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4米净跨径明涵盖板计算 2020/1/21 4米净跨径明涵盖板计算1.设计资料 汽车荷载等级：公路-I级； 环境类别：II类环境； 净跨径：L0=4m； 单侧搁置长度：0.60m； 计算跨径：L=4.45m； 盖板板端厚d1=45cm；盖板板中厚d2=45cm；盖板宽b=0.99m；保护层厚度c=4cm； 混凝土强度等级为C30； 轴心抗压强度fcd=13.8Mpa； 轴心抗拉强度ftd=1.39Mpa； 主拉钢筋等级为HRB335； 抗拉强度设计值fsd=280Mpa； 主筋直径为20mm，外径为22mm，共10根，选用钢筋总面积As=0.003142m2 涵顶铺装厚H1=1cm； 涵顶表处厚H2=10cm； 盖板容重1=25kN/m3； 涵顶铺装容重2=25kN/m3； 涵顶铺装容重3=23kN/m3 根据公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005)中7.0.6关于涵洞结构的计算假定：盖板按两端简支的板计算，可不考虑涵台传来的水平力2.外力计算1) 永久作用 (1) 涵顶铺装及涵顶表处自重 q=(2H1+3H2)b=(250.01+230.10)0.99=2.52kN/m (2) 盖板自重 g=1(d1+d2)b/2/100=25(45+45)0.99/2 /100=11.14kN/m2) 由车辆荷载引起的垂直压力（可变作用） 根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)中4.3.1关于车辆荷载的规定： 车辆荷载顺板跨长 La=0.2m 车轮重 P=70kN 根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)中4.3.2关于汽车荷载冲击力的规定： 汽车荷载的局部加载，冲击系数采用1.3 车轮重压强 p=1.3P/La=1.370/0.20=455.00kN/m3.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=(2.52+11.14)4.452/8=33.82kNm 边墙内侧边缘处剪力 V1=(q+g)L0/2=(2.52+11.14)4/2=27.32kN2) 由车辆荷载引起的内力 跨中弯矩 M2=pLa(L/2-0.7)=455.000.20(4.45/2-0.7)=138.78kNm 边墙内侧边缘处剪力 V2=pLa(L0-La/2)/L0+pLa(L0-1.5)/L0 =455.000.20(4.00-0.20/2)/4.00+455.000.20(4.00-1.5)/4.00 =145.60kN3) 作用效应组合 根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)中4.1.6关于作用效应组合的规定： 跨中弯矩 0Md=0.9(1.2M1+1.4M2) =0.9(1.233.82+1.4138.78)=211.38kNm 边墙内侧边缘处剪力 0Vd=0.9(1.2V1+1.4V2) =0.9(1.227.32+1.4145.60)=212.97kN4.持久状况承载能力极限状态计算 截面有效高度 h0=d1-c-2.2/2=45-4-1.100=39.9cm=0.399m1) 砼受压区高度 x=fsdAs/fcd/b=2800.003142/13.8/0.99=0.064m 根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)中5.2.1关于相对界限受压区高度b的规定: HRB335钢筋的相对界限受压区高度b=0.56。 xbh0=0.560.399=0.223m 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(JTG D62-2004)中9.1.12关于受弯构件最小配筋百分率的规定: P=100As/b/h0=0.80，不小于45ftd/fsd=0.22,同时不小于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(JTG D62-2004)中5.2.2关于受弯构件正截面抗弯承载力计算的规定: fcdbx(h0-x/2)=13.810000.990.064(0.399-0.064/2) =322.70kNm0Md=211.38kNm 正截面抗弯承载力满足规范要求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(JTG D62-2004)中5.2.9关于抗剪截面验算的规定: 0.5110-3fcu,k0.5bh0=0.5110-3300.5990399 =1103.42kN0Vd=212.97kN 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(JTG D62-2004)中5.2.10关于受弯构件斜截面抗剪承载力验算的规定: 对于板式受弯构件，公式可乘以1.25提高系数 1.250.510-32ftdbh0=1.250.000511.390.9910000.3991000 =343.16kN0Vd=212.97kN 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(JTG D62-2004)中9.3.13构造要求配置箍筋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(JTG D62-2004)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 =1.033.82+0.7138.78=130.96kNm 作用长期效应组合 Ml=1.0M1+0.4M2 =1.033.82+0.4138.78=89.33kNm 受拉钢筋的应力 ss=Ms/0.87/As/h0=130.96/0.87/0.003142/0.399=120.07Mpa 作用长期效应影响系数 C2=1+0.5Ml/Ms=1+0.589.33/130.