鋼筋混凝土箱涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、 5/5(新規(guī)范)鋼筋混凝土箱涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、孔徑及凈空凈跨徑L 0 = 2.5m 凈高 h 0 =3m 2、設(shè)計(jì)安全等級(jí)一級(jí)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)r 0 = 1.1 3、汽車荷載荷載等級(jí)公路 級(jí)4、填土情況涵頂填土高度H =0.8m 土的內(nèi)摩擦角 =30填土容重1 =18kN/m 3地基容許承載力0 = 350 kPa 5、建筑材料普通鋼筋種類HRB335 主鋼筋直徑 12mm 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f sd =280MPa 涵身混凝土強(qiáng)度等級(jí) C 25涵身混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f cd =11.5MPa 涵身混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f td = 1.23MPa 鋼筋混凝土重力密度2 =25kN/m 3基礎(chǔ)混

2、凝土強(qiáng)度等級(jí)C 15混凝土重力密度3 = 24 kN/m 3 (一)截面尺寸擬定 (見(jiàn)圖L-01)頂板、底板厚度 =0.3m C 1 =0.3m 側(cè)墻厚度t =0.28m C 2 = 0.5m 橫梁計(jì)算跨徑L P = L 0+t = 2.78m L = L 0+2t = 3.06m 側(cè)墻計(jì)算高度h P = h 0+ = 3.3m h = h 0+2 = 3.6m 基礎(chǔ)襟邊 c =0.45m 基礎(chǔ)高度 d =0.4m 基礎(chǔ)寬度 B = 3.96 m 圖 L-01 (二)荷載計(jì)算1、恒載恒載豎向壓力p 恒 = 1H+2 = 21.90kN/m 2 恒載水平壓力頂板處e P1 = 1Htan 2(4

3、5-/2) = 4.80kN/m 2底板處e P2 = 1(H+h)tan 2(45-/3) = 26.40 kN/m 2 2、活載 鋼 筋 混 凝 土 箱 涵 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 一 、 設(shè) 計(jì) 資 料 二 、 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 汽車后輪著地寬度0.6m，由公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D602004)第4.3.4條規(guī)定，按30角向下分布。一個(gè)汽車后輪橫向分布寬 1.3/2 m 17.5由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 D622004)第5.3.10條 1 = 0.2+2.7e 0/h 0 =10.525 1.0 ，取1 =1.002 = 1.15-0.01l 0/h = 1.0

4、57 1.0 ， 取2 =1.00 =1+(l 0/h)212h 0/1400e 0 = 1.016 由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 D622004)第5.3.5條 圖 L-08 圖 L-09 e = e0+h/2-a = 1.169m r0N d e =f cd bx(h0-x/2) 56.79 =11500 x(0.27-x/2) 解得x =0.019 mb h0 =0.5630.27 =0.151 m 故為大偏心受壓構(gòu)件。 A s = (f cd bx-r0N d)/f sd =0.000605m2= 605.0mm2 = 100A s/(bh0) =0.22 %0.

5、2 % 符合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 D622004)第9.1.12條的要求。 選用 12 180 mm，實(shí)際 A s =628.3mm2 0.51310-3f cu,k1/2bh0 =688.5 kNr0V d =17.0 kN 故抗剪截面符合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 D622004)第5.2.9條的要求。 由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 D622004)第5.2.10條 0.50310-32f td bh0 =166.1 kNr0V d =17.0 kN 故可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力的驗(yàn)算，僅需按(JTG D622004)第

6、9.3.13條構(gòu)造要求配置箍筋。 (2)結(jié)點(diǎn) l0 =2.78 m ，h = +C1 =0.60 m ， a =0.03 m ，h0 =0.57 m ， b = M d =60.92 kN2m ，N d =44.16 kN， V d =137.83 kN e0 = M d/N d = 1.380m i =h/121/2 =0.173m 長(zhǎng)細(xì)比l0/i =16.05r0V d =151.6 kN 故抗剪截面符合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 D622004)第5.2.9條的要求。 由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 D622004)第5.2.10條 0.5031

7、0-32f td bh0 =350.6 kNr0V d =151.6 kN 故可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力的驗(yàn)算，僅需按(JTG D622004)第9.3.13條構(gòu)造要求配置箍筋。 2、底板 (A-D) 鋼筋按左、右對(duì)稱，用最不利荷載計(jì)算。 (1)跨中 l0 =2.78 m ，h =0.30 m ， a =0.03 m ，h0 =0.27 m ， b =1.00 m ，M d =43.80 kN2m ，N d =95.85 kN， V d =45.05 kN e0 = M d/N d =0.457m i =h/121/2 =0.087m 長(zhǎng)細(xì)比l0/i =32.10 17.5 由公路鋼筋混凝土及預(yù)

8、應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D622004)第5.3.10條 1 = 0.2+2.7e0/h0 = 4.770 1.0 ，取1 =1.00 2 = 1.15-0.01l0/h = 1.057 1.0 ，取2 =1.00 =1+(l0/h)212h0/1400e0 = 1.036 由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 D622004)第5.3.5條 e = e0+h/2-a =0.594m r0N d e =f cd bx(h0-x/2) 62.58 =11500 x(0.27-x/2) 解得x =0.021 mb h0 =0.5630.27 =0.151 m 故為大偏心受壓構(gòu)

9、件。 A s = (f cd bx-r0N d)/f sd =0.0004846m2= 484.6mm2 = 100A s/(bh0) =0.18 %r0V d =49.6 kN 故抗剪截面符合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 D622004)第5.2.9條的要求。 由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 D622004)第5.2.10條 0.50310-32f td bh0 =166.1 kNr0V d =49.6 kN 故可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力的驗(yàn)算，僅需按(JTG D622004)第9.3.13條構(gòu)造要求配置箍筋。 (2)結(jié)點(diǎn) l0 =2.78 m ，h =

10、 +C1 =0.60 m ， a =0.03 m ，h0 =0.57 m ， b = M d =75.85 kN2m ，N d =95.85 kN， V d =106.94 kN e0 = M d/N d =0.791m i =h/121/2 =0.173m 長(zhǎng)細(xì)比l0/i =16.05r0V d =117.6 kN 故抗剪截面符合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 D622004)第5.2.9條的要求。 由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 D622004)第5.2.10條 0.50310-32f td bh0 =350.6 kNr0V d =117.6 kN 故

11、可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力的驗(yàn)算，僅需按(JTG D622004)第9.3.13條構(gòu)造要求配置箍筋。 3、左、右側(cè)板 (B-A，C-D) (1)板中 l0 =3.30 m ，h =0.28 m ， a =0.03 m ，h0 =0.25 m ， b =1.00 m ，M d =10.83 kN2m ，N d =106.94 kN， V d =13.37 kN e0 = M d/N d =0.101m i =h/121/2 =0.081m 長(zhǎng)細(xì)比l0/i =40.83 17.5 由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 D622004)第5.3.10條 1 = 0.2+2.7e0/h0

12、= 1.294 1.0 ，取1 =1.00 2 = 1.15-0.01l0/h = 1.032 1.0 ，取2 =1.00 =1+(l0/h)212h0/1400e0 = 1.245 由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 D622004)第5.3.5條 e = e0+h/2-a =0.236m r0N d e =f cd bx(h0-x/2) 27.78 =11500 x(0.25-x/2) 解得x =0.010 mb h0 =0.5630.25 =0.140 m 故為大偏心受壓構(gòu)件。 A s = (f cd bx-r0N d)/f sd =-1.54E-05m2-= 15.4m

13、m2 = 100A s/(bh0) =-0.01 %r0V d =14.7 kN 故抗剪截面符合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 D622004)第5.2.9條的要求。 由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 D622004)第5.2.10條 0.50310-32f td bh0 =153.8 kNr0V d =14.7 kN 故可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力的驗(yàn)算，僅需按(JTG D622004)第9.3.13條構(gòu)造要求配置箍筋。 (2)結(jié)點(diǎn) l0 =3.30 m ，h = t+C2 =0.78 m ， a =0.03 m ，h0 =0.75 m ， b = M d =

14、75.85 kN2m ，N d =106.94 kN， V d =95.85 kN e0 = M d/N d =0.709m i =h/121/2 =0.225m 長(zhǎng)細(xì)比l0/i =14.66 1.0 ，取1 =1.00 2 = 1.15-0.01l0/h = 1.108 1.0 ，取2 =1.00 =1+(l0/h)212h0/1400e0 = 1.000 由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 D622004)第5.3.5條 e = e0+h/2-a = 1.069m r0N d e =f cd bx(h0-x/2) 125.78 =11500 x(0.75-x/2) 解得x

15、=0.015 mb h0 =0.5630.75 =0.420 m 故為大偏心受壓構(gòu)件。 A s = (f cd bx-r0N d)/f sd =0.0001848m2= 184.8mm2 = 100A s/(bh0) =0.02 %r0V d =105.4 kN 故抗剪截面符合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 D622004)第5.2.9條的要求。由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 D622004)第5.2.10條 0.50310-32f td bh0 =461.3 kNr0V d =105.4 kN 故可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力的驗(yàn)算，僅需按(JTG D622004)第9.3.13條構(gòu)造要求配置箍筋。 (五)配筋圖 見(jiàn)設(shè)計(jì)圖紙。 (六)基底應(yīng)力驗(yàn)算 1、荷載計(jì)算 (取單位涵長(zhǎng)計(jì)算) (1)恒載 箱重力P箱 = 22(L+th0+C1C2) =95.4kN 基礎(chǔ)重力P基 = 3Bd =38.0kN 填土重力P土 = 1HL =44.1kN 水重力P水 = 水(L0h0-2C1C2) =72.0kN (2)車輛荷載 (由圖L-07