盖板涵计算书很全面.docx
- 文档编号:7946576
- 上传时间:2023-05-12
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:473KB
盖板涵计算书很全面.docx
《盖板涵计算书很全面.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《盖板涵计算书很全面.docx(12页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
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+100.000盖板涵
汽车荷载等级:
公路-Ⅱ级
安全结构重要性系数:
γ0=0.9
净跨径:
l0=5.0m
环境类别:
Ⅱ类环境
计算跨径:
L=5.4m
单侧搁置长度:
0.5m
盖板厚d=0.65m
填土高:
H=0.5m
盖板宽b=0.99m
净保护层厚度:
c=4cm
砼强度等级:
C40
砼轴心抗压强度:
fcd=18.4MPa
砼轴心抗拉强度:
ftd=1.65MPa
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=0.01789m2
钢筋总面积(与板跨方向垂直):
AS2=0.00408m2
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。
5.0m×2.5m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=1.067965×20×0.5=10.68kN/m
(2)盖板自重
g=γ1×d=25×0.65=16.25kN/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°=0.2+2×0.5×
/3=0.77735m
车辆荷载垂直板跨长:
Lb=d轮+2×H×tan30°=0.6+2×0.5×
/3=1.17735m
单个车轮重:
P=70*1.3=91kN
车轮重压强:
p=
91/(0.77735×1.17735)=99.43kN/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=(10.68+16.25)×5.42/8=98.16kN••m
边墙内侧边缘处剪力:
V1=(q+g)×L0/2=(10.68+16.25)×5.0/2=67.33kN
2)由车辆荷载引起的内力
跨中弯矩:
=99.43*0.77735*(5.4-0.77735/2)*0.99/4=95.87kN
边墙内侧边缘处剪力:
=99.43*0.77735*0.99*(5-0.77735/2)/5=70.57kN
3)作用效应组合
跨中弯矩:
γ0Md=0.9(1.2M1+1.4M2)=0.9×(1.2×98.16+1.4×95.87)=226.81kN••m
边墙内侧边缘处剪力:
γ0Vd=0.9(1.2V1+1.4V2)=0.9(1.2×67.33+1.4×70.57)=161.63kN••m
4、持久状况承载能力极限状态计算
截面有效高度h0=h-As=0.65-(0.04+0.016+0.028/2)=0.58m
1)砼受压区高度
x=fsd×As/fcd/b=300×0.01789/18.4/0.99=0.29m
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=0.53
x≤ξb×h0=0.53×0.58=0.31
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=100×0.01789/0.99/0.65=2.78,
≥45×ftd/fsd=0.25,同时≥0.2
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)=18.4×1000×0.99×0.29×(0.58-0.29/2)=2297.95kN••m
≥γ0Md=226.81kN••m
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》
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1.25提高系数
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=1.0。
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6.4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0.20mm.
作用短期效应组合
Ms=1.0M1+0.7M2=1×98.16+0.7×95.87=165.27kN••m
作用长期效应组合
M1=1.0M1+0.4M2=1×98.16+0.4×95.87=136.51kN••m
受拉钢筋的应力(受弯构件)
σss=Ms/0.87/As/h0=165.27/0.87/0.01789/0.58=18.31Mpa
钢筋表面形状系数C1=1.00
作用长期效应影响系数C2=1+0.5M1/Ms=1+0.5×136.51/165.27=1.15
受力性质系数C3=1.15
裂缝宽度
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=0.99m进行计算。
台身顶宽:
C1=0.40m
台身底宽:
C2=0.8m
涵洞净高:
H0=2.5m
台身计算高度:
H1=2.83m
基础埋深:
H2=3.65m
基础底宽:
C3=2.8m
回填土的内摩擦角:
φ=35°
铺底厚度:
0.4m
地基承载力容许值:
300kPa
计算台宽:
b=0.99m
基础层数:
2层
基础襟边:
0.50m
单层基础厚:
0.7m
台身材料:
C30砼
台身轴心抗压强度:
fcd=11.73Mpa
台身弯曲抗拉强度:
ftmd=1.04Mpa
台身直接抗剪强度:
fvd=2.09Mpa
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°]0.5=0.52
破坏棱体长度l0=H2×tan(45-φ/2)=3.65×0.52=1.90m
计算宽度B=1.17735m
=140/1.17735/1.9/20=2.08m
土的侧压力系数
=tan2(45°-35°/2)=0.271
q1=(H+h+d/2)×b×λ×γ2=(0.5+2.08+0.4/2)×0.99×0.2710×20=14.92kN/m
q2=(H2+h)×b×λ×γ2=(3.65+2.08)×0.99×0.2710×20=30.75kN/m
A端处弯矩
=-2.832(8×30.75-7×14.92)/120=-9.45kN••m
A端处剪力
=(9×14.92+16×30.75)×2.83/40=44.31kN
最大弯矩位置x0的计算
=(30.75-14.92)/2.83=5.59kN/m
=(30.75-(30.752-2×5.59×44.31)0.5)/5.59=1.71m
最大弯矩计算
=-9.45+44.31×1.71-30.75×1.712/2+(30.75-14.92)×1.713/6×2.83
=36.64kN••m
2)竖向力
最不利截面y-y 受力简图
当x0=1.68m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(kN••m)
P1(盖板自重及盖板上土重)
(q+g)×(l0+C5)/2=40.40
-0.25
-10.1
P2(台背上土重)
q×C4=4.27
0.2
0.85
P3(台背重)
γ3×b×d×C4=5.15
0.2
1.03
P4(最大弯矩处以上台身重)
γ3×b×(H1-x0-d/2)×C4=18.14
0
0
∑P=67.96
∑M=-8.22
3)截面验算
作用效应组合
γ0Md=0.9×(1.2×∑M+1.4×Mmax)
=0.9×(1.2×(-8.22)+1.4×17.12)=12.69kN••m
γ0Nd=0.9×1.2×∑P=0.9×1.2×67.96=73.40kN
γ0Vd=0.9×1.4×QA=0.9×1.4×33.77=42.55kN
偏心距e
e=γ0Md/γ0Nd=12.69/73.40=0.17m
≤0.6s=0.6×0.4=0.24m
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
0.99×0.289=0.2861
0.8×0.289=0.2312
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1.3。
构件计算长度l0,当台身计算模型为上下端铰接时,l0=1.0H1;当为上端铰接、下端固结时,取l0=0.7H1。
现取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=2.57
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0.002,
=0.8907
=1.0042
砌体偏心受压构件承载力影响系数
0.8941
构件截面面积
A=C2×b=0.8×0.99=0.79m2
现根据《公路污工桥涵设计规范》
φAfcd=0.8941×0.79×11.73=8285.35kN
≥γ0Nd=73.40kN
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=0.99×0.82/6=0.1056m3
现根据《公路污工桥涵设计规范》
W×ftmd=0.1056×1.04×106=109.82kN••m≥γ0Md=12.69kN••m
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0.7;Nk为受剪截面垂直的压力标准值,Nk=∑P+γ3×x0×C2
=67.96+23×1.68×0.8=98.87kN
0.79×2.09+0.7×98.87/1.4=51.09kN
≥γ0Vd=42.55kN
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(kN••m)
P1′
1
40.40
-0.25
-10.1
P2
1
4.27
0.2
0.85
P3
1
5.15
0.2
1.03
P5
1
46
0
0
P6
1
36.5
0.65
23.73
P7
1
43.5
1.15
50.03
P8
1
4.8
-1.15
-5.52
P9
1
2
-1.15
-2.30
P10
1
77.28
0
0
P11汽
0.7
161.63
-0.25
-40.41
∑P=421.53
∑M=17.31
基础底面积
A=b×C3=0.99×2.8=2.77m2
W基=b×C32/6=0.99×2.82/6=1.29m3
421.53/2.77+17.31/1.29=165.60kPa
≤300kPa
基地应力满足要求
2)基底强度验算
α=arctan0.7143=35.5°≤40°
基底强度满足要求
综上,5.0m×2.5m盖板涵验算通过!
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 盖板 计算 全面