盖板涵计算书很全面.docx
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盖板涵计算书很全面
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盖板涵计算书很全面
盖板涵计算书(参考版)
一、盖板计算
1、设计资料
适用涵洞桩号:
电白县Y101线小桥重建工程K2+盖板涵
汽车荷载等级:
公路-Ⅱ级
安全结构重要性系数:
γ0=
净跨径:
l0=
环境类别:
Ⅱ类环境
计算跨径:
L=
单侧搁置长度:
盖板厚d=
填土高:
H=
盖板宽b=
净保护层厚度:
c=4cm
砼强度等级:
C40
砼轴心抗压强度:
fcd=MPa
砼轴心抗拉强度:
ftd=MPa
受力主筋:
5根Φ28的HRB400的钢筋
钢筋总面积(与板跨方向平行):
AS1=m2
钢筋总面积(与板跨方向垂直):
AS2=m2
钢筋间距:
20cm
盖板容重:
γ1=25KN/m3
钢筋轴心抗拉强度:
fsd=300Mpa
路面结构层和填土平均容重:
γ2=20KN/m3
盖板按两端简支的板计算,可不考虑涵台传来的水平力。
×盖板涵洞整体布置图
2、外力计算
1)永久作用
(1)竖向土压力
q=K×γ2×H=×20×=kN/m
(2)盖板自重
g=γ1×d=25×=kN/m
2)有车辆荷载引起的垂直压力(可变作用)
计算涵洞顶上车辆荷载引起的竖向土压力时,车轮按其着地面积的边缘向下做30°角分布。
当几个车轮的压力扩散线相重叠时,扩散面积以最外面的扩散线为准。
车辆荷载顺板跨长:
La=c轮+2×H×tan30°=+2××
/3=m
车辆荷载垂直板跨长:
Lb=d轮+2×H×tan30°=+2××
/3=
单个车轮重:
P=70*=91kN
车轮重压强:
p=
91/(×)=kN/m2
3、内力计算及荷载组合
1)由永久作用引起的内力
跨中弯矩:
M1=(q+g)×L2/8=(+)×/8=kNm
边墙内侧边缘处剪力:
V1=(q+g)×L0/2=(+)×/2=kN
2)由车辆荷载引起的内力
跨中弯矩:
=**()*4=kN
边墙内侧边缘处剪力:
=***
(2)/5=kN
3)作用效应组合
跨中弯矩:
γ0Md=(+)=×(×+×)=kNm
边墙内侧边缘处剪力:
γ0Vd=(+)=(×+×)=kNm
4、持久状况承载能力极限状态计算
截面有效高度h0=h-As=(++2)=m
1)砼受压区高度
x=fsd×As/fcd/b=300×=m
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》ξb的规定:
HRB400钢筋的相对界限受压区高度ξb=
x≤ξb×h0=×=
砼受压区高度满足规范要求。
2)最小配筋率
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》
ρ=100×As/b/d=100×=,
≥45×ftd/fsd=,同时≥
主筋配筋率满足规范要求。
3)正截面抗弯承载力验算
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》
Fcd×1000×b×x(h0-x/2)=×1000×××kNm
≥γ0Md=kNm
4)斜截面抗剪承载力验算
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》
×10-3×fcu,×b×h0=×10-3××990×580=kN
≥γ0Vd=kN
注:
上公式b、h0单位为mm
抗剪截面满足规范要求。
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》
对于板式受弯构件,公式可乘以提高系数
××10-3×α2×ftd×b×h0=××1××990×580=kN
≥γ0Vd=kN
注:
①上公式b、h0单位为mm;
②α2为预应力提高系数,对于普通钢筋混凝土受弯构件,取α2=。
可不进行斜截面抗剪承载力的验算,只需按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》
5、裂缝宽度计算
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)中关于裂缝宽度验算的规定:
环境类别为Ⅱ类环境,对于钢筋混凝土构件,最大裂缝宽度不应超过.
作用短期效应组合
Ms=+=1×+×=kNm
作用长期效应组合
M1=+=1×+×=kNm
受拉钢筋的应力(受弯构件)
σss=Ms/As/h0==Mpa
钢筋表面形状系数C1=
作用长期效应影响系数C2=1+Ms=1+×=
受力性质系数C3=
裂缝宽度
Wfk=C1×C2×C3×σss×(30+d)/Es/+10×ρ)
=1××××(30+/×105/+10×
=mm≤
裂缝宽度满足规范要求
二、台身及基础计算
1、设计资料
基础为分离式基础,根据《公路污工桥涵设计规范》b=进行计算。
台身顶宽:
C1=m
台身底宽:
C2=m
涵洞净高:
H0=m
台身计算高度:
H1=m
基础埋深:
H2=m
基础底宽:
C3=m
回填土的内摩擦角:
φ=35°
铺底厚度:
地基承载力容许值:
300kPa
计算台宽:
b=
基础层数:
2层
基础襟边:
单层基础厚:
台身材料:
C30砼
台身轴心抗压强度:
fcd=
台身弯曲抗拉强度:
ftmd=Mpa
台身直接抗剪强度:
fvd=
基础材料:
C20砼
铺底材料:
C20砼
台身基础容重:
γ3=23kN/m3
铺底容重:
24kN/m3
台身基础验算简图
2、台身验算
1)水平力
车辆荷载等代土层厚
破坏棱体破裂面与竖直线间夹角θ的正切值
=-tan35°+[(cot35°+tan35°)×tan35°]=
破坏棱体长度l0=H2×tan(45-φ/2)=×=m
计算宽度B=m
=140/20=m
土的侧压力系数
=tan2(45°-35°/2)=
q1=(H+h+d/2)×b×λ×γ2=(++2)×××20=kN/m
q2=(H2+h)×b×λ×γ2=(+)×××20=kN/m
A端处弯矩
=(8××/120=kNm
A端处剪力
=(9×+16××40=kN
最大弯矩位置x0的计算
=()/=kN/m
=((××))/=m
最大弯矩计算
=+×()×/6×
=kNm
2)竖向力
最不利截面y-y受力简图
当x0=m时,台身在此截面y-y上的竖向力、偏心距及弯矩
名称
竖向力(kN)
偏心距e(m)
弯矩(kNm)
P1(盖板自重及盖板上土重)
(q+g)×(l0+C5)/2=
P2(台背上土重)
q×C4=
P3(台背重)
γ3×b×d×C4=
P4(最大弯矩处以上台身重)
γ3×b×(H1-x0-d/2)×C4=
0
0
∑P=
∑M=
3)截面验算
作用效应组合
γ0Md=×(×∑M+×Mmax)
=×(×()+×)=kNm
γ0Nd=××∑P=××=kN
γ0Vd=××QA=××=kN
偏心距e
e=γ0Md/γ0Nd==m
≤=×=m
S为截面或换算截面重心轴至偏心方向截面边缘的距离。
满足规范要求。
(1)偏心受压承载力验算
根据《公路污工桥涵设计规范》
构件承载力影响系数计算简图
弯曲平面内的截面回旋半径
×=
×=
构件长细比,当砌体材料为粗料石、块石和片石砌体时,其中长细比修正系数γβ取。
构件计算长度l0,当台身计算模型为上下端铰接时,l0=;当为上端铰接、下端固结时,取l0=。
现取l0==×=m,
=×=
=×=
x方向和y方向偏心受压构件承载力影响系数,其中m取8,a取,
=
=
砌体偏心受压构件承载力影响系数
构件截面面积
A=C2×b=×=m2
现根据《公路污工桥涵设计规范》
φAfcd=××=kN
≥γ0Nd=kN
偏心受压承载力满足要求
(2)正截面受弯承载力验算
构件受拉边缘的弹性抵抗矩
W=b×C22/6=×6=m3
现根据《公路污工桥涵设计规范》
W×ftmd=××106=kNm≥γ0Md=kNm
正截面受弯承载力满足要求。
(3)直接受剪承载力验算
现根据《公路污工桥涵设计规范》
其中μf为摩擦系数,取;Nk为受剪截面垂直的压力标准值,Nk=∑P+γ3×x0×C2
=+23××=kN
×+×=kN
≥γ0Vd=kN
直接受剪承载力满足要求。
3、基础验算
1)基底应力验算
基础底面上的竖向力、偏心距及弯矩见下表,其中P11汽是由车辆荷载所产生的盖板支点反力,竖向力及弯矩进行作用短期效应组合:
基底应力计算简图
名称
分项系数
竖向力(kN)
偏心距(e)
弯矩(kNm)
P1′
1
P2
1
P3
1
P5
1
46
0
0
P6
1
P7
1
P8
1
P9
1
2
P10
1
0
0
P11汽
∑P=
∑M=
基础底面积
A=b×C3=×=m2
W基=b×C32/6=×6=m3
+=kPa
≤300kPa
基地应力满足要求
2)基底强度验算
α==°≤40°
基底强度满足要求
综上,×盖板涵验算通过!
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