m蓋板涵結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)Word版

1、1.5米凈跨徑蓋板涵結(jié)構(gòu)計(jì)算1 蓋板計(jì)算1.1設(shè)計(jì)資料 汽車荷載等級(jí)：公路-級(jí)； 環(huán)境類別：類環(huán)境； 凈跨徑：L0=1.5m； 單側(cè)擱置長(zhǎng)度：0.20m； 計(jì)算跨徑：L=1.7m； 填土高：H=0.8m； 蓋板板端厚d1=20cm；蓋板板中厚d2=20cm；蓋板寬b=0.50m；保護(hù)層厚度c=3cm； 混凝土強(qiáng)度等級(jí)為B350； 軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)cd=13.8Mpa； 軸心抗拉強(qiáng)度f(wàn)td=1.39Mpa； 主拉鋼筋等級(jí)為HRB335； 抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsd=280Mpa； 主筋直徑為18mm，外徑為18mm，共5根，選用鋼筋總面積As=3.14x0.0092x5=0.001272m2 蓋板容重1

2、=0.2x0.5x1.9x2.62x9.8=4.88kN/m3； 土容重2=3.60kN/m3 根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D61-2005)中7.0.6關(guān)于涵洞結(jié)構(gòu)的計(jì)算假定：蓋板按兩端簡(jiǎn)支的板計(jì)算，可不考慮涵臺(tái)傳來(lái)的水平力1 / 191.2外力計(jì)算1) 永久作用 (1) 豎向土壓力 q=2·H·b=3.6×0.8×0.50=1.44kN/m (2) 蓋板自重 g=1·(d1+d2)·b/2/100=4.88×(20+20)×0.5/2 /100=0.5kN/m2) 由車輛荷載引起的垂直壓力（可變作用） 根

3、據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004)中4.3.4的規(guī)定： 計(jì)算涵洞頂上車輛荷載引起的豎向土壓力時(shí)，車輪按其著地面積的邊緣向下做30°角分布。當(dāng)幾個(gè)車輪的壓力擴(kuò)散線相重疊時(shí)，擴(kuò)散面積以最外面的擴(kuò)散線為準(zhǔn) 根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004)中4.3.1關(guān)于車輛荷載的規(guī)定： 車輛荷載順板跨長(zhǎng) La=1.6+2·H·tan30=1.6+2×0.8×0.577=2.52m 車輛荷載垂直板跨長(zhǎng) Lb=5.5+2·H·tan30=5.5+2×0.8×0.577=6.42m 車輪重 P=5

4、88kN 車輪重壓強(qiáng)L p=P/La/Lb=560/2.52/6.42=36.34kN/m21.3內(nèi)力計(jì)算及荷載組合1) 由永久作用引起的內(nèi)力 跨中彎矩 M1=(q+g)·L2/8=(1.44+0.5)×1.72/8=0.70kNm 邊墻內(nèi)側(cè)邊緣處剪力 V1=(q+g)·L0/2=(1.44+0.5)×1.5/2=1.46kN2) 由車輛荷載引起的內(nèi)力 跨中彎矩 M2=p·La·(L-La/2)·b/4=36.34×2.52×(1.7-2.52/2)×0.50/4=5.04kNm 邊墻內(nèi)側(cè)邊緣處

5、剪力 V2=p·La·b·(L0-La/2)/L0)=36.34×2.52×0.50×(1.5-2.52/2)/1.5=7.33kN3) 作用效應(yīng)組合 根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004)中4.1.6關(guān)于作用效應(yīng)組合的規(guī)定： 跨中彎矩 0Md=0.9(1.2M1+1.4M2) =0.9×(1.2×0.7+1.4×5.04)=7.11kNm 邊墻內(nèi)側(cè)邊緣處剪力 0Vd=0.9(1.2V1+1.4V2) =0.9×(1.2×1.46+1.4×7.33)=10.81

6、kN1.4持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 截面有效高度 h0=d1-c-2.2/2=20-3-1.100=0.159m1) 砼受壓區(qū)高度 x=fsd·As/fcd/b=280×0.001272/13.8/0.50=0.052m 根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004)中5.2.1關(guān)于相對(duì)界限受壓區(qū)高度b的規(guī)定: HRB335鋼筋的相對(duì)界限受壓區(qū)高度b=0.56。 xb·h0=0.56×0.159=0.089m 砼受壓區(qū)高度滿足規(guī)范要求2) 最小配筋率 根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004)中

7、9.1.12關(guān)于受彎構(gòu)件最小配筋百分率的規(guī)定: P=100·As/b/h0=1.6，不小于45ftd/fsd=0.22,同時(shí)不小于0.2 主筋配筋率滿足規(guī)范要求3) 正截面抗彎承載力驗(yàn)算 根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004)中5.2.2關(guān)于受彎構(gòu)件正截面抗彎承載力計(jì)算的規(guī)定: fcd·b·x(h0-x/2)=13.8×1000×0.50×0.052(0.159-0.052/2) =47.72kNm0Md=7.11kNm正截面抗彎承載力滿足規(guī)范要求4) 斜截面抗剪承載力驗(yàn)算 根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力

8、混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004)中5.2.9關(guān)于抗剪截面驗(yàn)算的規(guī)定: 0.51×10-3·fcu,k0.5·b·h0=0.51×10-3×300.5×500×159 =222.074kN0Vd=10.81kN 抗剪截面滿足規(guī)范要求。 根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004)中5.2.10關(guān)于受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力驗(yàn)算的規(guī)定: 對(duì)于板式受彎構(gòu)件，公式可乘以1.25提高系數(shù) 1.25×0.5×10-3·2·ftd·b

9、83;h0=1.25×0.0005×1×1.39×0.50×1000×0.159×1000 =69.07kN0Vd=10.81kN 可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力的驗(yàn)算，只需按照公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004)中9.3.13構(gòu)造要求配置箍筋箍筋間距為20cm，滿足規(guī)范要求。1.5裂縫寬度計(jì)算 根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004)中6.4關(guān)于裂縫寬度驗(yàn)算的規(guī)定: 環(huán)境類別為類環(huán)境，對(duì)于鋼筋混凝土構(gòu)件，最大裂縫寬度不應(yīng)超過(guò)0.20mm 作用短期效應(yīng)組合 Ms=1.

10、0M1+0.7M2 =1.0×0.7+0.7×5.04=4.23kNm 作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合 Mi=1.0M1+0.4M2 =1.0×0.7+0.4×5.04=2.72kNm 受拉鋼筋的應(yīng)力 ss=Ms/0.87/As/h0=4.23/0.87/0.001272/0.159=24.04Mpa 作用長(zhǎng)期效應(yīng)影響系數(shù) C2=1+0.5Mi/Ms=1+0.5×2.72/4.23=1.32 裂縫寬度 Wfk=C1·C2·C3·ss·(20+d)/Es/(0.28+10·) =1×1.32×

11、;1.15×24.04×(20+13)/2.00×105/(0.28+10×0.016) =0.025mm0.20mm 裂縫寬度滿足規(guī)范要求2.臺(tái)身及基礎(chǔ)計(jì)算2.1設(shè)計(jì)資料 基礎(chǔ)為整體式，基礎(chǔ)襟邊C1=0.05m，臺(tái)身寬C2=0.40m，基礎(chǔ)寬C3=2.40m 背墻寬C4=0.20m，搭接寬度C5=0.20m，基礎(chǔ)高度為0.20m 涵洞凈高H0=1.50m，計(jì)算高度H1=1.60m，基礎(chǔ)頂深H2=2.50m 臺(tái)身容重=21.5kN/m3，基礎(chǔ)容重為21.5kN/m3， 臺(tái)身軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)cd=4.23Mpa，臺(tái)身彎曲抗拉強(qiáng)度f(wàn)tmd=0.45Mpa，臺(tái)身

12、直接抗剪強(qiáng)度f(wàn)vd=1.08Mpa 地基承載力容許值為250kPa，回填土的內(nèi)摩擦角為30° 將臺(tái)身簡(jiǎn)化為上端鉸支、下端固結(jié)模型，取臺(tái)寬b=0.49m進(jìn)行計(jì)算2.2臺(tái)身驗(yàn)算1) 水平力 車輛荷載等代土層厚 破壞棱體長(zhǎng)度l0=(H1+d1/2+H)*tan(45°-30°/2)=1.50m計(jì)算長(zhǎng)度B=14m板總自重 G=21.5KN/m3×5.32m3=114.38KN =114.38/14/1.5/3.6=1.51m 土的側(cè)壓力系數(shù) =tan2(45°-30°/2)=0.3333 q1=(H+h+d1/2)·b·&

13、#183; =(1.7+1.51+0.10)×0.49×0.3333×3.6=1.94kN/m q2=(H+h+H0+d1/2)·b·· =(0.8+1.51+1.5+0.10)×0.49×0.3333×3.6=2.30kN/m A端處彎矩 =-0.12kNm A端處剪力 =2.31kN 最大彎矩位置x0的計(jì)算 =0.212kN/m =1.06m 最大彎矩計(jì)算 =1.08kNm2) 豎向力 當(dāng)x0=1.06m時(shí)，臺(tái)身y-y截面上的豎向力、偏心矩及彎矩名稱豎向力(kN)偏心矩e(m)彎矩(kNm)P190.

14、28-0.10-9.03P221.340.102.13P30.620.100.06P42.640.000.00P114.88M=-6.843) 截面驗(yàn)算 作用效應(yīng)組合 0Md=0.9×(1.2×M+1.4×Mmax)=-6.03kNm 0Nd=0.9×1.2×P=124.07kN 0Vd=0.9×1.4×QA=2.92kN 偏心矩e e=0Md/0Nd=-0.05m (1) 偏心受壓承載力驗(yàn)算 現(xiàn)根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D61-2005)中條文4.0.6、4.0.7計(jì)算偏心受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù) 彎曲平面內(nèi)的截面回

15、旋半徑 ix=0.289×b=0.2861 iy=0.289×C2=0.1156 構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比，其中長(zhǎng)細(xì)比修正系數(shù)取1.3，構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度l0取0.7H1=1.12m =3.60 =0.12 x方向和y方向偏心受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù)，其中m取8.0，a取0.002 =0.9161 =1.0037 砌體偏心受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù) =0.9192 構(gòu)件截面面積 A=C2*b=0.396m2 由公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D61-2005)中條文4.0.9中關(guān)于偏心矩e的規(guī)定，現(xiàn)偏心矩e=-0.071m，小于等于0.6×0.5×C2=0.24m，所以現(xiàn)根據(jù)公路圬

16、工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D61-2005)中條文4.0.5驗(yàn)算偏心受壓承載力 =1539.73kN 0Nd=124.07kN 偏心受壓承載力滿足要求 (2) 正截面受彎承載力驗(yàn)算 構(gòu)件受拉邊緣的彈性抵抗矩 W=b·C22/6=0.0264 現(xiàn)根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D61-2005)中條文4.0.12計(jì)算正截面受彎承載力 W·ftmd=11.88kNm 0Md=-6.03kNm 正截面受彎承載力滿足要求 (3) 直接受剪承載力驗(yàn)算 現(xiàn)根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D61-2005)中條文4.0.13計(jì)算直接受剪承載力，其中f=0.7，Nk=225.56kN =113.21kN 0Vd=2.92kN 直接受剪承載力滿足要求2.3基底應(yīng)力驗(yàn)算 基礎(chǔ)底面上的豎向力、偏心矩及彎矩見(jiàn)下表，其中P9汽是由車輛荷載所產(chǎn)生的蓋板支點(diǎn)反力，豎向力及彎矩進(jìn)行作用短期效應(yīng)組合名稱分項(xiàng)系數(shù)豎向力(kN)偏心矩e(m)彎矩(kNm)P11.0