新规范箱涵结构设计(2010年7月)表格文件下载.xls
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说明1为一级,2为二级,3为三级1为I级,2为II级,3为II级折减0.5m1为R235,2为HRB335,3为HRB400,4为KL400钢筋中心至砼边缘之距离为:
0.04m1550钢钢筋筋混混凝凝土土箱箱涵涵结结构构设设计计一一、设设计计资资料料1、孔径及净空约约定定:
净跨径L0=3.0m1、轴向力以杆件受压为正。
净高h0=2.5m2、弯矩以使箱涵内框一侧受拉为正。
2、设计安全等级三级3、截面剪力:
使计算截面逆时针转动为正。
结构重要性系数r0=0.9前提条件:
1)支座在杆件下方;
3、汽车荷载2)x为计算截面距左端支座之距离。
荷载等级公路级4、支座反力以受压为正。
4、填土情况5、以梁为隔离体,固端梁简化为简支梁时,涵顶填土高度H=0.8m图中所加的杆端力(轴力、弯矩)及支反力均为正值,土的内摩擦角=30若计算得到的值为负值,则表示实际方向与图中所示填土容重1=18kN/m3的方向相反。
地基容许承载力0=200kPa6、本表格默认箱涵内水深为满水,也可以修改表格,5、建筑材料先不考虑水压力得到涵洞基底应力max,普通钢筋种类HRB335最后要求的基底应力为:
max+h水*10KPa。
主钢筋直径12mm钢筋弹性模量Es=200000MPa钢筋抗拉强度设计值fsd=280MPa7、本表格未未考虑砼收缩、温度变化的影响。
涵身混凝土强度等级C208、本表格已已考虑涵洞设计细则中竖向土压力系数的影响。
涵身混凝土抗压强度设计值fcd=9.2MPa9、本表格已已考虑偏心受压构件裂缝宽度验算。
涵身混凝土抗拉强度设计值ftd=1.06MPa钢筋混凝土重力密度2=25.0kN/m3基础混凝土强度等级C15混凝土重力密度3=24.0kN/m3二二、设设计计计计算算(一一)截截面面尺尺寸寸拟拟定定(见图L-01)顶板、底板厚度=0.3mC1=0.3m侧墙厚度t=0.28mC2=0.5m横梁计算跨径LP=L0+t=3.28mL=L0+2t=3.56m侧墙计算高度hP=h0+=2.8mh=h0+2=3.1m基础襟边c=0.2m基础高度d=0.4m基础宽度B=3.96mJTG/TD65-04-2007表9.2.2h/D=0.22竖向土压力系数Ks=1.09图L-01(二二)荷荷载载计计算算1、恒载恒载竖向压力p恒=Ks1H+2=23.19kN/m2恒载水平压力设计:
广州人2022/10/29第3页顶板处eP1=1Htan2(45-/2)=4.80kN/m2底板处eP2=1(H+h)tan2(45-/2)=23.40kN/m22、活载汽车后轮着地宽度0.6m,由公路桥涵设计通用规范(JTGD602004)第4.3.4条规定,按30角向下分布。
汽车后轮横向分布宽(此处计算横向最多只考虑两辆汽车共4个车轮荷载叠加的情况)一个后轮单单边边荷载0.6/2+Htan30=0.76m1.3/2m横向分布宽度(m)1.8/2m(按30度扩散,涵9.2.3条)故横向分布宽度a=(0.6/2+Htan30)2+1.3=2.824m考虑横向车轮数目n横=2同理,纵向,汽车后轮着地长度0.2m一个车轮单边的纵向分布宽度0.2/2+Htan30=0.562m1.4/2m故b=(0.2/2+Htan30)2=1.124m考虑纵向车轮数目n纵=1考虑的总车轮重量G=140kN车辆荷载垂直压力q车=G/(ab)=44.12kN/m2车辆荷载水平压力e车=q车tan2(45-/2)=14.71kN/m2(三三)内内力力计计算算1、构件刚度比K=(I1/I2)(hP/LP)=1.052、节点弯矩和轴向力计算
(1)a种荷载作用下(图L-02)涵洞四角节点弯矩MaA=MaB=MaC=MaD=-1/(K+1)pLP2/12横梁内法向力Na1=Na2=0侧墙内法向力Na3=Na4=pLP/2恒载p=p恒=23.19kN/m2MaA=MaB=MaC=MaD=-10.14kNmNa3=Na4=38.04kN车辆荷载p=q车=44.12kN/m2MaA=MaB=MaC=MaD=-19.30kNm图L-02Na3=Na4=72.36kN注注:
计计算算车车辆辆荷荷载载垂垂直直压压力力时时,按按箱箱涵涵计计算算跨跨径径范范围围内内满满布布、偏偏安安全全。
(2)b种荷载作用下(图L-03)MbA=MbB=MbC=MbD=-K/(K+1)phP2/12Nb1=Nb2=phP/2Nb3=Nb4=0恒载p=eP1=4.80kN/m2MbA=MbB=MbC=MbD=-1.61kNmNb1=Nb2=6.72kN(3)c种荷载作用下(图L-04)图L-03McA=McD=-K(3K+8)/(K+1)(K+3)phP2/60McB=McC=-K(2K+7)/(K+1)(K+3)phP2/60Nc1=phP/6+(McA-McB)/hPNc2=phP/3-(McA-McB)/hPNc3=Nc4=0恒载p=eP2-eP1=18.60kN/m2设计:
广州人2022/10/29第4页McA=McD=-3.43kNmMcB=McC=-2.80kNmNc1=8.45kNNc2=17.59kN(4)d种荷载作用下(图L-05)图L-04MdA=-K(K+3)/6(K2+4K+3)+(10K+2)/(15K+5)phP2/4MdB=-K(K+3)/6(K2+4K+3)-(5K+3)/(15K+5)phP2/4MdC=-K(K+3)/6(K2+4K+3)+(5K+3)/(15K+5)phP2/4MdD=-K(K+3)/6(K2+4K+3)-(10K+2)/(15K+5)phP2/4Nd1=(MdD-MdC)/hPNd2=phP-(MdD-MdC)/hPNd3=-Nd4=-(MdB-MdC)/LP车辆荷载p=e车=14.71kN/m2MdA=-19.82kNmMdB=9.00kNmMdC=-13.92kNmMdD=14.90kNmNd1=10.29kNNd2=30.88kN图L-05Nd3=-Nd4=-6.99kN(5)节点弯矩、轴力计算及荷载效应组合汇总表按公路桥涵设计通用规范(JTGD602004)第4.1.6条进行承载能力极限状态效应及第4.1.7条正常使用极限状态效应组合荷载种类M(kNm)N(kN)MAMBMCMDN1N2N3N4恒载a-10.14-10.14-10.14-10.140038.0438.041.2结构、土的重力-12.17-12.17-12.17-12.170045.6545.651.0结构、土的重力-10.14-10.14-10.14-10.140.000.0038.0438.04b-1.61-1.61-1.61-1.616.726.7200c-3.43-2.80-2.80-3.438.4517.59001.4土侧压力-7.05-6.16-6.16-7.0521.2434.03001.0土侧压力-5.03-4.40-4.40-5.0315.1724.3100车辆荷载a-19.30-19.30-19.30-19.300072.3672.36d-19.829.00-13.9214.9010.2930.88-6.996.991.4汽车-54.77-14.41-46.50-6.1514.4143.2491.51111.080.7汽车-27.38-7.21-23.25-3.077.2121.6245.7655.540.4汽车-15.65-4.12-13.29-1.764.1212.3526.1531.74承载能力极限状态荷载效应组合-73.99-32.75-64.84-25.3735.6677.26137.16156.73正常使用极限状态荷载短期组合-42.56-21.75-37.80-18.2522.3845.9283.8093.58正常使用极限状态荷载长期组合-30.83-18.67-27.83-16.9319.2936.6664.1969.783、构件内力计算(跨中截面内力)
(1)顶板(图L-06)设计:
广州人2022/10/29第5页承载能力极限状态正常使用极限状态短期组合正常使用极限状态长期组合x=LP/2x=LP/2x=LP/2P=1.2p恒+1.4q车=89.60kNP=1.0p恒+0.7q车=54.08kNP=1.0p恒+0.4q车=40.84kNNx=N1=35.66kNNx=N1=22.38kNNx=N1=19.29kNMx=MB+N3x-Px2/2=71.70kNmMx=MB+N3x-Px2/2=42.95kNmMx=MB+N3x-Px2/2=31.67kNmVx=Px-N3=9.78kNVx=Px-N3=4.89kNVx=Px-N3=2.80kN
(2)底板(图L-07)承载能力极限状态正常使用极限状态短期组合正常使用极限状态长期组合1=1.2p恒+1.4(q车-3e车HP2/LP2)1=1.0p恒+0.7(q车-3e车HP2/LP2)1=1.0p恒+0.4(q车-3e车HP2/LP2)=44.59kN/m2=31.57kN/m2=27.98kN/m22=1.2p恒+1.4(q车+3e车HP2/LP2)2=1.0p恒+0.7(q车+3e车HP2/LP2)2=1.0p恒+0.4(q车+3e车HP2/LP2)=134.61kN/m2=76.58kN/m2=53.70kN/m2x=LP/2x=LP/2x=LP/2Nx=N3=137.16kNNx=N3=83.80kNNx=N3=64.19kNMx=MA+N3x-1x2/2-x3(2-1)/6LPMx=MA+N3x-1x2/2-x3(2-1)/6LPMx=MA+N3x-1x2/2-x3(2-1)/6LP=70.82kNm=42.32kNm=31.04kNmVx=1x+x2(2-1)/2LP-N3Vx=1x+x2(2-1)/2LP-N3Vx=1x+x2(2-1)/2LP-N3=-27.13kN=-13.56kN=-7.75kN(3)左侧墙(图L-08)承载能力极限状态正常使用极限状态短期组合正常使用极限状态长期组合1=1.4eP1+1.4e车1=1.0eP1+0.7e车1=1.0eP1+0.4e车=27.31kN/m2=15.09kN/m2=10.68kN/m22=1.4eP2+1.4e车2=1.0eP2+0.7e车2=1.0eP2+0.4e车53.35kN/m233.69kN/m229.28kN/m2x=hP/2x=hP/2x=hP/2Nx=N3=137.16kNNx=N3=83.80kNNx=N3=64.19kNMx=MB+N1x-1x2/2-x3(2-1)/6hPMx=MB+N1x-1x2/2-x3(2-1)/6hPMx=MB+N1x-1x2/2-x3(2-1)/6hP=-13.85kNm=-8.25kNm=-5.16kNmVx=1x+x2(2-1)/2hP-N1Vx=1x+x2(2-1)/2hP-N1Vx=1x+x2(2-1)/2hP-N1=11.69kN=5.26kN=2.17kN设计:
广州人2022/10/29第6页(4)右侧墙(图L-09)承载能力极限状态正常使用极限状态短期组合正常使用极限状态长期组合1=1.4eP1=6.72kN/m21=1.0eP1=4.80kN/m21=1.0eP1=4.8
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- 规范 结构设计 2010