02-PSC设计验算说明(铁路)

MIDAS/Civil技术资料——PSC设计验算说明(TB10002.3-2005)（TB10002.3-2005）北京迈达斯技术有限公司2007年7月北京迈达斯技术有限公司MIDAS/Civil技术资料——PSC设计验算说明(TB10002.3-2005)北京迈达斯技术有限公司MIDAS/CivilPSC设计验算功能说明一.程序给出的验算结果..........................................................................................................1二.铁路PSC设计使用方法......................................................................................................1三.程序验算结果说明及与规范中相应条文的对应关系....................................................21、预应力度验算：（对应规范6.1.3）...........................................................................22、正截面抗弯验算：（对应规范6.2.2~6.2.3）...........................................................33、斜截面抗剪验算：（对应规范6.2.4，附录C.0.2）.................................................44、运营阶段正截面抗裂验算：（对应规范6.3.9（第1条）和规范6.3.11）..............45、运营阶段斜截面抗裂验算：（对应规范6.3.9第2条，6.3.12）..............................56、运营阶段混凝土压应力验算：（对应规范6.3.10）.................................................67、运营阶段预应力钢筋拉应力验算：（对应规范6.3.13）.........................................78、运营阶段预应力钢筋应力幅验算：（对应规范6.3.14）.........................................79、运营阶段混凝土剪应力验算：...................................................................................810、运营阶段裂缝宽度验算：（对应规范6.3.18）.......................................................811、传力锚固阶段预应力钢筋锚下控制应力验算：（对应规范6.4.3）......................912、传力锚固阶段混凝土法向应力验算：（对应规范6.4.4）.....................................913、正截面抗压强度验算：（对应规范6.2.5，6.2.6）.............................................1014、正截面抗拉强度验算：（对应规范6.2.1，6.2.7）.............................................10四、铁路PSC设计验算时错误信息说明................................................................................11五、铁路PSC设计其它相关说明............................................................................................12MIDAS/Civil技术资料——PSC设计验算说明(TB10002.3-2005)MIDAS/CivilPSC设计验算功能说明(TB10002.3-2005)一.程序给出的验算结果针对铁路规范TB10002.3-2005规定的验算内容程序分别针对预应力混凝土结构提供PSC梁设计和PSC柱设计。根据所选结构类型不同，进行的结构设计内容也不同，具体的设计内容如下图所示——图1铁路PSC设计参数二.铁路PSC设计使用方法进行PSC结构（预应力混凝土结构）设计验算时，需按如下步骤操作：1.建立施工阶段模型，混凝土和预应力钢筋材料选择TB10002.3-2005规范中对应材料。（如果不建立施工阶段模型则预加应力阶段的验算项程序不予验算）2.运行分析，在后处理定义铁路荷载组合，可以采用程序自动生成荷载组合，也可以用户手动在混凝土设计栏内定义荷载组合，注意铁路荷载组合类型的选择。（铁路荷载组合类型：主力组合，主力+附加力组合，主力+特殊荷载组合）1北京迈达斯技术有限公司MIDAS/Civil技术资料——PSC设计验算说明(TB10002.3-2005)3.在设计〉PSC设计栏内，定义PSC设计参数，指定psc结构验算类型、验算内容；4.定义PSC设计材料，注意混凝土和普通钢筋的材料类型必须选择TB10002.3-2005规范对应材料；5.定义PSC设计截面位置，针对哪些位置进行结构验算，如果不定义，程序默认对所有单元进行PSC设计；6.定义PSC设计计算书输出内容，定义在PSC计算书中输出详细验算过程的单元号和位置；7.如果要考虑普通钢筋作用，需要在设计〉RC设计〉RC设计截面钢筋中定义设计用截面钢筋。（PSC梁截面钢筋必须在前处理定义，在后处理的设计截面钢筋中可以修改，PSC柱截面钢筋只能在RC设计截面钢筋中定义和修改）8.如果是PSC柱构件，在设计〉一般设计参数中定义验算单元的自由长度和计算长度系数，用于计算柱构件的计算长度；9.然后分别执行PSC梁设计和PSC柱设计；10.计算设计结果表格的查看：设计〉PSC设计〉PSC设计结果表格，PSC柱的设计结果表格；11.查看详细的计算书：设计〉PSC设计〉输出PSC设计计算书。12.查看设计结果图形：设计〉PSC设计〉PSC设计结果图形。三.程序验算结果说明及与规范中相应条文的对应关系1、预应力度验算：（对应规范6.1.3）-分别计算成桥状态下预应力和其他荷载引起的截面应力，并比较相同位置预应力引起的截面应力cσ与其他荷载引起的截面应力σ，当7.0−≤σσc时，表明结构的预应力满足要求，足以抵抗外荷载的作用；-混凝土应力压为正；-因为预应力的效应是抵抗外荷载作用，因此预应力的效应应该和外荷载效应相反是昀理想的状态，所以预应力度的验算标准在考虑应力的矢量性后修改为，7.0−≤=σσλc；-单元、位置表示验算单元的编号和验算位置，即单元的i、j端；-组合名称表示计算得到昀不利预应力度结果时对应的荷载组合名称；-表格中“类型”项表示所属荷载组合中(包含移动荷载)显示的内力项昀大时，会产生所需的昀大昀小值。(当有移动荷载、支座沉降组分析时，程序计算了所有荷载工2北京迈达斯技术有限公司MIDAS/Civil技术资料——PSC设计验算说明(TB10002.3-2005)况的6项内力及每项内力的昀大昀小两项，即对每一种荷载工况计算6*2=12次，表格中的结果采用的是同时发生的内力计算的。)-验算表示计算结果与容许值进行比较，如果满足要求显示“OK”，如果不满足要求显示“NG”，且该行计算结果以红色显示；-λ_TL、λ_TR、λ_BR、λ_BL、λ_T、λ_B分别表示截面的应力输出点1~4、截面中心顶部和截面中心底部的预应力度计算结果；λ_max表示以上6个应力输出点计算得到昀大预应力度结果，与预应力度容许值[λ]进行比较。-此项验算适用于PSC梁和PSC柱；2、正截面抗弯验算：（对应规范6.2.2~6.2.3）-矩形截面和翼缘位于受拉边的T形截面受弯构件，按规范公式（6.2.2-1）计算抗弯承载力，()(''''''200ssspoppacahAfahAxhbxfKM−+−+⎟⎠⎞⎜⎝⎛−≤σ)，其中M为荷载组合下的弯矩设计值，如果M为正，则程序计算得到的Mn为是该位置正弯矩承载力；如果设计弯矩M为负值，则程序计算得到的Mn为该位置负弯矩承载力；-对于翼缘位于受压区的T形或工形截面受弯构件，正截面抗弯强度应分两种情况计算，首先如果截面满足规范公式（6.2.3-1）''''''ffcssppasspphbfAfAAfAf≤−−+σ，则按宽度为bf’的矩形截面计算；否则按T形截面计算抗弯强度，满足规范公式（6.2.3-2）的要求，()()'''2'''2000sppafffcahAhhhbbxhbxfKM−+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−−+⎟⎠⎞⎜⎝⎛−≤σ-'paσ表示预应力钢筋在混凝土受压破坏时的钢筋应力，这里取预应力钢筋的抗压计算强度，按照规范表3.2.3取值；与规范规定的'pf'''11pcpppanfσσσ−−=计算方法有所不同；-K表示正截面抗弯强度安全系数，按规范表6.1.5采用，主力组合下取K=2，主力+附加力组合下取K=1.8；3北京迈达斯技术有限公司MIDAS/Civil技术资料——PSC设计验算说明(TB10002.3-2005)-此项验算仅适用于PSC梁；-其他表格内容含义见验算内容1的解释。3、斜截面抗剪验算：（对应规范6.2.4，附录C.0.2）-按照规范中附录C.0.2计算斜截面抗剪强度，斜截面抗剪强度由两部分组成，一是混凝土与箍筋共同提供的剪力Vcv，一是由弯起预应力钢筋所提供的剪力Vb；-K表示斜截面抗剪强度安全系数，按规范表6.1.5采用，主力组合下取K=2，主力+附加力组合下取K=1.8；-截面箍筋数据在截面钢筋的抗剪钢筋中读取；如果没有定义抗剪钢筋，则程序读取的箍筋面积为0，得到的Vcv=0；-对于数值型截面必须指定剪切验算位置，剪切验算位置要确保位于截面内部，则程序可以自动计算抗剪用腹板厚度，如果没有指定剪切验算位置，程序读取的抗剪用腹板厚度b=0；-P表示受拉区纵向钢筋的配筋率，当P3.5时，取P=3.5；-此项验算仅适用于PSC梁；-其他表格内容含义见验算内容1的解释。4、运营阶段正截面抗裂验算：（对应规范6.3.9（第1条）和规范6.3.11）-对于不允许出现拉应力的构件，正截面抗裂按照规范公式（6.3.9-2）计算——4北京迈达斯技术有限公司MIDAS/Civil技术资料——PSC设计验算说明(TB10002.3-2005)ctcffKγσσ+≤，同时需满足规范公式（6.3.11-1）的要求——0≤ctσ；-对于运行出现拉应力但不允许开裂的构件，正截面抗裂需满足规范公式（6.3.11-2）的要求——ctctf7.0≤σ；-正截面抗裂验算计算时，荷载引起的截面正应力σ按照规范6.3.6第一条的规定计算，zzzyyyIyMIzMAN⋅±⋅±−=σ-预应力引起的截面应力cσ按扣除所有预应力损失后的钢筋有效应力计算；-Kf为抗裂安全系数，按照规范表6.1.5采用，主力组合和主力+附加力组合下的抗裂安全系数均为1.2；-γ为考虑混凝土塑性的修正系数，对于轴心受拉、小偏心受拉和小偏心受压构件取1=γ，对于其他构件需要按规范公式（6.3.9-3）计算——002WS=γ；-对于PSC柱设计时，构件受力类型不同，抗裂验算的方法也不同，因此需要先根据设计内力和截面配筋情况判断构件的受力类型，然后根据受力类型绝对γ的计算方法；-此项验算适用于PSC梁和PSC柱；-其他表格内容含义见验算内容1的解释。5、运营阶段斜截面抗裂验算：（对应规范6.3.9第2条，6.3.12）-对于不允许出现拉应力构件，斜截面抗裂需同时满足规范公式（6.3.9-