新规范双孔箱涵结构设计.xls

1、钢钢筋筋混混凝凝土土双双孔孔箱箱涵涵结结构构设设计计 数数据据输输入入：说明 1.孔径及净空 净跨径L0 = 6m 净高h0 = 3.6m 孔数m=2 2.设计安全等级 设计安全等级11为一级，2为二级，3为三级 3.汽车荷载 荷载等级公路1级1为I级，2为II级，3为II级折减 4.填土情况 箱涵顶填土厚H =1m0.5m 土的内摩擦角 =30 填土容重1 =18.7kN/m3 地基承载力0 =180kPa 5.建筑材料 普通钢筋种类21为R235，2为HRB335，3为HRB400，4为KL400 主钢筋直径22mm 涵身混凝土强度等级C3015 50 6.箱涵尺寸 顶板、底板厚度 = 0

2、.4m 倒角C1 =0.05m 侧墙厚度t = 0.4m 倒角C2 =0.05m 基础襟边c =0.2m 基础高度d =0.5m 附注：有填充颜色的单元格需要按说明输入数值。 第 3 页，共 20 页 钢钢 筋筋 混混 凝凝 土土 箱箱 涵涵 结结 构构 设设 计计 一 、 设 计 资 料 1、孔径及净空 净跨径L0 = 6m 净高h0 = 3.6m 孔数m=2 2、设计安全等级一级 结构重要性系数r0 =1.1 3、汽车荷载 荷载等级公路 级 4、填土情况 涵顶填土高度H =1m 土的内摩擦角 =30 填土容重1 =18.7kN/m3 地基容许承载力0 =180kPa 5、建筑材料 普通钢筋

3、种类HRB335 主钢筋直径22mm 钢筋抗拉强度设计值fsd =280MPa 涵身混凝土强度等级C30 涵身混凝土抗压强度设计值fcd =13.8MPa 涵身混凝土抗拉强度设计值ftd =1.39MPa 钢筋混凝土重力密度2 =25kN/m3 基础混凝土强度等级C15 混凝土重力密度3 =24kN/m3 二 、 设 计 计 算 (一)截面尺寸拟定 (见图L-01) 顶板、底板厚度 =0.4m C1 =0.05m 第 4 页，共 20 页 侧墙厚度t =0.4m C2 =0.05m 横梁计算跨径LP = L0+t =6.4m L = 2L0+3t =13.2m 侧墙计算高度hP = h0+ =

4、4m h = h0+2 =4.4m 基础襟边 c =0.2m 基础高度 d =0.5m 基础宽度 B =13.6m (二)荷载计算 1、恒载 恒载竖向压力p恒 = 1H+2 =28.70kN/m2 恒载水平压力 顶板处eP1 = 1Htan2(45-/2) =6.23kN/m2图 L-01 底板处eP2 = 1(H+h)tan2(45-/3) =33.66kN/m2 2、活载 汽车后轮着地宽度0.6m，由公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)第4.3.4条规定，按30角向下分布。 一个汽车后轮横向分布宽 0.6/2+Htan30=0.88 m 1.3/2m 1.8/2m 故车轮压力扩散

5、线相重叠，应按如下计算横向分布宽度 a = (0.6/2+Htan30)2+1.3 =3.055m 同理，纵向，汽车后轮着地长度0.2m 0.2/2+Htan30=0.677 m 17.5 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.10条 1 = 0.2+2.7e0/h0 =-392.995 1.0 ，取1 = -392.99 2 = 1.15-0.01l0/h =0.990 1.0 ，取2 = 0.99 = 1+(l0/h)212h0/1400e0 =1.489 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.5条 e = e

6、0+h/2-a =-77.878m 第 12 页，共 20 页 r0Nde = fcdbx(h0-x/2) 254.14 =13800 x( 0.36-x/2) 解得x =0.055 mbh0 =0.56 0.36 =0.202 m 故为大偏心受压构件。 As = (fcdbx-r0Nd)/fsd = 0.002743181 m2= 2743.2 mm2 = 100As/(bh0) =0.76 %0.2 % 符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第9.1.12条的要求。 选用 22 130 mm，实际 As =2924.1mm2 0.5110-3fcu,k1/2

7、bh0 =1005.6 kNr0Vd =52.8 kN 故抗剪截面符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.9条的要求。 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.10条 0.5010-32ftdbh0 =250.2 kNr0Vd =52.8 kN 故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D622004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。 (2)结点(AE) l0 = 6.40 m ，h = +C1 = 0.45 m ，a = 0.04 m ，h0 = 0.41 m ，b = 1.00 m ， Md = 367

8、.00 kNm ，Nd = -2.97 kN ， Vd = 454.10 kN e0 = Md/Nd =-123.707m i =h/121/2 = 0.130m 长细比l0/i =49.27 17.5 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.10条 1 = 0.2+2.7e0/h0 =-814.456 1.0 ，取1 = -814.46 2 = 1.15-0.01l0/h =1.008 1.0 ，取2 = 1.00 = 1+(l0/h)212h0/1400e0 =1.390 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.5

9、条 e = e0+h/2-a =-171.768m r0Nde = fcdbx(h0-x/2) 560.54 =13800 x( 0.41-x/2) 解得x =0.115 mbh0 =0.56 0.41 =0.230 m 故为大偏心受压构件。 As = (fcdbx-r0Nd)/fsd = 0.005693137 m2= 5693.1 mm2 第 13 页，共 20 页 = 100As/(bh0) =1.39 %0.2 % 符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第9.1.12条的要求。 选用 22 60 mm，实际 As =6335.5mm2 0.5110-3f

10、cu,k1/2bh0 =1145.3 kNr0Vd =499.5 kN 故抗剪截面符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.9条的要求。 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.10条 0.5010-32ftdbh0 =285.0 kNr0Vd =499.5 kN 故斜截面内混凝土与箍筋共同的抗剪承载力已满足要求。 2、底板 (C-DD-F) 钢筋按左、右对称，用最不利荷载计算。 (1)跨中 l0 = 6.40 m ，h = 0.40 m ，a = 0.04 m ，h0 = 0.36 m ，b = 1.00 m ， M

11、d = 235.21 kNm ，Nd = 131.72 kN， Vd = 14.07 kN e0 = Md/Nd =1.786m i =h/121/2 = 0.115m 长细比l0/i =55.43 17.5 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.10条 1 = 0.2+2.7e0/h0 =13.592 1.0 ，取1 = 1.00 2 = 1.15-0.01l0/h =0.990 1.0 ，取2 = 0.99 = 1+(l0/h)212h0/1400e0 =1.036 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.5条

12、e = e0+h/2-a =2.011m r0Nde = fcdbx(h0-x/2) 291.35 =13800 x( 0.36-x/2) 解得x =0.064 mbh0 =0.56 0.36 =0.202 m 故为大偏心受压构件。 As = (fcdbx-r0Nd)/fsd = 0.002656887 m2= 2656.9 mm2 第 14 页，共 20 页 = 100As/(bh0) =0.74 %0.2 % 符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第9.1.12条的要求。 选用 22 140 mm，实际 As =2715.2mm2 0.5110-3fcu,k

13、1/2bh0 =1005.6 kNr0Vd =15.5 kN 故抗剪截面符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.9条的要求。 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.10条 0.5010-32ftdbh0 =250.2 kNr0Vd =15.5 kN 故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D622004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。 (2)结点 l0 = 6.40 m ，h = +C1 = 0.45 m ，a = 0.04 m ，h0 = 0.41 m ，b = 1.00 m ， Md = 363.

14、89 kNm ，Nd = 131.72 kN， Vd = 454.10 kN e0 = Md/Nd =2.763m i =h/121/2 = 0.130m 长细比l0/i =49.27 17.5 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.10条 1 = 0.2+2.7e0/h0 =18.392 1.0 ，取1 = 1.00 2 = 1.15-0.01l0/h =1.008 1.0 ，取2 = 1.00 = 1+(l0/h)212h0/1400e0 =1.021 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.5条 e = e0+

15、h/2-a =3.007m r0Nde = fcdbx(h0-x/2) 435.67 =13800 x( 0.41-x/2) 解得x =0.086 mbh0 =0.56 0.41 =0.230 m 故为大偏心受压构件。 As = (fcdbx-r0Nd)/fsd = 0.003722317 m2= 3722.3 mm2 = 100As/(bh0) =0.91 %0.2 % 符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第9.1.12条的要求。 选用 22 100 mm，实际 As =3801.3mm2 0.5110-3fcu,k1/2bh0 =1145.3 kNr0Vd

16、 =499.5 kN 故抗剪截面符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.9条的要求。 第 15 页，共 20 页 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.10条 0.5010-32ftdbh0 =285.0 kNr0Vd =499.5 kN 故斜截面内混凝土与箍筋共同的抗剪承载力已满足要求。 3、左、右侧板 (A-C，E-F) (1)板中 l0 = 4.00 m ，h = 0.40 m ，a = 0.04 m ，h0 = 0.36 m ，b = 1.00 m ， Md = 192.95 kNm ，Nd = 240.3

17、0 kN， Vd = 6.48 kN e0 = Md/Nd =0.803m i =h/121/2 = 0.115m 长细比l0/i =34.64 17.5 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.10条 1 = 0.2+2.7e0/h0 =6.256 1.0 ，取1 = 1.00 2 = 1.15-0.01l0/h =1.050 1.0 ，取2 = 1.00 = 1+(l0/h)212h0/1400e0 =1.032 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.5条 e = e0+h/2-a =0.987m r0Nde =

18、 fcdbx(h0-x/2) 260.77 =13800 x( 0.36-x/2) 解得x =0.057 mbh0 =0.56 0.36 =0.200 m 故为大偏心受压构件。 As = (fcdbx-r0Nd)/fsd = 0.001884034 m2= 1884.0 mm2 = 100As/(bh0) =0.53 %0.2 % 符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第9.1.12条的要求。 选用 18 130 mm，实际 As =1957.5mm2 0.5110-3fcu,k1/2bh0 =1000.0 kNr0Vd =7.1 kN 故抗剪截面符合公路钢筋混

19、凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.9条的要求。 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.10条 第 16 页，共 20 页 0.5010-32ftdbh0 =248.8 kNr0Vd =7.1 kN 故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D622004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。 (2)结点 l0 = 4.00 m ，h = t+C2 = 0.45 m ，a = 0.04 m ，h0 = 0.41 m ，b = 1.00 m ， Md = 248.95 kNm ，Nd = 240.30 kN， Vd =

20、43.13 kN e0 = Md/Nd =1.036m i =h/121/2 = 0.130m 长细比l0/i =30.79 17.5 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.10条 1 = 0.2+2.7e0/h0 =7.056 1.0 ，取1 = 1.00 2 = 1.15-0.01l0/h =1.061 1.0 ，取2 = 1.00 = 1+(l0/h)212h0/1400e0 =1.022 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.5条 e = e0+h/2-a =1.242m r0Nde = fcdbx(h0-

21、x/2) 328.31 =13800 x( 0.41-x/2) 解得x =0.063 mbh0 =0.56 0.41 =0.228 m 故为大偏心受压构件。 As = (fcdbx-r0Nd)/fsd = 0.002171112 m2= 2171.1 mm2 = 100As/(bh0) =0.53 %0.2 % 符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第9.1.12条的要求。 选用 22 170 mm，实际 As =2236.1mm2 0.5110-3fcu,k1/2bh0 =1139.7 kNr0Vd =47.4 kN 故抗剪截面符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土

22、桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.9条的要求。 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.10条 0.5010-32ftdbh0 =283.6 kNr0Vd =47.4 kN 故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D622004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。 3、中间板 (B-D) (1)板中 l0 = 4.00 m ，h = 0.40 m ，a = 0.04 m ，h0 = 0.36 m ，b = 1.00 m ， 第 17 页，共 20 页 Md =49.93 kNm ，Nd = 454.10 kN， Vd = 40.16

23、 kN e0 = Md/Nd =0.110m i =h/121/2 = 0.115m 长细比l0/i =34.64 17.5 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.10条 1 = 0.2+2.7e0/h0 =1.025 1.0 ，取1 = 1.00 2 = 1.15-0.01l0/h =1.050 1.0 ，取2 = 1.00 = 1+(l0/h)212h0/1400e0 =1.234 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.5条 e = e0+h/2-a =0.296m r0Nde = fcdbx(h0-x/2)

24、147.69 =13800 x( 0.36-x/2) 解得x =0.031 mbh0 =0.56 0.36 =0.202 m 故为大偏心受压构件。 As = (fcdbx-r0Nd)/fsd = -0.00025269 m2-= 252.7 mm2 = 100As/(bh0) =-0.07 %r0Vd =44.2 kN 故抗剪截面符合公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.9条的要求。 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.2.10条 0.5010-32ftdbh0 =250.2 kNr0Vd =90.4 kN 故可不进行

25、斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D622004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。 (2)结点 l0 = 4.00 m ，h = t+C2 = 0.50 m ，a = 0.04 m ，h0 = 0.46 m ，b = 1.00 m ， Md =39.78 kNm ，Nd = 454.10 kN， Vd = 309.54 kN e0 = Md/Nd =0.088m i =h/121/2 = 0.144m 长细比l0/i =27.71 17.5 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.10条 第 18 页，共 20 页 1 = 0.2+2.7e0/h0 =0.714 1.0 ，取1 = 0.71 2 = 1.15-0.01l0/h =1.070 1.0 ，取2 = 1.00 = 1+(l0/h)212h0/1400e0 =1.171 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)第5.3.5条 e = e0+h/2-a =0.313m r0Nde = fcdbx(h0-x/2) 156.15 =13800 x( 0.46-x/2) 解得x =0.025 mbh0 =0.56 0.46 =0.258 m 故为大偏心受压构件。 As = (fc