蓋板涵計(jì)算書(shū)很全面

蓋板涵計(jì)算書(shū)（參考版）蓋板計(jì)算1、設(shè)計(jì)資料適用涵洞樁號(hào):電白縣Y101線小橋重建工程K2+100.000蓋板涵汽車(chē)荷載等級(jí)：公路-Ⅱ級(jí)安全結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：γ0=0.9凈跨徑：l0=5.0m環(huán)境類(lèi)別：Ⅱ類(lèi)環(huán)境計(jì)算跨徑：L=5.4m單側(cè)擱置長(zhǎng)度：0.5m蓋板厚d=0.65m填土高：H=0.5m蓋板寬b=0.99m凈保護(hù)層厚度：c=4cm砼強(qiáng)度等級(jí)：C40砼軸心抗壓強(qiáng)度：fcd=18.4MPa砼軸心抗拉強(qiáng)度：ftd=1.65MPa受力主筋：5根Φ28的HRB400的鋼筋鋼筋總面積（與板跨方向平行）:AS1=0.01789m2鋼筋總面積（與板跨方向垂直）:AS2=0.00408m2鋼筋間距：20cm蓋板容重：γ1=25KN/m3鋼筋軸心抗拉強(qiáng)度：fsd=300Mpa路面結(jié)構(gòu)層和填土平均容重：γ2=20KN/m3蓋板按兩端簡(jiǎn)支的板計(jì)算，可不考慮涵臺(tái)傳來(lái)的水平力。5.0m×2.5m蓋板涵洞整體布置圖2、外力計(jì)算1）永久作用（1）豎向土壓力q=K×γ2×H=1.067965×20×0.5=10.68kN/m（2）蓋板自重g=γ1×d=25×0.65=16.25kN/m2）有車(chē)輛荷載引起的垂直壓力（可變作用）計(jì)算涵洞頂上車(chē)輛荷載引起的豎向土壓力時(shí)，車(chē)輪按其著地面積的邊緣向下做30°角分布。當(dāng)幾個(gè)車(chē)輪的壓力擴(kuò)散線相重疊時(shí)，擴(kuò)散面積以最外面的擴(kuò)散線為準(zhǔn)。車(chē)輛荷載順板跨長(zhǎng)：La=c輪+2×H×tan30°=0.2+2×0.5×/3=0.77735m車(chē)輛荷載垂直板跨長(zhǎng)：Lb=d輪+2×H×tan30°=0.6+2×0.5×/3=1.17735m單個(gè)車(chē)輪重：P=70*1.3=91kN車(chē)輪重壓強(qiáng)：p=91/（0.77735×1.17735）=99.43kN/m23、內(nèi)力計(jì)算及荷載組合1）由永久作用引起的內(nèi)力跨中彎矩：M1=（q+g）×L2/8=（10.68+16.25）×5.42/8=98.16kN??m邊墻內(nèi)側(cè)邊緣處剪力：V1=（q+g）×L0/2=（10.68+16.25）×5.0/2=67.33kN2）由車(chē)輛荷載引起的內(nèi)力跨中彎矩：=99.43*0.77735*（5.4-0.77735/2）*0.99/4=95.87kN邊墻內(nèi)側(cè)邊緣處剪力：=99.43*0.77735*0.99*（5-0.77735/2）/5=70.57kN3）作用效應(yīng)組合跨中彎矩：γ0Md=0.9（1.2M1+1.4M2）=0.9×（1.2×98.16+1.4×95.87）=226.81kN??m邊墻內(nèi)側(cè)邊緣處剪力：γ0Vd=0.9（1.2V1+1.4V2）=0.9（1.2×67.33+1.4×70.57）=161.63kN??m4、持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算截面有效高度h0=h-As=0.65-（0.04+0.016+0.028/2）=0.58m1）砼受壓區(qū)高度x=fsd×As/fcd/b=300×0.01789/18.4/0.99=0.29m根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》ξb的規(guī)定：HRB400鋼筋的相對(duì)界限受壓區(qū)高度ξb=0.53x≤ξb×h0=0.53×0.58=0.31砼受壓區(qū)高度滿足規(guī)范要求。2）最小配筋率根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》ρ=100×As/b/d=100×0.01789/0.99/0.65=2.78，≥45×ftd/fsd=0.25，同時(shí)≥0.2主筋配筋率滿足規(guī)范要求。3）正截面抗彎承載力驗(yàn)算根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》Fcd×1000×b×x（h0-x/2）=18.4×1000×0.99×0.29×(0.58-0.29/2)=2297.95kN??m≥γ0Md=226.81kN??m4）斜截面抗剪承載力驗(yàn)算根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》0.51×10-3×fcu，k0.5×b×h0=0.51×10-3×400.5×990×580=1852.09kN≥γ0Vd=161.63kN注：上公式b、h0單位為mm抗剪截面滿足規(guī)范要求。根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)于板式受彎構(gòu)件，公式可乘以1.25提高系數(shù)1.25×0.5×10-3×α2×ftd×b×h0=1.25×0.0005×1×1.65×990×580=592.14kN≥γ0Vd=161.63kN注：①上公式b、h0單位為mm；②α2為預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，對(duì)于普通鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，取α2=1.0?？刹贿M(jìn)行斜截面抗剪承載力的驗(yàn)算，只需按照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》5、裂縫寬度計(jì)算根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62-2004）中6.4關(guān)于裂縫寬度驗(yàn)算的規(guī)定：環(huán)境類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)環(huán)境，對(duì)于鋼筋混凝土構(gòu)件，最大裂縫寬度不應(yīng)超過(guò)0.20mm.作用短期效應(yīng)組合Ms=1.0M1+0.7M2=1×98.16+0.7×95.87=165.27kN??m作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合M1=1.0M1+0.4M2=1×98.16+0.4×95.87=136.51kN??m受拉鋼筋的應(yīng)力（受彎構(gòu)件）σss=Ms/0.87/As/h0=165.27/0.87/0.01789/0.58=18.31Mpa鋼筋表面形狀系數(shù)C1=1.00作用長(zhǎng)期效應(yīng)影響系數(shù)C2=1+0.5M1/Ms=1+0.5×136.51/165.27=1.15受力性質(zhì)系數(shù)C3=1.15裂縫寬度Wfk=C1×C2×C3×σss×(30+d)/Es/(0.28+10×ρ)=1×1.15×1.15×18.31×(30+0.28)/2.00×105/(0.28+10×0.01789)=0.008mm≤0.20mm裂縫寬度滿足規(guī)范要求臺(tái)身及基礎(chǔ)計(jì)算1、設(shè)計(jì)資料基礎(chǔ)為分離式基礎(chǔ)，根據(jù)《公路污工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》b=0.99m進(jìn)行計(jì)算。臺(tái)身頂寬：C1=0.40m臺(tái)身底寬：C2=0.8m涵洞凈高：H0=2.5m臺(tái)身計(jì)算高度：H1=2.83m基礎(chǔ)埋深：H2=3.65m基礎(chǔ)底寬：C3=2.8m回填土的內(nèi)摩擦角：φ=35°鋪底厚度：0.4m地基承載力容許值：300kPa計(jì)算臺(tái)寬：b=0.99m基礎(chǔ)層數(shù)：2層基礎(chǔ)襟邊：0.50m單層基礎(chǔ)厚：0.7m臺(tái)身材料：C30砼臺(tái)身軸心抗壓強(qiáng)度：fcd=11.73Mpa臺(tái)身彎曲抗拉強(qiáng)度：ftmd=1.04Mpa臺(tái)身直接抗剪強(qiáng)度：fvd=2.09Mpa基礎(chǔ)材料：C20砼鋪底材料：C20砼臺(tái)身基礎(chǔ)容重：γ3=23kN/m3鋪底容重：24kN/m3臺(tái)身基礎(chǔ)驗(yàn)算簡(jiǎn)圖2、臺(tái)身驗(yàn)算水平力車(chē)輛荷載等代土層厚破壞棱體破裂面與豎直線間夾角θ的正切值=-tan35°+[（cot35°+tan35°）×tan35°]0.5=0.52破壞棱體長(zhǎng)度l0=H2×tan（45-φ/2）=3.65×0.52=1.90m計(jì)算寬度B=1.17735m=140/1.17735/1.9/20=2.08m土的側(cè)壓力系數(shù)=tan2(45°-35°/2)=0.271q1=(H+h+d/2)×b×λ×γ2=（0.5+2.08+0.4/2）×0.99×0.2710×20=14.92kN/mq2=(H2+h)×b×λ×γ2=（3.65+2.08）×0.99×0.2710×20=30.75kN/mA端處彎矩=-2.832(8×30.75-7×14.92)/120=-9.45kN??mA端處剪力=(9×14.92+16×30.75)×2.83/40=44.31kN最大彎矩位置x0的計(jì)算=（30.75-14.92）/2.83=5.59kN/m=（30.75-（30.752-2×5.59×44.31）0.5）/5.59=1.71m最大彎矩計(jì)算=-9.45+44.31×1.71-30.75×1.712/2+（30.75-14.92）×1.713/6×2.83=36.64kN??m豎向力最不利截面y-y?受力簡(jiǎn)圖當(dāng)x0=1.68m時(shí)，臺(tái)身在此截面y-y?上的豎向力、偏心距及彎矩名稱(chēng)豎向力（kN）偏心距e（m）彎矩（kN??m）P1(蓋板自重及蓋板上土重)（q+g）×(l0+C5)/2=40.40-0.25-10.1P2（臺(tái)背上土重）q×C4=4.270.20.85P3（臺(tái)背重）γ3×b×d×C4=5.150.21.03P4（最大彎矩處以上臺(tái)身重）γ3×b×(H1-x0-d/2)×C4=18.1400∑P=67.96∑M=-8.22截面驗(yàn)算作用效應(yīng)組合γ0Md=0.9×（1.2×∑M+1.4×Mmax）=0.9×（1.2×（-8.22）+1.4×17.12）=12.69kN??mγ0Nd=0.9×1.2×∑P=0.9×1.2×67.96=73.40kNγ0Vd=0.9×1.4×QA=0.9×1.4×33.77=42.55kN偏心距ee=γ0Md/γ0Nd=12.69/73.40=0.17m≤0.6s=0.6×0.4=0.24mS為截面或換算截面重心軸至偏心方向截面邊緣的距離。滿足規(guī)范要求。偏心受壓承載力驗(yàn)算根據(jù)《公路污工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》構(gòu)件承載力影響系數(shù)計(jì)算簡(jiǎn)圖彎曲平面內(nèi)的截面回旋半徑0.99×0.289=0.28610.8×0.289=0.2312構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比，當(dāng)砌體材料為粗料石、塊石和片石砌體時(shí)，其中長(zhǎng)細(xì)比修正系數(shù)γβ取1.3。構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度l0，當(dāng)臺(tái)身計(jì)算模型為上下端鉸接時(shí)，l0=1.0H1；當(dāng)為上端鉸接、下端固結(jié)時(shí)，取l0=0.7H1?，F(xiàn)取l0=0.7H1=0.7×2.83=1.98m，=1.3×1.98/3.5/0.2312=3.18=1.3×1.98/3.5/0.2861=2.57x方向和y方向偏心受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù)，其中m取8，a取0.002，=0.8907=1.0042砌體偏心受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù)0.8941構(gòu)件截面面積A=C2×b=0.8×0.99=0.79m2現(xiàn)根據(jù)《公路污工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》φAfcd=0.8941×0.79×11.73=8285.35kN≥γ0Nd=73.40kN偏心受壓承載力滿足要求正截面受彎承載力驗(yàn)算構(gòu)件受拉邊緣的彈性抵抗矩W=b×C22/6=0.99×0.82/6=0.1056m3現(xiàn)根據(jù)《公路污工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》W×ftmd=0.1056×1.04×106=109.82kN??m≥γ0Md=12.69kN??m正截面受彎承載力滿足要求。直接受剪承載力驗(yàn)算現(xiàn)根據(jù)《公路污工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》其中μf為摩擦系數(shù)，取0.7；Nk為受剪截面垂直的壓力標(biāo)準(zhǔn)值，Nk=∑P+γ3×x0×C2=67.96+23×1.68×0.8=98.87kN0.79×2.09+0.7×98.87/1.4=51.09kN≥γ0Vd=42.55kN直接受剪承載力滿足要求。3、基礎(chǔ)驗(yàn)算1）基底應(yīng)力驗(yàn)算基礎(chǔ)底面上的豎向力、偏心距及彎矩見(jiàn)下表，其中P11汽是由車(chē)輛荷載所產(chǎn)生的蓋板支點(diǎn)反力，豎向力及彎矩進(jìn)行作用短期效應(yīng)組合：基底應(yīng)力計(jì)算簡(jiǎn)圖名稱(chēng)分項(xiàng)系數(shù)豎向力（kN）偏心距（e）彎矩（kN??m）P1′140.40-0.25-10.1P214.270.20.85P315.150.21.03P514600P6136.50.6523.73P7143.51.1550.03P814