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K1+273.5 1- - 4.5X1.3m 预制钢筋混凝土暗涵结构计算书
1. 设计依据 :
《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015) 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004) 《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005) 《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007) 《公路涵洞设计细则》JTG/T D65-04-2007
2. 设计资料: :
设计荷载:公路-Ⅱ级
盖板宽 b=1 m
涵洞净跨径 l0=4.5 m
盖板支点厚度 h1=0.45 m
盖板跨中厚度 h2=0.45 m
盖板计算跨径 lp=l0+h1=4.95 m
管节材料砼标号=C40 砼
砼轴心抗拉设计强度 ftd=1.65 MPa
砼轴心抗压设计强度 Fcd=18.4 MPa
板顶填土高 H=0.482 m
土容重γ1=18 kN/m^3
钢筋混凝土容重γ2=25 kN/m^3
土的内摩擦角φ=35 度
保护层厚度=0.03 m
主受力钢筋级别=HRB400
主受力钢筋直径=22 mm
主受力钢筋根数=10
钢筋抗拉设计强度 Fsd=330 MPa 3. 外力计算: : a.恒载 填土垂直压力 q=K*土容重*填土高=9.029 kN/m
板自重垂直压力 qz=盖板容重*盖板平均高度=11.25 kN/m
b.活载 纵向分布宽度 a=0.2 m
横向分布宽度 b=0.6 m
垂直压力 P=758.333 kN/m^2 4. 荷载组合及内力计算: : a.跨中弯矩 恒载产生的跨中弯矩 M 恒=(Q 土+Q 自)*lp^2/8=62.112 kN.m
活载产生的跨中弯矩 M 汽=161.525 kN.m b.支点剪力 恒载支点剪力 Q 恒=(Q 土+Q 自)*l0/2=45.629 kN
活载支点剪力 Q 汽=149.644 kN c.荷载组合 结构重要性系数(涵洞设计安全等级为二级)γ0=1
剪力 Qj=γ0*(1.2Q 恒+1.8Q 汽)=324.114 kN
弯矩 Mj=γ0*(1.2M 恒+1.8M 汽)=365.279 kN.m 5. 截面配筋: :
实际受拉区配筋面积为 Ag=38.01 cm^2
截面有效高度 h0=40.745 cm
配筋率 P=100*Ag/b/h0=0.933
配筋率 P >= 45*ftd/fsd=0.225,同时不小于 0.2,满足要求 6. 正截面强度验算: :
混凝土受压区高度 x=Fsd*Ag/(Fcd*b)=6.817 cm
混凝土受压区高度界限系数ξjg=0.53
受压区高度 x < ξjg*h0=21.595,满足要求
正截面强度=Fcd*b*x*(h0-x/2)=468.323 kN.m
正截面强度 > 设计强度 Mj,正截面强度满足要求 7. 斜截面剪切强度验算: :
r0*Qj=324.114 ≤ 0.51*10^-3*sqrt(fcuk)*b*h0=1314.239,截面尺寸满足要求
r0*Qj=324.114 ≤ 0.5*10^-3*ftd*b*h0=420.183,斜截面抗剪强度满足要求 8. 裂缝宽度验算: :
作用短期效应组合 Ms=1.0*M1+0.7*M2=175.18 kN.m
作用长期效应组合 Ml=1.0*M1+0.4*M2=126.722 kN.m
钢筋表面形状影响系数 C1 =1
荷载特征影响系数 C2 =1.362
构件形式系数 C3 =1.15
受拉钢筋的直径 d=22 mm
受拉钢筋重心处的应力σg=130.015 MPa
钢筋的弹性模量 Es=200000 MPa
配筋率ρ=0.009
最大裂缝宽度δfmax=C1*C2*C3*σg/Es*(30+d)/(0.28+10*ρ)=0.142 mm
δfmax < 0.2,最大裂缝宽度满足要求
******* 钢筋混凝土盖板涵涵台验算 *******
1. 设计依据: :
《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015) 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004) 《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005) 《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007) 2. 设计资料: :
涵台净高=1.8 m
盖板搁置长=0.5 m
涵台背坡=1:0
铺砌厚度=0.3 m
铺底距台距=0 m
是否为整体式基础:否
基础厚度=0.6 m
基础襟边宽=0.3 m
基础级数=2
是否设置支撑梁=是
支撑梁宽=0.4 m
支撑梁高=0.4 m
路基宽度=6.5 m
涵洞长度=8 m
涵台顶宽=1 m
涵台材料的长细比修正系数=1
砂浆强度等级=M7.5
涵台容重=23 kN/m^3
铺底容重=23 kN/m^3
基础容重=23 kN/m^3
涵台身抗压强度设计值=4.54 MPa
基底容许应力[σ]=280 kPa
3. 水平土压力计 算: :
涵台计算高度=1.925 m
破坏棱体长度=1.5 m
活载土压力换算土层厚=2.592 m
水平土压力 q1=16.093 kN/m^2
水平土压力 q2=25.482 kN/m^2
支座处反力 RA=18.502 kN
支座处反力 RB=21.514 kN
最大弯矩所在 X=0.701 m
最大弯矩=9.642 kN.m
4. 垂直压力计算: :
在 X 截面上的垂直力如下:
P(1)=54.813 kN
E(1)=-0.25 m
M(1)=-13.703 kN.m
P(2)=4.341 kN
E(2)=0.25 m
M(2)=1.085 kN.m
P(3)=5.175 kN
E(3)=0.25 m
M(3)=1.294 kN.m
P(4)=16.133 kN
E(4)=-0 m
M(4)=-0 kN.m
ΣP 恒=80.462 kN
ΣM 恒=-11.324 kN.m
5. 截面强度与稳定验算: :
组合弯矩 Mj=3.767 kN.m
组合剪力 Nj=365.915 kN
偏心距 e0=0.01 m
偏心距 e0 ≤ 0.6*y=0.300,偏心距符合要求!
γ0*Nj=365.915 < φ*A*fcd=4553.288,强度满足要求!
6. 基底应力验算: :
基底垂直压力如下:
P(1)=54.813 kN
E(1)=-0.25 m
M(1)=-13.703 kN.m
P(2)=4.341 kN
E(2)=0.25 m
M(2)=1.085 kN.m
P(3)=5.175 kN
E(3)=0.25 m
M(3)=1.294 kN.m
P(4)=41.4 kN
E(4)=-0 m
M(4)=-0 kN.m
P(5)=22.08 kN
E(5)=0 m
M(5)=0 kN.m
P(6)=30.36 kN
E(6)=0 m
M(6)=0 kN.m
P(7)=15.39 kN
E(7)=0.95 m
M(7)=14.621 kN.m
P(8)=2.605 kN
E(8)=0.65 m
M(8)=1.693 kN.m
P(9)=12.15 kN
E(9)=0.65 m
M(9)=7.898 kN.m
P(10)=9 kN
E(10)=-0.65 m
M(10)=-5.85 kN.m
P(11)=2.605 kN
E(11)=0.65 m
M(11)=1.693 kN.m
P(12)=115.111 kN
E(12)=-0.25 m
M(12)=-28.778 kN.m
ΣP=315.03 kN
ΣM=-20.048 kN.m
A=2.2 m^2
W=0.807
δmax=ΣP/A + ΣM/W=168.048 kPa
δmin=ΣP/A - ΣM/W=118.342 kPa
δmax < 基底容许应力180.00kPa,满足要求!