

10、混凝土彈性模量比值：預(yù)應(yīng)力：非預(yù)應(yīng)力：換算面積形心至下邊緣距離：換算面積形心至上邊緣距離：換算面積至芯棒下邊緣慣性矩：截面系數(shù)：編號換算為混凝土的面積A0面積形心至計(jì)算邊的距離，a面積距Si=A0a形心至計(jì)算軸距離yiA0yi2慣性距Ii=bh3/121250000275687500007.37096813582793.97520833333325057.327513907587.370968274769.055937585.9587.5663770.6180.12924613728442851.1287.5249473180.12992508773.86265494.471054001556

11、0836954預(yù)制部分?jǐn)嗝鎺缀翁卣鳎斜碛?jì)算）混凝土近似按疊合部分C30算鋼筋與混凝土彈性模量比值：預(yù)應(yīng)力：非預(yù)應(yīng)力：換算面積形心至下邊緣距離：換算面積形心至上邊緣距離：換算面積至芯棒下邊緣慣性矩I截面系數(shù)：編號換算為混凝土的面積A0面積形心至計(jì)算邊的距離，a面積距Si=A0a形心至計(jì)算軸距離yiA0yi2慣性距Ii=bh3/12180000080064000000071.562755121.2270041.70667E+112800001500120000000628.4373789866.75763400001333.33353333333461.7706639696.2185449102

12、751350250596.56271423548.4535736587.5644437.5784.06273073771.9763560.7687.5311566.5784.06273688526.364935835.88156395871.70676E+113）整梁全斷面幾何特征值（列表計(jì)算）混凝土近似采用C30計(jì)算鋼筋：梁頂負(fù)彎矩配筋428（2463）+222（760）換算面積形心至下邊緣距離：換算面積形心至上邊緣距離：換算面積至芯棒下邊緣慣性矩I截面系數(shù)：編號換算為混凝土的面積A0面積形心至計(jì)算邊的距離，a面積距Si=A0a形心至計(jì)算軸距離yiA0yi2慣性距Ii=bh3/12191000091082810000063.208536357363122.5119E+112800001500120000000526.7915222007426543400001333.33353333333360.1248518759578844910