鋼筋混凝土箱涵結(jié)構(gòu)計(jì)算書

1、鋼筋混凝土箱涵結(jié)構(gòu)計(jì)算書一、設(shè) 計(jì) 資 料 1、孔徑及凈空 凈跨徑 Lo9.5 m 凈高 Ho=4.95 m 2、設(shè)計(jì)安全等級 二級 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) ro=1 3、汽車荷載 荷載等級 公路-級 4、填土情況 涵頂填土高度 H=0.8 m 土的內(nèi)摩擦角 =30 ° 填土容重 1=18 KN/m3 地基容許承載力 o=230 KPa 5、建筑材料 普通鋼筋種類 HRB400 主鋼筋直徑 25 mm 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fsd=330 涵身砼強(qiáng)度等級 C40 涵身砼抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fcd=18.4 MPa 涵身砼抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ftd=1.65 MPa 鋼筋砼重力密度 2=25 KN/m3

2、 基礎(chǔ)砼強(qiáng)度等級 C20 混凝土重力密度 3=24 KN/m3二、設(shè)計(jì)計(jì)算 (一)截面尺寸擬定(見圖01) 頂板、底板厚度 =0.8 m C1=0.3 m 側(cè)墻厚度 t =0.8 m C2=0.3 m 橫梁計(jì)算跨徑 Lp=Lo+t=10.3 m L =Lo+2t=11.1 m 側(cè)墻計(jì)算高度 hp=ho+=5.75 h =ho+2=6.55 m 基礎(chǔ)襟邊 c=0.2 m 基礎(chǔ)高度 d=0.4 m 基礎(chǔ)高度 B=11.5 m (二)荷載計(jì)算 1、恒載 恒載豎向壓力 p恒=34.4 kN/m2 恒載水平壓力 頂板處： ep1=4.8 kN/m2 底板處： ep2=44.1 kN/m2 2、活載 汽車

3、后輪著地寬度0.6 m,由公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）第條規(guī)定，按30°角方向分布。 一個(gè)后輪橫向分布寬度 a=2.824 m 同理，縱箱，汽車后輪著地寬度0.2 m，則 b=1.124 m G140 kN 車輛荷載垂直壓力 q車=44.1 kN/m2 車輛荷載水平壓力 e車=14.7 kN/m2 (三)內(nèi)力計(jì)算 1、構(gòu)件剛度比 K=0.56 2、節(jié)點(diǎn)彎矩和軸向力計(jì)算 計(jì)算結(jié)果見荷載效應(yīng)組合匯總表,相關(guān)圖示見圖02圖05荷載效應(yīng)組合匯總表荷載種類M(KN.m)N(KN)MAMBMCMDN1N2N3N4恒載a-194.95-194.95-194.95-194.950

4、0177.16177.161.2×結(jié)構(gòu)、土的重力-233.94-233.94-233.94-233.9400212.59212.59b-4.75-4.75-4.75-4.7513.813.800c-21.14-17.72-17.72-21.1437.0775.9001.4×土側(cè)壓力-36.25-31.47-31.47-36.2571.22125.600車輛荷載a-249.92-249.92-249.92-249.9200-10.2110.21d-76.1645.32-59.8661.6421.1363.39-10.2110.211.4×汽車-456.54-286.

5、4-433.69263.5929.5888.75303.66332.25荷載效應(yīng)組合-726.73-551.85-699.1533.78100.8214.36516.25544.84 3、構(gòu)件內(nèi)力計(jì)算(跨中截面內(nèi)力) (1)頂板(見圖06) x=Lp/2 P=1.2P恒+1.4q車=103.02kN Nx=N1=100.8kN Vx=14.3kN (2)底板(見圖07) 1=83.78kN/m2 2=122.26kN/m2 x=5.15 Nx=N3=516.25kN Vx=-35.24kN (3)左側(cè)墻(圖08) 1=27.3kN/m2 2=82.32kN/m2 x=2.875 Nx=N3=5

6、16.25kN Vx=17.23kN (4)右側(cè)墻(見圖09) 1=6.72kN/m2 2=61.74kN/m2 x=2.875 Nx=N4=544.84kN Vx=-41.93kN (5)構(gòu)件內(nèi)力見構(gòu)件內(nèi)力匯總表構(gòu)件內(nèi)力匯總表 (四)截面設(shè)計(jì) 1、頂板(B-C) 鋼筋按左右對稱，用最不利荷載計(jì)算。 (1)跨中 lo=10.3m h=0.8 m a=0.03 m ho=0.77m b=1m Md=740.66 kN.m Nd=100.8kN Vd=14.3 kN eo=Md/Nd=7.348 m i=h/120.5=0.231 m 長細(xì)比 lo/i=44.6>17.5 由公橋規(guī)(JTG

7、D62-2004)第條 10.2+2.7eo/ho=25.966>1, 取11 21.15-0.01lo/h=1.021>1, 取21 =1+(lo/h)212ho/1400eo=1.012 由公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條 e=eo+h/2-a=7.806 m roNde=fcdbx(ho-x/2) 解得 x=0.0576985m b×ho=0.408 m 故為大偏心構(gòu)件。 As=0.00291168m2=2911.7 mm2 =0.38 % 0.2% 滿足最小配筋率要求。 選用直徑為25mm的HRB400鋼筋，間距為160 mm。 實(shí)際As=3067 mm2

8、0.51×10(-3)×fcu,k0.5×b×ho=2483.7kN roVd=14.3kN 故抗剪截面符合公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條的要求。 由公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條 0.50×10(-3)×2×ftd×b×ho635.25kN roVd=14.3kN 故可不進(jìn)行斜截面承載能力驗(yàn)算，僅需按公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條要求配置箍筋。 (2)結(jié)點(diǎn) lo=10.3m h=1.1 m a=0.03 m ho=1.07m b=1m Md=699.1 kN.m Nd=100.8

9、kN Vd=544.84 kN eo=Md/Nd=6.936 m i=h/120.5=0.318 m 長細(xì)比 lo/i=32.44 > 17.5 由公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條 10.2+2.7eo/ho=17.701>1, 取11 21.15-0.01lo/h=1.056>1, 取21 =1+(lo/h)212ho/1400eo=1.01 由公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條 e=eo+h/2-a=7.525 m roNde=fcdbx(ho-x/2) 解得 x=0.0392468m b×ho=0.567 m 故為大偏心構(gòu)件。 As=0.001882

10、85m2=1882.9 mm2 =0.18 % < 0.2% 應(yīng)按最小配筋率進(jìn)行配筋。 選用直徑為25mm的HRB400鋼筋，間距為220 mm。 實(shí)際As=2231.2 mm2 0.51×10(-3)×fcu,k0.5×b×ho=3451.3kN roVd=544.8kN 故抗剪截面符合公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條的要求。 由公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條 0.50×10(-3)×2×ftd×b×ho882.75kN roVd=544.8kN 故可不進(jìn)行斜截面承載能力驗(yàn)算，僅需按

11、公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條要求配置箍筋。 2、底板(A-D) 鋼筋按左右對稱，用最不利荷載計(jì)算。 (1)跨中 lo=10.3m h=0.8 m a=0.03 m ho=0.77m b=1m Md=735.88 kN.m Nd=214.36kN Vd=35.24 kN eo=Md/Nd=3.433 m i=h/120.5=0.231 m 長細(xì)比 lo/i=44.6 > 17.5 由公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條 10.2+2.7eo/ho=12.237>1, 取11 21.15-0.01lo/h=1.021>1, 取21 =1+(lo/h)212ho/140

12、0eo=1.027 由公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條 e=eo+h/2-a=3.896 m roNde=fcdbx(ho-x/2) 解得 x=0.0613935m b×ho=0.408 m 故為大偏心構(gòu)件。 As=0.00277358m2=2773.6 mm2 =0.36 % 0.2% 滿足最小配筋率要求。 選用直徑為25mm的HRB400鋼筋，間距為170 mm。 實(shí)際As=2887.5 mm2 0.51×10(-3)×fcu,k0.5×b×ho=2483.7kN roVd=35.2kN 故抗剪截面符合公橋規(guī)(JTG D62-2004

13、)第條的要求。 由公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條 0.50×10(-3)×2×ftd×b×ho635.25kN roVd=35.2kN 故可不進(jìn)行斜截面承載能力驗(yàn)算，僅需按公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條要求配置箍筋。 (2)結(jié)點(diǎn) lo=10.3m h=1.1 m a=0.03 m ho=1.07m b=1m Md=726.73 kN.m Nd=214.36kN Vd=516.25 kN eo=Md/Nd=3.39 m i=h/120.5=0.318 m 長細(xì)比 lo/i=32.44 > 17.5 由公橋規(guī)(JTG D62-

14、2004)第條 10.2+2.7eo/ho=8.755>1, 取11 21.15-0.01lo/h=1.056>1, 取21 =1+(lo/h)212ho/1400eo=1.02 由公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條 e=eo+h/2-a=3.978 m roNde=fcdbx(ho-x/2) 解得 x=0.0442259m b×ho=0.567 m 故為大偏心構(gòu)件。 As=0.00181635m2=1816.4 mm2 =0.17 % < 0.2% 應(yīng)按最小配筋率進(jìn)行配筋。 選用直徑為25mm的HRB400鋼筋，間距為220 mm。 實(shí)際As=2231.2 m

15、m2 0.51×10(-3)×fcu,k0.5×b×ho=3451.3kN roVd=516.3kN 故抗剪截面符合公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條的要求。 由公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條 0.50×10(-3)×2×ftd×b×ho882.75kN roVd=516.3kN 故可不進(jìn)行斜截面承載能力驗(yàn)算，僅需按公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條要求配置箍筋。 3、左、右側(cè)板(B-A,C-D) (1)板中 lo=5.75m h=0.8 m a=0.03 m ho=0.77m b=1m

16、Md=474.97 kN.m Nd=544.84kN Vd=41.93 kN eo=Md/Nd=0.872 m i=h/120.5=0.231 m 長細(xì)比 lo/i=24.9 > 17.5 由公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條 10.2+2.7eo/ho=3.257>1, 取11 21.15-0.01lo/h=1.078>1, 取21 =1+(lo/h)212ho/1400eo=1.033 由公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條 e=eo+h/2-a=1.271 m roNde=fcdbx(ho-x/2) 解得 x=0.0505355m b×ho=0.408

17、m 故為大偏心構(gòu)件。 As=0.00116671m2=1166.7 mm2 =0.15 % < 0.2% 應(yīng)按最小配筋率進(jìn)行配筋。 選用直徑為25mm的HRB400鋼筋，間距為310 mm。 實(shí)際As=1583.5 mm2 0.51×10(-3)×fcu,k0.5×b×ho=2483.7kN roVd=41.9kN 故抗剪截面符合公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條的要求。 由公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條 0.50×10(-3)×2×ftd×b×ho635.25kN roVd=41.9k

18、N 故可不進(jìn)行斜截面承載能力驗(yàn)算，僅需按公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條要求配置箍筋。 (2)結(jié)點(diǎn) lo=5.75m h=1.1 m a=0.03 m ho=1.07m b=1m Md=726.73 kN.m Nd=516.25kN Vd=214.36 kN eo=Md/Nd=1.408 m i=h/120.5=0.318 m 長細(xì)比 lo/i=18.11 > 17.5 由公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條 10.2+2.7eo/ho=3.752>1, 取11 21.15-0.01lo/h=1.098>1, 取21 =1+(lo/h)212ho/1400eo=1.015 由公橋規(guī)(JTG D62-2004)第條 e=eo+h/2-a=1.949 m roNde=fcdbx(ho-x/2) 解得 x=0.0523883m b×ho=0.567 m 故為大偏心構(gòu)件。 As=0.00135665m2=1356.7 mm2 =0.13 % < 0.2% 應(yīng)按最小配筋率進(jìn)行配筋。 選用直徑為25mm的HRB400鋼筋，間距為220 mm。 實(shí)際As=2231.2 mm2 0.51×10(-3)×fcu,k0.5×b×ho=3451.3kN roVd=214.4kN 故抗剪截面符合公橋