盖板涵整体计算.docx
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盖板涵整体计算
盖板涵整体计算
一.盖板计算
1.设计资料
汽车荷载品级:
公路-I级;环境类别:
I类环境;
净跨径:
L0=;单侧搁置长度:
;计算跨径:
L=2m;填土高:
H=.6m;
盖板板端厚d1=30cm;盖板板中厚d2=30cm;盖板宽b=;爱惜层厚度c=3cm;
混凝土强度品级为C30;轴心抗压强度fcd=;轴心抗拉强度ftd=;
主拉钢筋品级为HRB335;抗拉强度设计值fsd=280Mpa;
主筋直径为16mm
盖板容重γ1=25kN/m3;土容重γ2=18kN/m3
依照《公路圬工桥涵设计标准》(JTGD61-2005)中7.0.6关于涵洞结构的计算假定:
盖板按两头简支的板计算,可不考虑涵台传来的水平力
2.外力计算
1)永久作用
(1)竖向土压力
q=γ2·H·b=18×.6×=m
(2)盖板自重
g=γ1·(d1+d2)·b/2/100=25×(30+30)×2/100=m
2)由车辆荷载引发的垂直压力(可变作用)
依照《公路桥涵设计通用标准》(JTGD60-2004)中4.3.4的规定:
计算涵洞顶上车辆荷载引发的竖向土压力时,车轮按其着地面积的边缘向下做30°角散布。
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
依照《公路桥涵设计通用标准》(JTGD60-2004)中4.3.1关于车辆荷载的规定:
车辆荷载顺板跨长
La=+2·H·tan30=+2×.6×=
车辆荷载垂直板跨长
Lb=+2·H·tan30=+2×.6×=
车轮重
P=280kN
车轮重压强L
p=P/La/Lb=280/=m2
3.内力计算及荷载组合
1)由永久作用引发的内力
跨中弯矩
M1=(q+g)·L2/8=+×22/8=
边墙内侧边缘处剪力
V1=(q+g)·L0/2=+×2=
2)由车辆荷载引发的内力
跨中弯矩
M2=p·La·(L-La/2)·b/4=××
边墙内侧边缘处剪力
V2=p·La·b·(L0-La/2)/L0)=×××作用效应组合
依照《公路桥涵设计通用标准》(JTGD60-2004)中4.1.6关于作用效应组合的规定:
跨中弯矩
γ0Md=+
=××+×=
边墙内侧边缘处剪力
γ0Vd=+
=××+×=
4.持久状况承载能力极限状态计算
截面有效高度h0=2=30-3-0.875==
1)砼受压区高度
x=fsd·As/fcd/b=280×=
依照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准》(JTGD62-2004)中5.2.1关于相对界限受压区高度ξb的规定:
HRB335钢筋的相对界限受压区高度ξb=。
x≤ξb·h0=×=
砼受压区高度知足标准要求
2)最小配筋率
依照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准》(JTGD62-2004)中9.1.12关于受弯构件最小配筋百分率的规定:
P=100·As/b/h0=,不小于45ftd/fsd=,同时不小于
主筋配筋率知足标准要求
3)正截面抗弯承载力验算
依照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准》(JTGD62-2004)中5.2.2关于受弯构件正截面抗弯承载力计算的规定:
fcd·b·x(h0-x/2)=×1000××=≥γ0Md=
正截面抗弯承载力知足标准要求
4)斜截面抗剪承载力验算
依照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准》(JTGD62-2004)中5.2.9关于抗剪截面验算的规定:
×10-3·fcu,·b·h0=×10-3××990×
=≥γ0Vd=
抗剪截面知足标准要求。
依照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准》(JTGD62-2004)中5.2.10关于受弯构件斜截面抗剪承载力验算的规定:
关于板式受弯构件,公式可乘以提高系数
××10-3·α2·ftd·b·h0=××1×××1000××1000
=≥γ0Vd=
可不进行斜截面抗剪承载力的验算,只需依照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准》(JTGD62-2004)中9.3.13构造要求配置箍筋
5.裂痕宽度计算
依照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准》(JTGD62-2004)中关于裂痕宽度验算的规定:
环境类别为I类环境,关于钢筋混凝土构件,最大裂痕宽度不该超过
作用短时间效应组合
Ms=+
=×+×=
作用长期效应组合
Ml=+
=×+×=
受拉钢筋的应力
σss=Ms/As/h0==
作用长期效应阻碍系数
C2=1+Ms=1+×=
裂痕宽度
Wfk=C1·C2·C3·σss·(30+d)/Es/+10·ρ)
=1××××(30+16)/×105/+10×
=≤
裂痕宽度知足标准要求
二.台身及基础计算
1.设计资料
基础为分离式,基础襟边C1=,台身宽C2=,基础宽C3=
背墙宽C4=,搭接宽度C5=,基础高度为,铺底厚为
涵洞净高H0=,计算高度H1=,基础顶深H2=
台身容重为23kN/m3,基础容重为23kN/m3,铺底容重为23kN/m3
台身轴心抗压强度fcd=,台身弯曲抗拉强度ftmd=,台身直接抗剪强度fvd=
地基承载力允许值为150kPa,回填土的内摩擦角为30°
将台身简化为上下端铰支模型,取台宽b=进行计算
2.台身验算
1)水平力
车辆荷载等代土层厚
破坏棱体长度l0=(H1+d1/2+H)*tan(45°-30°/2)=
计算长度B=
=280/18=
土的侧压力系数
=tan2(45°-30°/2)=
q1=(H+h+d1/2)·b·λ·18
=(.6++×××18=m
q2=(H+h+H0+2+d1)·b·λ·18
=(.6++++×××18=m
A端处剪力
=
最大弯矩位置x0的计算
=m
=
最大弯矩计算
=
2)竖向力
当x0=时,台身y-y截面上的竖向力、偏心矩及弯矩
名 称
竖向力(kN)
偏心矩e(m)
弯 矩(kNm)
P1
P2
P3
P4
∑P
∑M=
3)截面验算
作用效应组合
γ0Md=××∑M+×Mmax)=
γ0Nd=××∑P=
γ0Vd=××QA=
偏心矩e
e=γ0Md/γ0Nd=
(1)偏心受压承载力验算
现依照《公路圬工桥涵设计标准》(JTGD61-2005)中条文4.0.6、计算偏心受压构件承载力阻碍系数
弯曲平面内的截面回旋半径
ix=×b=
iy=×C2=
构件长细比,其中长细比修正系数γβ取,构件计算长度l0取=
=
=
x方向和y方向偏心受压构件承载力阻碍系数,其中m取,a取
=
=
砌体偏心受压构件承载力阻碍系数
=
构件截面面积
A=C2*b=
由《公路圬工桥涵设计标准》(JTGD61-2005)中条文4.0.9中关于偏心矩e的规定,现偏心矩e=,大于××C2=,因此现依照《公路圬工桥涵设计标准》(JTGD61-2005)中条文验算偏心受压承载力
构件受拉边缘的弹性抗击矩
W=b·C22/6=
=≥γ0Nd=
偏心受压承载力知足要求
(2)正截面受弯承载力验算
构件受拉边缘的弹性抗击矩
W=b·C22/6=
现依照《公路圬工桥涵设计标准》(JTGD61-2005)中条文4.0.12计算正截面受弯承载力
W·ftmd=≥γ0Md=
正截面受弯承载力知足要求
(3)直同意剪承载力验算
现依照《公路圬工桥涵设计标准》(JTGD61-2005)中条文4.0.13计算直同意剪承载力,其中μf=,Nk=
=≥γ0Vd=
直同意剪承载力知足要求
3.基底应力验算
基础底面上的竖向力、偏心矩及弯矩见下表,其中P9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时间效应组合
名 称
分项系数
竖向力(kN)
偏心矩e(m)
弯 矩(kNm)
P1
P2
P3
P5
P6
P7
P8
P9汽
∑P
∑M=
基础底面面积
A=b·C3=
基础底面处弹性抗击矩
W=b·C32/6=
基底应力最大值
=137kPa≤150kPa
基底应力知足要求
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