盖板涵内力计算-公式版

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资源描述

设计资料:荷载等级:公路1级涵洞净跨径L:3.00m盖板支点厚度h1:0.26m板顶填土H:2.700m土容重γ1:20KN/m³主受力钢筋级别335Φ22主受力钢筋间距:1.外力计算:1.恒载:53.46KN/m6.69KN/m2.活载横向分布宽度a:8.618m纵向分布宽度b:4.718m车轮重压强:13.774Mpa02.内力荷载组合:恒载引起内力:跨中弯矩M1=79.909KN*m边缘内侧边缘处剪力V=90.2286KN活载引起内力:跨中弯矩M2=18.115KN*m边缘内侧边缘处剪力V=20.455KN3.作用效应组合:跨中弯矩γ0Md=109.128KN*m边缘内侧边缘处剪力γ0Vd=123.220KN截面有效高度h0=0.217m一、盖板涵计算填土垂直压力q=土容重*填土高*板宽=板自重垂直压力qz=盖板容重*盖板平均高度*板宽=根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)中4.3.1关于车辆荷载的规定:1、钢筋用量计算(正截面强度验算)4.持久状况承载能力极限状态计算估算混凝土受压区高度x=40.5mm钢筋面积As=1976.4mm2则选择配筋最少根数:6根Φ22实际混凝土受压区高度x=54.5mm最小配筋率ρ:0.223%实际配筋率ρ1:1.034%正截面抗弯承载力验算:计算值:141.697KN*m计算值:601.347KN对于板式受弯构件:190.761KN作用短期效应组合:Ms=1.0*M1+0.7*M2=92.590KN*m作用长期效应组合:M长=1.0*M1+0.4*M2=87.156KN*m受拉钢筋应力:δss=Ms/0.87/As/h0=183.930Mpa钢筋表面形状系数C1:1作用长期效应影响系数C2:1.471裂缝宽度:0.21设计资料:基础形式:整体式基础襟边C1:0.20m搭接宽度C5:0.40m基础高度:0.60m2、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》(JTGD62-2004)中5.2.2关于受弯构件正截面抗弯承载力计算的规定:正截面抗弯承载力满足要求砼受压区高度满足要求最终配筋率1.034%配筋满足要求抗剪截面满足要求根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)中5.2.9/5.2.10关于抗剪截面验算的规定:5.裂缝宽度验算根据《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:可不进行斜截面抗剪承载力验算Wtk=C1*C2*C3*δss/Es*(30+d)/(0.28+10*ρ)=二、台身及基础计算砼受压区高度满足要求基础顶埋深H2:4.56台身容重:23.0KN/m³台身混凝土强度:C15台身轴心抗压强度设计值fcd05.87Mpa地基允许承载力150Kpa回填土内摩擦角ψ35°0.99m1、水平力车辆荷载等代土层厚破坏棱体长度L0=(H1+d1/2+H)*tan(45°-ψ/2)=2.374计算长度B=8.618mh=G/(L0*B*γ土)=1.244m土测压系数λ=(tan((45-ψ/2)*PI()/180))^2=0.271q1=(H+h+d/2)*b*λ*γ=24.047KN/m34.258KN/mA端处弯矩:MA=-11.034KN*m弯矩±不同A端处剪力:QA=33.07KN最大弯矩位置x0的计算:P=(q2-q1)/H1=5.90KN/mx0=1.06m最大弯矩计算:Mmax=5.94KN*m2、竖向力当x0=1.06m名 称竖向力(kN)偏心矩e(m)P1116.43-0.375P244.100.200P34.440.200P414.080.000ΣP179.048ΣM=3、截面验算q2=(H+h+H0+H铺/2+d)*b*λ*γ=将台身简化为上端铰支、下端固结模型,取台宽b=台身验算0.8880.000时,台身y-y截面上的竖向力、偏心矩及弯矩(最不利截面)弯 矩(kNm)-43.6608.821作用效应组合-29.18KN*m193.37KN41.66KN偏心矩e0.151m(1)偏心受压承载力验算弯曲平面内的截面回旋半径ix=b/sqrt(12)0.2858iy=C2/sqrt(12)0.33201.3βx=γβ*l0/3.5/iy=1.35ex=βy=γβ*l0/3.5/ix=1.574ey=8ψx=0.8325ψy=1.0045ψ=0.8356A=C2*b=1.1385㎡ψ*A*fcd=5584.48γ0Nd=(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*C2*C2/6=0.2182125W•ftmd=144.02025γ0Md=(3)直接受剪承载力验算γ0Md=0.9*(1.2*ΣM+1.4*Mmax)=γ0Nd=0.9*1.2*ΣP=由《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)中条文4.0.9中关于偏心矩e的规定,现偏心矩e=0.068m,小于等于0.6×0.5×C2=0.18m,所以现根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)中条文4.0.5验算偏心受压承载力γ0Vd=0.9*1.4*QA=e=γ0Md/γ0Nd现根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)中条文4.0.6、4.0.7计算偏心受压构件承载力影响系数构件长细比,其中长细比修正系数γβ取构件计算长度l0取0.7H1=现根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)中条文4.0.12计算正截面受弯承载力现根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)中条文4.0.13计算直接受剪承载力,其中μf=x方向和y方向偏心受压构件承载力影响系数,其中m取砌体偏心受压构件承载力影响系数构件截面面积与受剪截面垂直的压力标准值Nk=A*fvd+μf*Nk/1.4=1606.40γ0Vd=名 称分项系数竖向力(kN)偏心矩e(m)P11116.430P2144.100P314.440P5142.320P6160.030P7120.0640P8100P9汽0.720.450∑P307.84基础底面面积A=b*C3=4.3065㎡δmax=∑P/A=71.48=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,竖向力及弯矩进行作用短期效应组合地基承载力设计值(Kpa)三、基底应力验算盖板搁置宽度:0.20m盖板计算跨径LP:3.26m钢筋混凝土容重γ2:26KN/m³土内摩擦角Φ:30盖板板宽0.99m安全等级:3级混凝土轴心抗压强度标准值fck(Mpa):20.1混凝土轴心抗拉强度标准值ftk(Mpa):2.01混凝土轴心抗压强度设计值fcd(Mpa):13.8混凝土轴心抗拉强度设计值ftd(Mpa):1.39混凝土弹性模量Ec30000钢筋弹性模量Es200000钢筋抗拉强度设计值fsd(Mpa):280相对界限受压区高度εb0.56钢筋外径(mm):25.1结构重要系数γ00.9钢筋面积(mm2):380.1最大裂缝宽度mm0.2一、盖板涵计算根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)中4.3.1关于车辆荷载的规定:实际配筋根数:7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》(JTGD62-2004)中9.3.13构造要求配置箍筋受力性质系数C3:1.15(盖板为板式受弯构件),其他构件查表台身宽C2:1.15m基础宽C3:4.35m铺底厚:0.00m涵洞净高H0:1.60m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5.2.2关于受弯构件正截面抗弯承载力计算的规定:正截面抗弯承载力满足要求砼受压区高度满足要求配筋满足要求抗剪截面满足要求根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)中5.2.9/5.2.10关于抗剪截面验算的规定: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:可不进行斜截面抗剪承载力验算草,又不满足要求,可调节配筋、加大截面、提高砼等级二、台身及基础计算砼受压区高度满足要求基础容重:23KN/m³铺底容重:23KN/m³台身弯矩抗拉强度ftmd0.66Mpa台身直接抗剪强度fvd1.32Mpa土容重22KN/m³进行计算m-33.9520.8880.000时,台身y-y截面上的竖向力、偏心矩及弯矩(最不利截面)弯 矩(kNm)-43.6608.821满足要求1.2110.1510.00a取0.002需核算193.37KN偏心受压承载力满足要求-29.18KN*m正截面受弯承载力满足要求0.7由《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)中条文4.0.9中关于偏心矩e的规定,现偏心矩e=0.068m,小于等于0.6×0.5×C2=0.18m,所以现根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)中条文4.0.5验算偏心受压承载力现根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)中条文4.0.6、4.0.7计算偏心受压构件承载力影响系数构件计算长度l0取0.7H1=需验算偏小受压承载力现根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)中条文4.0.12计算正截面受弯承载力现根据《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)中条文4.0.13计算直接受剪承载力,其中μf=与受剪截面垂直的压力标准值Nk=207.15kN41.66KN直接受剪承载力满足要求弯 矩(kNm)00000000∑M=0.00150地基承载力满足要求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,竖向力及弯矩进行作用短期效应组合地基承载力设计值(Kpa)三、基底应力验算混凝土:C30净保护层厚度:0.030m环境类别:2一、盖板涵计算背墙宽C4:0.75m计算高度H1:1.73m

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