蓋板涵完整計(jì)算書(分離式).xls

21 1-3.0m1.6m1-3.0m1.6m蓋蓋板板涵涵計(jì)計(jì)算算書書 一一. .蓋蓋板板計(jì)計(jì)算算 1.1.設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)資資料料 適用涵洞樁號(hào): 汽車荷載等級(jí)： 公路-級(jí)； 安全結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0： 1.1 凈跨徑：L0= 5m；環(huán)境類別： 類環(huán)境； 計(jì)算跨徑：L= 5.5m；單側(cè)擱置長(zhǎng)度： 0.5m； 蓋板厚d= 50cm； 填土高：H= 2.5m； 蓋板寬b= 0.99m；凈保護(hù)層厚度c= 3cm； 砼強(qiáng)度等級(jí)： C30； 砼軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)cd= 13.8Mpa； 砼軸心抗拉強(qiáng)度f(wàn)td= 1.39Mpa； 受力主筋： 12根直徑為28mm的HRB400鋼筋, 鋼筋間距: 8cm；鋼筋總面積As= 0.0073890m； 鋼筋軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)sd= 330Mpa； 蓋板容重1= 26kN/m； 路面結(jié)構(gòu)層和填土平均容重2= 20kN/m 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. 1-3.0m1.6m蓋板涵洞身斷面 2.2.外外力力計(jì)計(jì)算算 22 1) 永久作用 (1) 豎向土壓力 q=K2Hb= 56.47kN/m (2) 蓋板自重 g=1db/100= 12.87kN/m 2) 由車輛荷載引起的垂直壓力（可變作用） 根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2015)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 D60-2015)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=1.2+2Htan30= 4.09m 車輛荷載垂直板跨長(zhǎng) Lb=1.8+2Htan30= 4.69m 車輪重 P= P= 560kN 車輪重壓強(qiáng)L p=P/La/Lb= 29.26kN/m 3.3.內(nèi)內(nèi)力力計(jì)計(jì)算算及及荷荷載載組組合合 1) 由永久作用引起的內(nèi)力 跨中彎矩 M1=(q+g)L/8= 262.20kN.m 邊墻內(nèi)側(cè)邊緣處剪力 V1=(q+g)L0/2= 173.35kN 2) 由車輛荷載引起的內(nèi)力 跨中彎矩 M2=pLb/8= 109.54kN.m 邊墻內(nèi)側(cè)邊緣處剪力 V2=pL0b/2= 72.42kN 3) 作用效應(yīng)組合 根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2015)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) = 514.78789 kN.m 邊墻內(nèi)側(cè)邊緣處剪力 0Vd=0.9(1.2V1+1.4V2) 23 = 340.35563 kN.m 4.4.持持久久狀狀況況承承載載能能力力極極限限狀狀態(tài)態(tài)計(jì)計(jì)算算 截面有效高度 h0= (d-c-2.8/2)/100= 0.456m 1) 砼受壓區(qū)高度 x=fsdAs/fcd/b= 0.178m 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。 xbh0= 0.255m 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9.1.12關(guān)于 受彎構(gòu)件最小配筋百分率的規(guī)定: =100As/b/d= 0.015,不小于45ftd/fsd= 0.190,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: fcdbx(h0-x/2)= 894.301 kN.m 0Md=514.79kN.m 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: 0.5110-3fcu,k0.5bh0= 1261.05kN 0Vd= 340.36kN 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) 1.250.510-32ftdbh0= 392.19kN 0Vd= 340.36kN 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 5.5.裂裂縫縫寬寬度度計(jì)計(jì)算算 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: 24 環(huán)境類別為II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=1.0M1+0.7M2= 338.87kN.m 作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合 Ml=1.0M1+0.4M2= 306.01kN.m 受拉鋼筋的應(yīng)力(受彎構(gòu)件) ss=Ms/0.87/As/h0= 115.60Mpa 鋼筋表面形狀系數(shù)C1= 1.00 作用長(zhǎng)期效應(yīng)影響系數(shù)C2=1+0.5Ml/Ms= 1.45 受力性質(zhì)系數(shù)C3= 1.15 裂縫寬度 Wfk=C1C2C3ss(30+d)/Es/(0.28+10) = 1.304mm0.20mm 裂縫寬度滿足規(guī)范要求 二二. .臺(tái)臺(tái)身身及及基基礎(chǔ)礎(chǔ)計(jì)計(jì)算算 1.1.設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)資資料料 基礎(chǔ)為分離式基礎(chǔ)，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：將臺(tái)身簡(jiǎn)化為上端鉸支、下端固結(jié)模型，取臺(tái)寬b=0.99m進(jìn)行計(jì)算。 臺(tái)身頂寬C1: 0.53m；臺(tái)身底寬C2: 0.75m； 涵洞凈高H0: 1.6m；臺(tái)身計(jì)算高度H1: 1.73m； 基礎(chǔ)埋深H2: 3.852cm；基礎(chǔ)底寬h基: 1.75m； 35度；鋪底厚度: 0.4m； 地基承載力容許值: 300kPa；計(jì)算臺(tái)寬b: 0.99m； 基礎(chǔ)層數(shù): 2層； 基礎(chǔ)襟邊: 0.25m；單層基礎(chǔ)厚:0.6m； 臺(tái)身材料： C25片石砼 ； 臺(tái)身軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)cd= 2.77Mpa； 臺(tái)身彎曲抗拉強(qiáng)度f(wàn)tmd= 0.387Mpa；臺(tái)身直接抗剪強(qiáng)度f(wàn)vd= 0.336Mpa； 基礎(chǔ)材料： C20片石砼 ； 鋪底材料： M7.5漿砌片石； 臺(tái)身基礎(chǔ)容重:24kN/m；鋪底容重： 23kN/m； =j:回填土的內(nèi)摩擦角 25 臺(tái)身基礎(chǔ)驗(yàn)算簡(jiǎn)圖 2.2.臺(tái)臺(tái)身身驗(yàn)驗(yàn)算算 1) 水平力 車輛荷載等代土層厚 = 0.521 2.005 計(jì)算長(zhǎng)度B=4.69m =2.980m 土的側(cè)壓力系數(shù) =tan(45-35/2)=0.271 q1=(H+h+d/2)b2 =30.75kN/m q2=(H2+h)b2 =36.66kN/m A端處彎矩 =qtanH=l 20 破 壞 棱 體 長(zhǎng) 度 jjjjqqtantancottantan）（的正切值線間夾角破壞棱體破裂面與豎直+-= )877( 120 21 2 1 qq H M A + - = 26 = -12.68kN.m A端處剪力 =37.34kN 最大彎矩位置x0的計(jì)算 = 3.418kN/m = 1.072m 最大彎矩計(jì)算 = 6.98kN.m 2) 豎向力 最不利截面y-y受力簡(jiǎn)圖 當(dāng)x0=1.072m時(shí)，臺(tái)身在此截面y-y上的豎向力、偏心矩及彎矩 名 稱 豎向力 (kN) 偏心矩e (m) 彎 矩 (kN.m) P1294.9-0.125-36.87 27 P245.30.114.98 P36.30.110.69 P49.4100 P355.92M=-31.2 3) 截面驗(yàn)算 作用效應(yīng)組合 0Md=0.9(1.2M+1.4Mmax)= -24.89kN.m 0Nd=0.91.2P= 384.4kN 0Vd=0.91.4QA= 47.0kN 偏心矩e e=0Md/0Nd= 0.065m 0.6s=0.225m，滿足要求； (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) 構(gòu)件承載力影響系數(shù)計(jì)算簡(jiǎn)圖 彎曲平面內(nèi)的截面回旋半徑 0.286 0.217 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= 1.211m, =12b/=ix =12C 2/=iy 28 = 2.078 = 1.574 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，a取0.002 = 0.919 = 1.000 砌體偏心受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù) = 0.919 構(gòu)件截面面積 A=C2*b= 0.7425m 現(xiàn)根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D61-2005)中條文4.0.5驗(yàn)算偏心受壓承載力 = 1889.2796 kN 0Nd= 384.4kN 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=bC2/6= 0.093m 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 Wftmd=35.918kN.m 0Md=24.89kN.m 正截面受彎承載力滿足要求 +-+ + - = 2 2 )(33. 11) 3(1 1 )(1 )(1 y x xx y x mx x i e i e x e bab j +-+ + - = 2 2 )(33. 11) 3(1 1 )(1 )(1 x y yy x y m y y i e i e y e bab j 29 (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= 375.0kN = 436.991 kN 0Vd=47.0kN 直接受剪承載力滿足要求 3.3.基基底底應(yīng)應(yīng)力力驗(yàn)驗(yàn)算算 基礎(chǔ)底面上的豎向力、偏心矩及彎矩見(jiàn)下表，其中P11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 基底應(yīng)力計(jì)算簡(jiǎn)圖 名 稱分項(xiàng)系數(shù) 豎向力 (kN) 偏心矩e (m) 彎 矩 (kN.m) P11208.03-0.125-26.00 P2145.30.114.98 P316.30.110.69 P5128.5100 P6133.80.516