盖板涵计算书很全面

盖板涵计算书（参考版）盖板计算1、设计资料适用涵洞桩号:电白县Y101线小桥重建工程K2+100.000盖板涵汽车荷载等级：公路-Ⅱ级安全结构重要性系数：γ0=0.9净跨径：l0=5.0m环境类别：Ⅱ类环境计算跨径：L=5.4m单侧搁置长度：0.5m盖板厚d=0.65m填土高：H=0.5m盖板宽b=0.99m净保护层厚度：c=4cm砼强度等级：C40砼轴心抗压强度：fcd=18.4MPa砼轴心抗拉强度：ftd=1.65MPa受力主筋：5根Φ28的HRB400的钢筋钢筋总面积（与板跨方向平行）:AS1=0.01789m2钢筋总面积（与板跨方向垂直）:AS2=0.00408m2钢筋间距：20cm盖板容重：γ1=25KN/m3钢筋轴心抗拉强度：fsd=300Mpa路面结构层和填土平均容重：γ2=20KN/m3盖板按两端简支的板计算，可不考虑涵台传来的水平力。5.0m×2.5m盖板涵洞整体布置图2、外力计算1）永久作用（1）竖向土压力q=K×γ2×H=1.067965×20×0.5=10.68kN/m（2）盖板自重g=γ1×d=25×0.65=16.25kN/m2）有车辆荷载引起的垂直压力（可变作用）计算涵洞顶上车辆荷载引起的竖向土压力时，车轮按其着地面积的边缘向下做30°角分布。当几个车轮的压力扩散线相重叠时，扩散面积以最外面的扩散线为准。车辆荷载顺板跨长：La=c轮+2×H×tan30°=0.2+2×0.5×/3=0.77735m车辆荷载垂直板跨长：Lb=d轮+2×H×tan30°=0.6+2×0.5×/3=1.17735m单个车轮重：P=70*1.3=91kN车轮重压强：p=91/（0.77735×1.17735）=99.43kN/m23、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=（10.68+16.25）×5.42/8=98.16kN??m边墙内侧边缘处剪力：V1=（q+g）×L0/2=（10.68+16.25）×5.0/2=67.33kN2）由车辆荷载引起的内力跨中弯矩：=99.43*0.77735*（5.4-0.77735/2）*0.99/4=95.87kN边墙内侧边缘处剪力：=99.43*0.77735*0.99*（5-0.77735/2）/5=70.57kN3）作用效应组合跨中弯矩：γ0Md=0.9（1.2M1+1.4M2）=0.9×（1.2×98.16+1.4×95.87）=226.81kN??m边墙内侧边缘处剪力：γ0Vd=0.9（1.2V1+1.4V2）=0.9（1.2×67.33+1.4×70.57）=161.63kN??m4、持久状况承载能力极限状态计算截面有效高度h0=h-As=0.65-（0.04+0.016+0.028/2）=0.58m1）砼受压区高度x=fsd×As/fcd/b=300×0.01789/18.4/0.99=0.29m根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》ξb的规定：HRB400钢筋的相对界限受压区高度ξb=0.53x≤ξb×h0=0.53×0.58=0.31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》ρ=100×As/b/d=100×0.01789/0.99/0.65=2.78，≥45×ftd/fsd=0.25，同时≥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》Fcd×1000×b×x（h0-x/2）=18.4×1000×0.99×0.29×(0.58-0.29/2)=2297.95kN??m≥γ0Md=226.81kN??m4）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》0.51×10-3×fcu，k0.5×b×h0=0.51×10-3×400.5×990×580=1852.09kN≥γ0Vd=161.63kN注：上公式b、h0单位为mm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》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=1.25×0.0005×1×1.65×990×580=592.14kN≥γ0Vd=161.63kN注：①上公式b、h0单位为mm；②α2为预应力提高系数，对于普通钢筋混凝土受弯构件，取α2=1.0。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》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》（JTGD62-2004）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=1×98.16+0.7×95.87=165.27kN??m作用长期效应组合M1=1.0M1+0.4M2=1×98.16+0.4×95.87=136.51kN??m受拉钢筋的应力（受弯构件）σss=Ms/0.87/As/h0=165.27/0.87/0.01789/0.58=18.31Mpa钢筋表面形状系数C1=1.00作用长期效应影响系数C2=1+0.5M1/Ms=1+0.5×136.51/165.27=1.15受力性质系数C3=1.15裂缝宽度Wfk=C1×C2×C3×σss×(30+d)/Es/(0.28+10×ρ)=1×1.15×1.15×18.31×(30+0.28)/2.00×105/(0.28+10×0.01789)=0.008mm≤0.20mm裂缝宽度满足规范要求台身及基础计算1、设计资料基础为分离式基础，根据《公路污工桥涵设计规范》b=0.99m进行计算。台身顶宽：C1=0.40m台身底宽：C2=0.8m涵洞净高：H0=2.5m台身计算高度：H1=2.83m基础埋深：H2=3.65m基础底宽：C3=2.8m回填土的内摩擦角：φ=35°铺底厚度：0.4m地基承载力容许值：300kPa计算台宽：b=0.99m基础层数：2层基础襟边：0.50m单层基础厚：0.7m台身材料：C30砼台身轴心抗压强度：fcd=11.73Mpa台身弯曲抗拉强度：ftmd=1.04Mpa台身直接抗剪强度：fvd=2.09Mpa基础材料：C20砼铺底材料：C20砼台身基础容重：γ3=23kN/m3铺底容重：24kN/m3台身基础验算简图2、台身验算水平力车辆荷载等代土层厚破坏棱体破裂面与竖直线间夹角θ的正切值=-tan35°+[（cot35°+tan35°）×tan35°]0.5=0.52破坏棱体长度l0=H2×tan（45-φ/2）=3.65×0.52=1.90m计算宽度B=1.17735m=140/1.17735/1.9/20=2.08m土的侧压力系数=tan2(45°-35°/2)=0.271q1=(H+h+d/2)×b×λ×γ2=（0.5+2.08+0.4/2）×0.99×0.2710×20=14.92kN/mq2=(H2+h)×b×λ×γ2=（3.65+2.08）×0.99×0.2710×20=30.75kN/mA端处弯矩=-2.832(8×30.75-7×14.92)/120=-9.45kN??mA端处剪力=(9×14.92+16×30.75)×2.83/40=44.31kN最大弯矩位置x0的计算=（30.75-14.92）/2.83=5.59kN/m=（30.75-（30.752-2×5.59×44.31）0.5）/5.59=1.71m最大弯矩计算=-9.45+44.31×1.71-30.75×1.712/2+（30.75-14.92）×1.713/6×2.83=36.64kN??m竖向力最不利截面y-y?受力简图当x0=1.68m时，台身在此截面y-y?上的竖向力、偏心距及弯矩名称竖向力（kN）偏心距e（m）弯矩（kN??m）P1(盖板自重及盖板上土重)（q+g）×(l0+C5)/2=40.40-0.25-10.1P2（台背上土重）q×C4=4.270.20.85P3（台背重）γ3×b×d×C4=5.150.21.03P4（最大弯矩处以上台身重）γ3×b×(H1-x0-d/2)×C4=18.1400∑P=67.96∑M=-8.22截面验算作用效应组合γ0Md=0.9×（1.2×∑M+1.4×Mmax）=0.9×（1.2×（-8.22）+1.4×17.12）=12.69kN??mγ0Nd=0.9×1.2×∑P=0.9×1.2×67.96=73.40kNγ0Vd=0.9×1.4×QA=0.9×1.4×33.77=42.55kN偏心距ee=γ0Md/γ0Nd=12.69/73.40=0.17m≤0.6s=0.6×0.4=0.24mS为截面或换算截面重心轴至偏心方向截面边缘的距离。满足规范要求。偏心受压承载力验算根据《公路污工桥涵设计规范》构件承载力影响系数计算简图弯曲平面内的截面回旋半径0.99×0.289=0.28610.8×0.289=0.2312构件长细比，当砌体材料为粗料石、块石和片石砌体时，其中长细比修正系数γβ取1.3。构件计算长度l0，当台身计算模型为上下端铰接时，l0=1.0H1；当为上端铰接、下端固结时，取l0=0.7H1。现取l0=0.7H1=0.7×2.83=1.98m，=1.3×1.98/3.5/0.2312=3.18=1.3×1.98/3.5/0.2861=2.57x方向和y方向偏心受压构件承载力影响系数，其中m取8，a取0.002，=0.8907=1.0042砌体偏心受压构件承载力影响系数0.8941构件截面面积A=C2×b=0.8×0.99=0.79m2现根据《公路污工桥涵设计规范》φAfcd=0.8941×0.79×11.73=8285.35kN≥γ0Nd=73.40kN偏心受压承载力满足要求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=0.99×0.82/6=0.1056m3现根据《公路污工桥涵设计规范》W×ftmd=0.1056×1.04×106=109.82kN??m≥γ0Md=12.69kN??m正截面受弯承载力满足要求。直接受剪承载力验算现根据《公路污工桥涵设计规范》其中μf为摩擦系数，取0.7；Nk为受剪截面垂直的压力标准值，Nk=∑P+γ3×x0×C2=67.96+23×1.68×0.8=98.87kN0.79×2.09+0.7×98.87/1.4=51.09kN≥γ0Vd=42.55kN直接受剪承载力满足要求。3、基础验算1）基底应力验算基础底面上的竖向力、偏心距及弯矩见下表，其中P11汽是由车辆荷载所产生的盖板支点反力，竖向力及弯矩进行作用短期效应组合：基底应力计算简图名称分项系数竖向力（kN）偏心距（e）弯矩（kN??m）P1′140.40-0.25-10.1P214.270.20.85P315.150.21.03P514600P6136.50.6523.73P7143.51.1550.03P814