钢筋混凝土箱涵结构计算书

1、钢筋混凝土箱涵结构计算书一、设 计 资 料 1、孔径及净空 净跨径 Lo9.5 m 净高 Ho=4.95 m 2、设计安全等级 二级 结构重要性系数 ro=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=0.8 m 土的内摩擦角 =30 ° 填土容重 1=18 KN/m3 地基容许承载力 o=230 KPa 5、建筑材料 普通钢筋种类 HRB400 主钢筋直径 25 mm 钢筋抗拉强度设计值 fsd=330 涵身砼强度等级 C40 涵身砼抗压强度设计值 fcd=18.4 MPa 涵身砼抗拉强度设计值 ftd=1.65 MPa 钢筋砼重力密度 2=25 KN/m3

2、 基础砼强度等级 C20 混凝土重力密度 3=24 KN/m3二、设计计算 (一)截面尺寸拟定(见图01) 顶板、底板厚度 =0.8 m C1=0.3 m 侧墙厚度 t =0.8 m C2=0.3 m 横梁计算跨径 Lp=Lo+t=10.3 m L =Lo+2t=11.1 m 侧墙计算高度 hp=ho+=5.75 h =ho+2=6.55 m 基础襟边 c=0.2 m 基础高度 d=0.4 m 基础高度 B=11.5 m (二)荷载计算 1、恒载 恒载竖向压力 p恒=34.4 kN/m2 恒载水平压力 顶板处： ep1=4.8 kN/m2 底板处： ep2=44.1 kN/m2 2、活载 汽车

3、后轮着地宽度0.6 m,由公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）第4.3.4条规定，按30°角方向分布。 一个后轮横向分布宽度 a=2.824 m 同理，纵箱，汽车后轮着地宽度0.2 m，则 b=1.124 m G140 kN 车辆荷载垂直压力 q车=44.1 kN/m2 车辆荷载水平压力 e车=14.7 kN/m2 (三)内力计算 1、构件刚度比 K=0.56 2、节点弯矩和轴向力计算 计算结果见荷载效应组合汇总表,相关图示见图02图05荷载效应组合汇总表荷载种类M(KN.m)N(KN)MAMBMCMDN1N2N3N4恒载a-194.95-194.95-194.95-19

4、4.9500177.16177.161.2×结构、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×土侧压力-36.25-31.47-31.47-36.2571.22125.600车辆荷载a-249.92-249.92-249.92-249.9200-10.2110.21d-76.1645.32-59.8661.6421.1363.39-10.2110.211.4×汽车-456.54

5、-286.4-433.69263.5929.5888.75303.66332.25荷载效应组合-726.73-551.85-699.1533.78100.8214.36516.25544.84 3、构件内力计算(跨中截面内力) (1)顶板(见图06) x=Lp/2 P=1.2P恒+1.4q车=103.02kN Nx=N1=100.8kN Mx=740.66kN.m Vx=14.3kN (2)底板(见图07) 1=83.78kN/m2 2=122.26kN/m2 x=5.15 Nx=N3=516.25kN Mx=735.88kN.m Vx=-35.24kN (3)左侧墙(图08) 1=27.3k

6、N/m2 2=82.32kN/m2 x=2.875 Nx=N3=516.25kN Mx=-412.77kN.m Vx=17.23kN (4)右侧墙(见图09) 1=6.72kN/m2 2=61.74kN/m2 x=2.875 Nx=N4=544.84kN Mx=-474.97kN.m Vx=-41.93kN (5)构件内力见构件内力汇总表构件内力汇总表 (四)截面设计 1、顶板(B-C) 钢筋按左右对称，用最不利荷载计算。 (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=

7、Md/Nd=7.348 m i=h/120.5=0.231 m 长细比 lo/i=44.6>17.5 由公桥规(JTG D62-2004)第5.3.10条 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 由公桥规(JTG D62-2004)第5.3.5条 e=eo+h/2-a=7.806 m roNde=fcdbx(ho-x/2) 解得 x=0.0576985m b×ho=0.408 m 故为大偏心构件。 As=0.00291168m2=2911.

8、7 mm2 =0.38 % 0.2% 满足最小配筋率要求。 选用直径为25mm的HRB400钢筋，间距为160 mm。 实际As=3067 mm2 0.51×10(-3)×fcu,k0.5×b×ho=2483.7kN roVd=14.3kN 故抗剪截面符合公桥规(JTG D62-2004)第5.2.9条的要求。 由公桥规(JTG D62-2004)第5.2.10条 0.50×10(-3)×2×ftd×b×ho635.25kN roVd=14.3kN 故可不进行斜截面承载能力验算，仅需按公桥规(JTG D6

9、2-2004)第9.3.13条要求配置箍筋。 (2)结点 lo=10.3m h=1.1 m a=0.03 m ho=1.07m b=1m Md=699.1 kN.m Nd=100.8kN Vd=544.84 kN eo=Md/Nd=6.936 m i=h/120.5=0.318 m 长细比 lo/i=32.44 > 17.5 由公桥规(JTG D62-2004)第5.3.10条 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 由公桥规(JTG D62-2004

10、)第5.3.5条 e=eo+h/2-a=7.525 m roNde=fcdbx(ho-x/2) 解得 x=0.0392468m b×ho=0.567 m 故为大偏心构件。 As=0.00188285m2=1882.9 mm2 =0.18 % < 0.2% 应按最小配筋率进行配筋。 选用直径为25mm的HRB400钢筋，间距为220 mm。 实际As=2231.2 mm2 0.51×10(-3)×fcu,k0.5×b×ho=3451.3kN roVd=544.8kN 故抗剪截面符合公桥规(JTG D62-2004)第5.2.9条的要求。 由

11、公桥规(JTG D62-2004)第5.2.10条 0.50×10(-3)×2×ftd×b×ho882.75kN roVd=544.8kN 故可不进行斜截面承载能力验算，仅需按公桥规(JTG D62-2004)第9.3.13条要求配置箍筋。 2、底板(A-D) 钢筋按左右对称，用最不利荷载计算。 (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 长细比 lo

12、/i=44.6 > 17.5 由公桥规(JTG D62-2004)第5.3.10条 10.2+2.7eo/ho=12.237>1, 取11 21.15-0.01lo/h=1.021>1, 取21 =1+(lo/h)212ho/1400eo=1.027 由公桥规(JTG D62-2004)第5.3.5条 e=eo+h/2-a=3.896 m roNde=fcdbx(ho-x/2) 解得 x=0.0613935m b×ho=0.408 m 故为大偏心构件。 As=0.00277358m2=2773.6 mm2 =0.36 % 0.2% 满足最小配筋率要求。 选用直径为2

13、5mm的HRB400钢筋，间距为170 mm。 实际As=2887.5 mm2 0.51×10(-3)×fcu,k0.5×b×ho=2483.7kN roVd=35.2kN 故抗剪截面符合公桥规(JTG D62-2004)第5.2.9条的要求。 由公桥规(JTG D62-2004)第5.2.10条 0.50×10(-3)×2×ftd×b×ho635.25kN roVd=35.2kN 故可不进行斜截面承载能力验算，仅需按公桥规(JTG D62-2004)第9.3.13条要求配置箍筋。 (2)结点 lo=10

14、.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 长细比 lo/i=32.44 > 17.5 由公桥规(JTG D62-2004)第5.3.10条 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 由公桥规(JTG D62-2004)第5.3.5条 e=eo+h/2-a=3.978 m roNde=

15、fcdbx(ho-x/2) 解得 x=0.0442259m b×ho=0.567 m 故为大偏心构件。 As=0.00181635m2=1816.4 mm2 =0.17 % < 0.2% 应按最小配筋率进行配筋。 选用直径为25mm的HRB400钢筋，间距为220 mm。 实际As=2231.2 mm2 0.51×10(-3)×fcu,k0.5×b×ho=3451.3kN roVd=516.3kN 故抗剪截面符合公桥规(JTG D62-2004)第5.2.9条的要求。 由公桥规(JTG D62-2004)第5.2.10条 0.50

16、5;10(-3)×2×ftd×b×ho882.75kN roVd=516.3kN 故可不进行斜截面承载能力验算，仅需按公桥规(JTG D62-2004)第9.3.13条要求配置箍筋。 3、左、右侧板(B-A,C-D) (1)板中 lo=5.75m h=0.8 m a=0.03 m ho=0.77m b=1m 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 长细比 lo/i=24.9 > 17.5 由公桥规(JTG D62-2004)第5.3.10条

17、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 由公桥规(JTG D62-2004)第5.3.5条 e=eo+h/2-a=1.271 m roNde=fcdbx(ho-x/2) 解得 x=0.0505355m b×ho=0.408 m 故为大偏心构件。 As=0.00116671m2=1166.7 mm2 =0.15 % < 0.2% 应按最小配筋率进行配筋。 选用直径为25mm的HRB400钢筋，间距为310 mm。 实际As=1583.5 mm2

18、 0.51×10(-3)×fcu,k0.5×b×ho=2483.7kN roVd=41.9kN 故抗剪截面符合公桥规(JTG D62-2004)第5.2.9条的要求。 由公桥规(JTG D62-2004)第5.2.10条 0.50×10(-3)×2×ftd×b×ho635.25kN roVd=41.9kN 故可不进行斜截面承载能力验算，仅需按公桥规(JTG D62-2004)第9.3.13条要求配置箍筋。 (2)结点 lo=5.75m h=1.1 m a=0.03 m ho=1.07m b=1m Md=7

19、26.73 kN.m Nd=516.25kN Vd=214.36 kN eo=Md/Nd=1.408 m i=h/120.5=0.318 m 长细比 lo/i=18.11 > 17.5 由公桥规(JTG D62-2004)第5.3.10条 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 由公桥规(JTG D62-2004)第5.3.5条 e=eo+h/2-a=1.949 m roNde=fcdbx(ho-x/2) 解得 x=0.0523883m b×ho=0.567 m 故为大偏心构件。 As=0.00135665m2=1356.7 mm2 =0.13 % < 0.2% 应按最小配筋率进行配筋。 选用直径为25mm的HRB400钢筋，间距为220 mm。 实际As=2231.2 mm2 0.51×10(-3)×fcu,k0.5×b×ho=3451.3kN roVd=214.4kN 故抗剪截面符合公桥规(JT