钢筋混凝土箱涵结构计算书

钢筋混凝土箱涵结构计算书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Lo＝9.5m净高Ho=4.95m2、设计安全等级二级结构重要性系数ro=13、汽车荷载荷载等级公路-Ⅰ级4、填土情况涵顶填土高度H=0.8m土的内摩擦角φ=30°填土容重γ1=18KN/m^3地基容许承载力[σo]=230KPa5、建筑材料普通钢筋种类HRB400主钢筋直径25mm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=18.4MPa涵身砼抗拉强度设计值ftd=1.65MPa钢筋砼重力密度γ2=25KN/m^3基础砼强度等级C20混凝土重力密度γ3=24KN/m^3二、设计计算(一)截面尺寸拟定(见图01)顶板、底板厚度δ=0.8m钢筋混凝土箱涵结构计算书全文共1页，当前为第1页。C1=0.3m钢筋混凝土箱涵结构计算书全文共1页，当前为第1页。钢筋混凝土箱涵结构计算书侧墙厚度t=0.8mC2=0.3m横梁计算跨径Lp=Lo+t=10.3mL=Lo+2t=11.1m侧墙计算高度hp=ho+δ=5.75h=ho+2δ=6.55m基础襟边c=0.2m基础高度d=0.4m基础高度B=11.5m(二)荷载计算1、恒载恒载竖向压力p恒=34.4kN/m^2恒载水平压力顶板处：ep1=4.8kN/m^2底板处：ep2=44.1kN/m^22、活载汽车后轮着地宽度0.6m,由《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）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=2.824m同理，纵箱，汽车后轮着地宽度0.2m，则b=1.124m∑G＝140kN车辆荷载垂直压力q车=44.1kN/m^2车辆荷载水平压力e车=14.7kN/m^2(三)内力计算1、构件刚度比K=0.562、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-194.95-194.95-194.95-194.9500177.16177.161.2×∑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-456.54-286.4-433.69263.5929.5888.75303.66332.25荷载效应组合-726.73-551.85-699.1533.78100.8214.36516.25544.84钢筋混凝土箱涵结构计算书全文共2页，当前为第2页。钢筋混凝土箱涵结构计算书全文共2页，当前为第2页。钢筋混凝土箱涵结构计算书3、构件内力计算(跨中截面内力)(1)顶板(见图06)x=Lp/2P=1.2P恒+1.4q车=103.02kNNx=N1=100.8kNMx=740.66kN.mVx=14.3kN(2)底板(见图07)ω1=83.78kN/m^2ω2=122.26kN/m^2x=5.15Nx=N3=516.25kNMx=735.88kN.mVx=-35.24kN(3)左侧墙(图08)ω1=27.3kN/m^2ω2=82.32kN/m^2x=2.875Nx=N3=516.25kNMx=-412.77kN.mVx=17.23kN(4)右侧墙(见图09)钢筋混凝土箱涵结构计算书全文共3页，当前为第3页。ω1=6.72kN/m^2钢筋混凝土箱涵结构计算书全文共3页，当前为第3页。钢筋混凝土箱涵结构计算书ω2=61.74kN/m^2x=2.875Nx=N4=544.84kNMx=-474.97kN.mVx=-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=10.3mh=0.8ma=0.03mho=0.77mb=1mMd=740.66kN.mNd=100.8kNVd=14.3kNeo=Md/Nd=7.348mi=h/12^0.5=0.231m长细比lo/i=44.6>17.5由《公桥规》(JTGD62-2004)第5.3.10条ξ1＝0.2+2.7eo/ho=25.966>1,取ξ1＝1ξ2＝1.15-0.01lo/h=1.021>1,取ξ2＝1η=1+(lo/h)^2ξ1ξ2ho/1400eo=1.012由《公桥规》(JTGD62-2004)第5.3.5条e=ηeo+h/2-a=7.806mroNde=fcdbx(ho-x/2)解得x=0.0576985m≤ξb×ho=0.408m故为大偏心构件。As=0.00291168m^2=2911.7mm^2μ=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160mm。实际As=3067mm^20.51×10^(-3)×fcu,k^0.5×b×ho=2483.7kN≥roVd=14.3kN故抗剪截面符合《公桥规》(JTGD62-2004)第5.2.9条的要求。由《公桥规》(JTGD62-2004)第5.2.10条0.50×10^(-3)×α2×ftd×b×ho＝635.25kN≥roVd=14.3kN钢筋混凝土箱涵结构计算书全文共4页，当前为第4页。故可不进行斜截面承载能力验算，仅需按《公桥规》(JTGD62-2004)第9.3.13条要求配置钢筋混凝土箱涵结构计算书全文共4页，当前为第4页。钢筋混凝土箱涵结构计算书箍筋。(2)结点lo=10.3mh=1.1ma=0.03mho=1.07mb=1mMd=699.1kN.mNd=100.8kNVd=544.84kNeo=Md/Nd=6.936mi=h/12^0.5=0.318m长细比lo/i=32.44>17.5由《公桥规》(JTGD62-2004)第5.3.10条ξ1＝0.2+2.7eo/ho=17.701>1,取ξ1＝1ξ2＝1.15-0.01lo/h=1.056>1,取ξ2＝1η=1+(lo/h)^2ξ1ξ2ho/1400eo=1.01由《公桥规》(JTGD62-2004)第5.3.5条e=ηeo+h/2-a=7.525mroNde=fcdbx(ho-x/2)解得x=0.0392468m≤ξb×ho=0.567m故为大偏心构件。As=0.00188285m^2=1882.9mm^2μ=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220mm。实际As=2231.2mm^20.51×10^(-3)×fcu,k^0.5×b×ho=3451.3kN≥roVd=544.8kN故抗剪截面符合《公桥规》(JTGD62-2004)第5.2.9条的要求。由《公桥规》(JTGD62-2004)第5.2.10条0.50×10^(-3)×α2×ftd×b×ho＝882.75kN≥roVd=544.8kN故可不进行斜截面承载能力验算，仅需按《公桥规》(JTGD62-2004)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=10.3mh=0.8ma=0.03mho=0.77mb=1mMd=735.88kN.mNd=214.36kNVd=35.24kNeo=Md/Nd=3.433mi=h/12^0.5=0.231m长细比lo/i=44.6>17.5由《公桥规》(JTGD62-2004)第5.3.10条ξ1＝0.2+2.7eo/ho=12.237>1,取ξ1＝1ξ2＝1.15-0.01lo/h=1.021>1,取ξ2＝1η=1+(lo/h)^2ξ1ξ2ho/1400eo=1.027由《公桥规》(JTGD62-2004)第5.3.5条e=ηeo+h/2-a=3.896mroNde=fcdbx(ho-x/2)解得x=0.0613935m≤ξb×ho=0.408m钢筋混凝土箱涵结构计算书全文共5页，当前为第5页。故为大偏心构件。钢筋混凝土箱涵结构计算书全文共5页，当前为第5页。钢筋混凝土箱涵结构计算书As=0.00277358m^2=2773.6mm^2μ=0.36%≥0.2%满足最小配筋率要求。选用直径为25mm的HRB400钢筋，间距为170mm。实际As=2887.5mm^20.51×10^(-3)×fcu,k^0.5×b×ho=2483.7kN≥roVd=35.2kN故抗剪截面符合《公桥规》(JTGD62-2004)第5.2.9条的要求。由《公桥规》(JTGD62-2004)第5.2.10条0.50×10^(-3)×α2×ftd×b×ho＝635.25kN≥roVd=35.2kN故可不进行斜截面承载能力验算，仅需按《公桥规》(JTGD62-2004)第9.3.13条要求配置箍筋。(2)结点lo=10.3mh=1.1ma=0.03mho=1.07mb=1mMd=726.73kN.mNd=214.36kNVd=516.25kNeo=Md/Nd=3.39mi=h/12^0.5=0.318m长细比lo/i=32.44>17.5由《公桥规》(JTGD62-2004)第5.3.10条ξ1＝0.2+2.7eo/ho=8.755>1,取ξ1＝1ξ2＝1.15-0.01lo/h=1.056>1,取ξ2＝1η=1+(lo/h)^2ξ1ξ2ho/1400eo=1.02由《公桥规》(JTGD62-2004)第5.3.5条e=ηeo+h/2-a=3.978mroNde=fcdbx(ho-x/2)解得x=0.0442259m≤ξb×ho=0.567m故为大偏心构件。As=0.00181635m^2=1816.4mm^2μ=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220mm。实际As=2231.2mm^20.51×10^(-3)×fcu,k^0.5×b×ho=3451.3kN≥roVd=516.3kN故抗剪截面符合《公桥规》(JTGD62-2004)第5.2.9条的要求。由《公桥规》(JTGD62-2004)第5.2.10条0.50×10^(-3)×α2×ftd×b×ho＝882.75kN≥roVd=516.3kN故可不进行斜截面承载能力验算，仅需按《公桥规》(JTGD62-2004)第9.3.13条要求配置箍筋。3、左、右侧板(B-A,C-D)(1)板中lo=5.75mh=0.8ma=0.03mho=0.77mb=1mMd=474.97kN.mNd=544.84kNVd=41.93kNeo=Md/Nd=0.872mi=h/12^0.5=0.231m钢筋混凝土箱涵结构计算书全文共6页，当前为第6页。长细比lo/i=24.9>17.5钢筋混凝土箱涵结构计算书全文共6页，当前为第6页。钢筋混凝土箱涵结构计算书由《公桥规》(JTGD62-2004)第5.3.10条ξ1＝0.2+2.7eo/ho=3.257>1,取ξ1＝1ξ2＝1.15-0.01lo/h=1.078>1,取ξ2＝1η=1+(lo/h)^2ξ1ξ2ho/1400eo=1.033由《公桥规》(JTGD62-2004)第5.3.5条e=ηeo+h/2-a=1.271mroNde=fcdbx(ho-x/2)解得x=0.0505355m≤ξb×ho=0.408m故为大偏心构件。As=0.00116671m^2=1166.7mm^2μ=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310mm。实际As=1583.5mm^20.51×10^(-3)×fcu,k^0.5×b×ho=2483.7kN≥roVd=41.9kN故抗剪截面符合《公桥规》(JTGD62-2004)第5.2.9条的要求。由《公桥规》(JTGD62-2004)第5.2.10条0.50×10^(-3)×α2×ftd×b×ho＝635.25kN≥roVd=41.9kN故可不进行斜截面承载能力验算，仅需按《公桥规》(JTGD62-2004)第9.3.13条要求配置箍筋。(2)结点lo=5.75mh=1.1ma=0.03mho=1.07mb=1mMd=726.73kN.mNd=516.25kNVd=214.36kNeo=Md/Nd=1.408mi=h/12^0.5=0.318m长细比lo/i=18.11>17.5由《公桥规》(JTGD62-2004)第5.3.10条ξ1＝0.2+2.7eo/ho=3.752>1,取ξ1＝1ξ2＝1.15-0.01lo/h=1.098>1,取ξ2＝1η=1+(lo/h)^2ξ1ξ2ho/1400eo=1.015由《公桥规》(JTGD62-2004)第5.3.5条e=ηeo+h/2-a=1.949mroNde=fcdbx(ho-x/2)解得x=0.0523883m≤ξb×ho=0.567m故为大偏心构件。As=0.00135665m^2=1356.7mm^2μ=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220mm。实际As=2231.2mm^20.51×10^(-3)×fcu,k^0.5×b×ho=3451.3kN≥roVd=21