等截面雙鉸圓拱內(nèi)力計(jì)算

1、1.拱圈結(jié)構(gòu)計(jì)算（1）拱圈幾何尺寸計(jì)算B洞身凈寬（m）3.8L0凈跨徑（m）-即洞身凈寬3.8d拱圈厚度（m)0.6f0拱圈凈矢高（m）1.9R0拱圈內(nèi)半徑(m)1.9半圓心角-弧度制1.570796L計(jì)算跨徑（m)4.41f計(jì)算矢高（m)2.26.12574E-17計(jì)算矢跨比f/L0.5h外拱圈拱腳至拱頂?shù)拇怪备叨龋╩）2.5（2）拱圈荷載計(jì)算Hd拱頂至填土頂面的最大填土高度（m）11填土容重(kN/m3)20填土內(nèi)摩察角（）281拱背填料容重(kN/m3)242拱圈容重(kN/m3)25Ks填土垂直土壓力系數(shù)Hd/B1=11/6.3=1.75 上埋式，查表5-11.41）q1作用于拱圈的垂

2、直均布土壓力(kN/m)369.62）q2作用于拱圈的水平均布荷載(kN/m)95.312840.6008606193）q3作用于拱圈的水平三角形荷載(kN/m)21.66201計(jì)算系數(shù)查表8-20.053654）W1作用于拱背的填料重力(kN)29.91352計(jì)算系數(shù)查表8-20.78545）W拱圈自重力(kN)54.42822（3）拱圈內(nèi)力計(jì)算拱圈內(nèi)力計(jì)算表荷載類型及數(shù)值內(nèi)力名稱系數(shù)內(nèi)力值q1垂直均布荷載(kN/m)VA0.5813.12369.6 HA、NC0.21221345.1043904MC0.0189135.2381184W1拱背填料重力(kN)VA129.913523229.9

3、135232 HA、NC0.230266.887887852MC-0.00344-0.452771087q2均布水平荷載(kN/m)VA0095.31283964 HA-0.42441-88.993789NC120.6944582MC-0.03779-34.86612299q3三角形分布水平荷載(kN/m)VA0021.66200901 HA-0.59883-14.26904694NC9.55916297MC-0.03392-3.556312673W拱圈自重力(kN)VA154.4282254.42822 HA、NC0.3183117.32504671MC0.024045.757199399L

4、計(jì)算跨徑（m)4.4f計(jì)算矢高（m)2.2拱圈內(nèi)力計(jì)算成果匯總表 內(nèi)力種類荷載類型拱頂彎矩MC（KNm）拱頂軸力NC（KN）拱腳豎向反力VA（KN）垂直均布荷載135.2381345.1043904813.12拱背填料重力-0.452776.88788785229.9135232均布水平荷載-34.8661120.69445820三角形分布水平荷載-3.556319.559162970拱圈自重力5.75719917.3250467154.42822合計(jì)102.1201499.5709461897.4617432（4）拱圈應(yīng)力計(jì)算1）拱頂截面應(yīng)力驗(yàn)算S拱圈軸線長（m)6.911504雙鉸拱穩(wěn)定驗(yàn)

5、算的計(jì)算長度系數(shù)查表7-50.54l0雙鉸拱穩(wěn)定驗(yàn)算的計(jì)算長度(m)3.732212b彎矩作用平面的截面高度（即拱圈厚度）（m）0.6l0/b6.220353根據(jù)l0/b比值查表7-4得縱向穩(wěn)定性系數(shù)0.95e0軸向力作用點(diǎn)至截面重心的距離0.2044160.4yc0.120.8yc0.24因?yàn)閑00.8ycd承載能力極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)系數(shù)（受壓破壞）1.30.93fc混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值16.7拱頂截面受壓承載能力2283.8782）拱腳截面應(yīng)力計(jì)算拱腳截面軸力897.4617拱腳截面受壓承載能力7168.154K承載力安全系數(shù)m截面抵抗 內(nèi)力單位：M為KNm；N為KN拱腳水平反力HA（KN）

6、345.10439046.887887852-88.993789-14.2690469417.32504671266.0544891.拱圈結(jié)構(gòu)計(jì)算（1）拱圈幾何尺寸計(jì)算B洞身凈寬（m）3.8L0凈跨徑（m）-即洞身凈寬3.8d拱圈厚度（m)0.6f0拱圈凈矢高（m）1.9R0拱圈內(nèi)半徑(m)1.9半圓心角-弧度制1.570796L計(jì)算跨徑（m)4.41f計(jì)算矢高（m)2.26.12574E-17計(jì)算矢跨比f/L0.5h外拱圈拱腳至拱頂?shù)拇怪备叨龋╩）2.5（2）拱圈荷載計(jì)算Hd拱頂至填土頂面的最大填土高度（m）11填土容重(kN/m3)20填土內(nèi)摩察角（）281拱背填料容重(kN/m3)242

7、拱圈容重(kN/m3)25Ks填土垂直土壓力系數(shù)Hd/B1=11/6.3=1.75 上埋式，查表5-11.41）q1作用于拱圈的垂直均布土壓力(kN/m)3082）q2作用于拱圈的水平均布荷載(kN/m)79.427370.6008606193）q3作用于拱圈的水平三角形荷載(kN/m)18.05167計(jì)算系數(shù)查表8-20.053654）W1作用于拱背的填料重力(kN)24.92794計(jì)算系數(shù)查表8-20.78545）W拱圈自重力(kN)51.8364（3）拱圈內(nèi)力計(jì)算拱圈內(nèi)力計(jì)算表荷載類型及數(shù)值內(nèi)力名稱系數(shù)內(nèi)力值q1垂直均布荷載(kN/m)VA0.5677.6308 HA、NC0.21221

8、287.586992MC0.0189112.698432W1拱背填料重力(kN)VA124.92793624.927936 HA、NC0.230265.739906543MC-0.00344-0.377309239q2均布水平荷載(kN/m)VA0079.42736637 HA-0.42441-74.16149083NC100.5787152MC-0.03779-29.0551025q3三角形分布水平荷載(kN/m)VA0018.05167417 HA-0.59883-11.89087245NC7.965969142MC-0.03392-2.963593894W拱圈自重力(kN)VA151.8

9、36451.8364 HA、NC0.3183116.50004448MC0.024045.483047046L計(jì)算跨徑（m)4.4f計(jì)算矢高（m)2.2拱圈內(nèi)力計(jì)算成果匯總表 內(nèi)力種類荷載類型拱頂彎矩MC（KNm）拱頂軸力NC（KN）拱腳豎向反力VA（KN）垂直均布荷載112.6984287.586992677.6拱背填料重力-0.377315.73990654324.927936均布水平荷載-29.0551100.57871520三角形分布水平荷載-2.963597.9659691420拱圈自重力5.48304716.5000444851.8364合計(jì)85.78547418.37162737

10、54.364336（4）拱圈應(yīng)力計(jì)算1）拱頂截面應(yīng)力驗(yàn)算S拱圈軸線長（m)6.911504雙鉸拱穩(wěn)定驗(yàn)算的計(jì)算長度系數(shù)查表7-50.54l0雙鉸拱穩(wěn)定驗(yàn)算的計(jì)算長度(m)3.732212b彎矩作用平面的截面高度（即拱圈厚度）（m）0.6l0/b6.220353根據(jù)l0/b比值查表7-4得縱向穩(wěn)定性系數(shù)0.95e0軸向力作用點(diǎn)至截面重心的距離0.2050460.4yc0.120.8yc0.24因?yàn)閑00.8ycd承載能力極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)系數(shù)（受壓破壞）1.30.93fc混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值16.7拱頂截面受壓承載能力2268.8142）拱腳截面應(yīng)力計(jì)算拱腳截面軸力754.3643拱腳截面受壓承載

11、能力7168.154K承載力安全系數(shù)m截面抵抗 內(nèi)力單位：M為KNm；N為KN拱腳水平反力HA（KN）287.5869925.739906543-74.16149083-11.8908724516.50004448223.7745797 內(nèi)力狀態(tài)拱頂彎矩MC（KNm）拱頂軸力NC（KN）拱腳豎向反力VA（KN）拱腳水平反力HA（KN）承載能力極限狀態(tài)108514928275正常使用極限狀態(tài)91431781231拱圈配筋拱圈配筋承載能力極限狀態(tài)20200承載能力極限狀態(tài)20200正常使用極限狀態(tài)20135正常使用極限狀態(tài)20135拱座應(yīng)力驗(yàn)算1）墻底截面應(yīng)力驗(yàn)算(m=1.5:1)h外拱圈拱腳至拱

12、頂?shù)拇怪备叨龋╩）2.5Hd拱頂至填土頂面的最大填土高度（m）11填土容重(kN/m3)20填土內(nèi)摩察角（）28K側(cè)向水平土壓力可按靜止土壓力計(jì)算0.65H拱座凈高（m）3d1墻基礎(chǔ)厚0.51拱座容重(kN/m3)24 xyA1拱座橫截面面積（m2）6.61.17581.2727A2土重橫截面面積（m2）32.5651.83228.8879半圓心角-弧度制1.5707961.6d拱圈厚度（m)0.6q1墻頂處水平土壓力分布強(qiáng)度(kN/m)175.5q2墻底處水平土壓力分布強(qiáng)度(kN/m)214.5q3基底處水平土壓力分布強(qiáng)度(kN/m)221作用力名稱計(jì)算式垂直力（kN)水平力（kN)力臂（m

13、)力矩（kNm)拱圈作用力VA897.462-1.25 -1121.83HA266.05453 798.1635自重G1158.4-0.4242 -67.1933土重G2651.30.2322 151.2319土壓力F1-526.51.5-789.75F2-58.51-58.5合計(jì)1707.16 -318.946-1087.88e0偏心距（m）0.186828B墻底寬度3.2K塑性影響系數(shù)1.175151a墻底截面的彎曲壓應(yīng)力-103.939wl墻底截面的彎曲壓應(yīng)力-1170.91-1.3762）基底應(yīng)力驗(yàn)算B基底寬3.7 XYG1基礎(chǔ)橫截面面積8.451.32341.4393G2土層橫截面面積47.7152.10189.2317d1基礎(chǔ)厚度0.5作用力名稱計(jì)算式垂直力（kN)水平力（kN)力臂（m)力矩（kNm)拱圈作用力VA897.462-1.5 -1346.19HA266.05453.5 931.1907