2米净跨径明盖板涵整体计算

./2米净跨径明盖板涵整体计算一.盖板计算1.设计资料汽车荷载等级：公路-I级；环境类别：I类环境；净跨径：L0=2m；单侧搁置长度：0.30m；计算跨径：L=2.3m；盖板板端厚d1=30cm；盖板板中厚d2=30cm；盖板宽b=0.99m；保护层厚度c=3cm；混凝土强度等级为C25；轴心抗压强度fcd=11.5Mpa；轴心抗拉强度ftd=1.23Mpa；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14根,选用钢筋总面积As=0.004399m2涵顶铺装厚H1=.001cm；涵顶表处厚H2=.001cm；盖板容重γ1=25kN/m3；涵顶铺装容重γ2=25kN/m3；涵顶铺装容重γ3=23kN/m3根据《公路圬工桥涵设计规》<JTGD61-2005>中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=<γ2·H1+γ3·H2>·b=<25×0.00+23×0.00>×0.99=0.00kN/m<2>盖板自重g=γ1·<d1+d2>·b/2/100=25×<30+30>×0.99/2/100=7.43kN/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》<JTGD60-2004>中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》<JTGD60-2004>中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=1.3·P/La=1.3×70/0.20=455.00kN/m3.力计算及荷载组合1>由永久作用引起的力跨中弯矩M1=<q+g>·L2/8=<0.00+7.43>×2.32/8=4.91kNm边墙侧边缘处剪V1=<q+g>·L0/2=<0.00+7.43>×2/2=7.43kN2>由车辆荷载引起的力跨中弯矩M2=p·La·<L-La/2>/4=455.00×0.20×<2.30-0.20/2>/4=50.05kNm边墙侧边缘处剪力V2=p·La·<L0-La/2>/L0+p·La·<L0-1.5>/L0=455.00×0.20×<2.00-0.20/2>/2.00+455.00×0.20×<2.00-1.5>/2.00=109.20kN3>作用效应组合根据《公路桥涵设计通用规》<JTGD60-2004>中关于作用效应组合的规定：跨中弯矩γ0Md=0.9<1.2M1+1.4M2>=0.9×<1.2×4.91+1.4×50.05>=68.37kNm边墙侧边缘处剪力γ0Vd=0.9<1.2V1+1.4V2>=0.9×<1.2×7.43+1.4×109.20>=145.61kN4.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=30-3-1.100=25.9cm=0.259m1>砼受压区高度x=fsd·As/fcd/b=280×0.004399/11.5/0.99=0.108m根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》<JTGD62-2004>中关于相对界限受压区高度ξb的规定:HRB335钢筋的相对界限受压区高度ξb=0.56。x≤ξb·h0=0.56×0.259=0.145m砼受压区高度满足规要求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》<JTGD62-2004>中关于受弯构件最小配筋百分率的规定:P=100·As/b/h0=1.72,不小于45ftd/fsd=0.20,同时不小于0.2主筋配筋率满足规要求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》<JTGD62-2004>中关于受弯构件正截面抗弯承载力计算的规定:fcd·b·x<h0-x/2>=11.5×1000×0.99×0.108<0.259-0.108/2>=252.38kNm≥γ0Md=68.37kNm正截面抗弯承载力满足规要求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》<JTGD62-2004>中关于抗剪截面验算的规定:0.51×10-3·fcu,k0.5·b·h0=0.51×10-3×250.5×990×259=653.85kN≥γ0Vd=145.61kN抗剪截面满足规要求。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》<JTGD62-2004>中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1.25×0.5×10-3·α2·ftd·b·h0=1.25×0.0005×1×1.23×0.99×1000×0.259×1000=197.12kN≥γ0Vd=145.61kN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》<JTGD62-2004>中构造要求配置箍筋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》<JTGD62-2004>中6.4关于裂缝宽度验算的规定:环境类别为I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=1.0×4.91+0.7×50.05=39.95kNm作用长期效应组合Ml=1.0M1+0.4M2=1.0×4.91+0.4×50.05=24.93kNm受拉钢筋的应力σss=Ms/0.87/As/h0=39.95/0.87/0.004399/0.259=40.30Mpa作用长期效应影响系数C2=1+0.5Ml/Ms=1+0.5×24.93/39.95=1.31裂缝宽度Wfk=C1·C2·C3·σss·<30+d>/Es/<0.28+10·ρ>=1×1.31×1.15×40.30×<30+20>/2.00×105/<0.28+10×0.0172>=0.03mm≤0.20mm裂缝宽度满足规要求二.台身及基础计算1.设计资料基础为整体式,基础襟边C1=0.25m,台身宽C2=1.00m,基础宽C3=2.25m背墙宽C4=0.70m,搭接宽度C5=0.30m,基础高度为0.50m,铺底厚为0.40m涵洞净高H0=2.00m,计算高度H1=2.35m,基础顶深H2=2.70m台身容重为23kN/m3,基础容重为23kN/m3,铺底容重为23kN/m3台身轴心抗压强度fcd=5.87Mpa,台身弯曲抗拉强度ftmd=0.66Mpa,台身直接抗剪强度fvd=1.32Mpa地基承载力容许值为125kPa,回填土的摩擦角为30°将台身简化为上端铰支、下端固结模型,取台宽b=0.99m进行计算2.台身验算1>水平力车辆荷载等代土层厚破坏棱体长度l0=<H1+d1/2+0.00+0.00>*tan<45°-30°/2>=1.44m计算长度B=5.50m=560/5.50/1.44/18=3.92m土的侧压力系数=tan2<45°-30°/2>=0.3333q1=<0.00+0.00+h+d1/2>·b·λ·18=<0.00+0.00+3.92+0.15>×0.99×0.3333×18=24.17kN/mq2=<0.00+0.00+h+H0+0.40/2+d1>·b·λ·18=<0.00+0.00+3.92+2.00+0.20+0.30>×0.99×0.3333×18=38.13kN/mA端处弯矩=-21.82kNmA端处剪力=48.62kN最大弯矩位置x0的计算=5.94kN/m=1.44m最大弯矩计算=11.61kNm2>竖向力当x0=1.44m时,台身y-y截面上的竖向力、偏心矩及弯矩名称竖向力<kN>偏心矩e<m>弯矩<kNm>P19.65-0.35-3.38P20.000.150.00P34.780.150.72P417.400.000.00∑P31.84∑M=-2.663>截面验算作用效应组合γ0Md=0.9×<1.2×∑M+1.4×Mmax>=11.76kNmγ0Nd=0.9×1.2×∑P=34.38kNγ0Vd=0.9×1.4×QA=61.26kN偏心矩ee=γ0Md/γ0Nd=0.342m<1>偏心受压承载力验算现根据《公路圬工桥涵设计规》<JTGD61-2005>中条文、4.0.7计算偏心受压构件承载力影响系数弯曲平面的截面回旋半径ix=0.289×b=0.2861iy=0.289×C2=0.2890构件长细比,其中长细比修正系数γβ取1.3,构件计算长度l0取0.7H1=1.64m=2.1142=2.1355x方向和y方向偏心受压构件承载力影响系数,其中m取8.0,a取0.002=0.4009=1.0037砌体偏心受压构件承载力影响系数=0.4015构件截面面积A=C2*b=0.9900m2由《公路圬工桥涵设计规》<JTGD61-2005>中条文中关于偏心矩e的规定,现偏心矩e=0.342m,大于0.6×0.5×C2=0.30m,所以现根据《公路圬工桥涵设计规》<JTGD61-2005>中条文4.0.10验算偏心受压承载力构件受拉边缘的弹性抵抗矩W=b·C22/6=0.1650=249.34kN≥γ0Nd=34.38kN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=0.1650现根据《公路圬工桥涵设计规》<JTGD61-2005>中条文计算正截面受弯承载力W·ftmd=108.90kNm≥γ0Md=11.76kNm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《公路圬工桥涵设计规》<JTGD61-2005>中条文计算直接受剪承载力,其中μf=0.7,Nk=69.08kN=1341.34kN≥γ0Vd=61.26kN直接受剪承载力满足要求3.基底应力验算基础底面上的竖向力、偏心矩及弯矩见下表,其中P9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