当前位置:文档之家› PCVX涵洞计算过程

PCVX涵洞计算过程

PCVX涵洞计算过程一:圆管涵《公路涵洞设计细则》(JTG/T D65-4--2007)规定:1:混凝土圆管涵设计可仅考虑车辆荷载、圆管涵自重和填土产生的等效荷载的作用组合。

管壁环向压力和径向剪力可不计算,仅考虑弯矩作用效应。

2:车辆荷载和填土载截面上的弯矩作用效应M可按下式计算:M=0.137*q*R^2*(1-λ)λ=(tan(45°- & / 2))^2 (&为土的内摩擦角)3:圆管涵自重在截面上的弯矩作用效应Mz可按下式计算:Mz=0.369*r*t*R^24:混凝土圆管涵结构应按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62)的规定进行承载能力极限状态的承载能力(强度)和正常使用极限状态下的裂缝宽度的验算。

程序中圆管涵的计算过程为:1:恒载计算(1):计算系数K根据填土高h和涵洞外形宽D的比值查表得到。

(2)填土产生的垂直压力qq=K*r*h其中:r……土容重(在程序中取常用值18KN/m^3);(3)自重产生的垂直压力q自q自=r1*t其中:r1……管壁容重t……管壁厚度2:活载计算(1):活载产生的垂直压力q汽根据路面宽度来布置汽车车辆数,并进行车道系数折减,然后根据车辆数和填土高度计算扩散到涵洞顶部的压力(此过程比较复杂,不作详细描述。

)3:管壁弯矩计算(1):土压力产生的弯矩M土=0.137*q*R^2*(1-λ)(2):管节自重产生的弯矩M自=0.369*q自*R^2(3):设计荷载产生的弯矩M设=0.137*q汽*R^2 *(1-λ)其中:R……为内径的一半加壁厚的一半4:荷载组合(1):承载能力极限状态组合Md=1.2 * (M土+ M自) + 1.4 * M设(2):正常使用极限状态组合短期组合Msd=(M土+ M自) + 0.7 * M设长期组合Mld=(M土+ M自) + 0.4 * M设5:截面强度计算(1):计算临界受压高度x=(内层箍筋抗拉强度*内层箍筋面积)/(管壁抗压强度*管节长度)(2):计算截面有效高度h0=管壁厚度–混凝土保护层厚度–内层箍筋半径(3):判断x的有效性如果x < h0*ξ b ,则受压高度满足要求其中ξb……相对界限受压区高度(4):强度验算设计强度为fcd*b*x*(h0 – x/2)如果设计强度> r0 * Md ,则截面强度满足要求。

其中r0……结构重要性系数(取0.9)6:裂缝宽度验算(1):δss计算δss = Msd / 0.87*As*h0其中As……内层箍筋面积(2):系数确定C1 (光圆钢筋取1.4,带肋钢筋取1.0)C2 = Mld / MsdC3 = 1.15(3):裂缝宽度Wtk = C1*C2*C3*δss / Ess*(30 + d)/ (0.28 + 10*p)其中p……内层箍筋配筋率(As / 截面面积)如果Wtk < 0.2mm (一,二类环境),则裂缝宽度满足要求。

7:基底应力验算因为圆管涵的外径有限制,所以圆管涵的基底容许应力等于基底应力q’ = (外径+ 填土高度)*r + r1*壁厚*3.14N = (q’ + q汽)*A计算δmax = N / A如果δman < 基底容许应力,则基础承载力满足要求。

二:盖板涵(暗涵)《公路涵洞设计细则》(JTG/T D65-4--2007)规定:1:盖板的两端铰接支撑在台身上,台身下端与基础固结。

盖板可按两端简之的板计算,可不考虑涵台传来的水平力。

当涵台结构无支撑梁时,宜以净跨径加板厚作为计算跨径计算弯矩效应,并以净跨径为计算跨径计算剪力效应。

2:板的长度与宽度之比大于或等于2时,可按简之单向板计算。

3:正交盖板涵的设计可仅考虑车辆荷载、盖板涵自重和填土产生的等效荷载作用效应组合。

4:正交盖板涵结构应按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62)的规定进行承载能力极限状态的承载能力(正截面强度和斜截面强度)和正常使用极限状态下的裂缝宽度、刚度的验算。

5:钢筋混凝土正交盖板涵应按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中最小钢筋配筋率的规定。

6:正交盖板涵尚应按相关标准规定进行附属结构的验算。

程序中圆管涵的计算过程为:1:恒载计算(1):系数K计算(同管涵)(2):土压力q = K*r*h(3):自重产生的垂直压力q自q自=r1*t(4):恒载产生的支座剪力V恒= (q土+ q自) * 净跨径/ 2(5):恒载产生的跨中弯矩M恒= 1 / 8 * (Q + Qz) * 计算跨径^ 22:活载计算活载计算方法同管涵得到最大弯矩M设,最大剪力Q设3:荷载组合(1):承载能力极限状态效应组合Md = 1.2 * M恒+ 1.4 * M设V支= 1.2 * V恒(支) + 1.4 * V汽(支)(2):正常使用极限状态效应组合短期组合Msd = M恒+ 0.7 * M设长期组合Mld = M恒+ 0.4 * M设4:构件计算(1):正截面强度计算按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)第5.2.2-1和5.2.2-2公式计算。

根据公式:r0 * Md <= fcd * b * x * (h0 - x/2)fsd * As = fcd * b * x可以解得:x,As (此处As为需要的钢筋最小面积)判断如果x < h0*ξ b ,则受压高度满足要求。

根据实际输入的钢筋参数(主筋参数),计算出实际的钢筋面积A0。

如果A0 > As, 则正截面强度满足要求。

(2):斜截面强度计算按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)第5.2.9条计算。

Vx = 0.51 * 10 ^ (-3) * fck ^ (1 / 2) * b* h0如果Vx >= r0 * Vd ,则抗剪截面符合要求。

由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)第5.2.10条计算。

V y = 0.5 * 10 ^ (-3) * 1 * ftd * b * h0如果V y >= r0 *Vd ,则可不进行斜截面抗剪承载力验算,若不满足则验算,验算过程如下:Vcs = a1 * a2 * a3* 0.45 * 10 ^ (-3) * b * h0 * ((2 + 0.6 * P) * fck ^ 1 / 2 * psv * fsv) ^ 1 / 2其中a1=1,a2=1,a3=1.1fck……混凝土强度等级psv……斜截面内箍筋配筋率fsv……箍筋抗拉强度P……斜截面内主筋配筋率如果Vcs >= r0 * Vd ,则抗剪满足要求。

5:裂缝宽度验算(1):δss计算δss = Msd / 0.87*As*h0其中As……内层箍筋面积(2):系数确定C1 (光圆钢筋取1.4,带肋钢筋取1.0)C2 = Mld / MsdC3 = 1.15(3):裂缝宽度Wtk = C1*C2*C3*δss / Ess*(30 + d)/ (0.28 + 10*p)其中p……内层箍筋配筋率(As / 截面面积)如果Wtk < 0.2mm (一,二类环境),则裂缝宽度满足要求。

6:涵台验算《公路涵洞设计细则》(JTG/T D65-4--2007)规定:1:应按《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61)的规定,将涵台上部盖板与涵底支撑梁或固定基础作为涵台的上下支撑点,涵台作为上下端简支的竖梁,验算墙身圬工在竖直荷载和水平压力作用下的承载能力(强度和稳定性),并应符合相关规范的规定。

2:应按《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61)的规定,将涵台(轻型)身、一字墙(当一字墙和涵台结成整体时)和基础视为弹性地基上的短梁,验算涵台在轴线方向竖直平面内的弯曲承载能力,并应符合相关规范的规定。

3:应按有关规范的要求,验算涵台下地基土的承载能力。

程序中涵台计算过程:(1):水平压力计算(1.1):破坏棱体长度L0 = H * tan(45°- & / 2),lp = tan(45°- & / 2)(1.2):活载换算为均布土层厚度h0=[G] / b*L0*r其中[ X] ……为求和(1.3):水平土压力qa = r*(h + h0)* lpqb = r*(h0 + H)*lp其中h……涵顶填土高度H……台身高+ 盖板厚+ 涵顶填土高度(1.4):竖梁支座处反力Ra = ((2*qa + qb)*H1)/ 6Rb = ((qa + 2*qb)*H1)/6(1.5):水平力产生的弯矩和最大弯矩距涵顶距离Mmax = Ra*xm – qa*(xm^2 / 2)- (qa – qb)*xm^3 / 6H1xm = H1 /(qa – qb)[ - qa +(1/3(qa^2 + qa*qb + qb^2))^1/2]其中H1……涵台高度(2):恒载垂直压力计算(相对弯矩最大截面)(2.1):恒载垂直压力P1 盖板和盖板上部填土对涵台产生的垂直压力P2 台帽上部填土对涵台产生的垂直压力P3 台帽对涵台产生的垂直压力P4 台身自重产生的垂直压力(2.2):恒载的弯矩和偏心距P1 - e1 - M1P2 - e2 - M2P3 - e3 - M3P4 - e4 - M4[P] [M](3):承载力验算(3.1):荷载组合Mh = 1.2*[M] + 1.4*MmaxNh = 1.2*[P](3.2):承载力验算偏心距e0 = Mh / Nh如果e0 < 0.6s (0.6s为基本组合的偏心距限值),则偏心距符合要求。

y = 1 /((1 / yx )+(1 / yy)- 1)yx =((1 - (ex/x)^m)/(1+(ex/iy)^2))*(1 / (1+a*bx*(bx - 3)*(1 + 1.33(ex/iy)^2))yy =((1 - (ey/y)^m)/(1+(ey/ix)^2))*(1 / (1+a*by*(by - 3)*(1 + 1.33(ey/ix)^2))如果y*A*fcd > r0*Nd ,则承载力满足要求。

(4):基底应力验算(4.1):恒载垂直压力[Pa] (填土和自重产生的压力)[Ma](4.2):活载垂直压力[Pb] (汽车荷载产生的压力)[Mb](4.3):基底应力调整(根据JTJ024 - 85规范计算基底容许应力)[@] = [@0] + K1*r1*(b - 2)+ K2*r2*(h - 3)(4.4):基底应力验算@ = N / A+- M / W其中N……总的垂直压力M……总的弯矩A……单位长度的面积W……抵抗矩如果@ < [ @] ,则基底承载力满足要求。

相关主题