1、孔径及净空约定:净跨径L 0 = 3.0m 1、轴向力以杆件受压为正。

净高h 0 = 2.5m2、弯矩以使箱涵内框一侧受拉为正。

2、设计安全等级三级3、截面剪力:使计算截面逆时针转动为正。

结构重要性系数r 0 =0.9前提条件:1支座在杆件下方;3、汽车荷载2x为计算截面距左端支座之距离。

荷载等级公路—Ⅰ级4、支座反力以受压为正。

4、填土情况5、以梁为隔离体,固端梁简化为简支梁时,涵顶填土高度H =0.8m 图中所加的杆端力(轴力、弯矩及支反力均为正值,土的内摩擦角Φ =30°若计算得到的值为负值,则表示实际方向与图中所示填土容重γ1 =18kN/m 3的方向相反。

地基容许承载力[σ0] =200kPa6、本表格默认箱涵内水深为满水,也可以修改表格,5、建筑材料先不考虑水压力得到涵洞基底应力σmax,普通钢筋种类HRB335最后要求的基底应力为:σmax+h 水*10KPa。

主钢筋直径12mm 钢筋弹性模量Es =200000MPa 钢筋抗拉强度设计值f sd = 280MPa7、本表格未考虑砼收缩、温度变化的影响。

涵身混凝土强度等级C 208、本表格已考虑涵洞设计细则中竖向土压力系数的影响。

涵身混凝土抗压强度设计值f cd =9.2MPa 9、本表格已考虑偏心受压构件裂缝宽度验算。

涵身混凝土抗拉强度设计值f td = 1.06MPa 钢筋混凝土重力密度γ2 =25.0kN/m 3基础混凝土强度等级C 15混凝土重力密度γ3 =24.0kN/m 3(一截面尺寸拟定 (见图L-01顶板、底板厚度δ =0.3m C 1 =0.3m 侧墙厚度t =0.28m C 2 =0.5m 横梁计算跨径L P = L 0+t = 3.28m L = L 0+2t = 3.56m 侧墙计算高度h P =h 0+δ = 2.8m h = h 0+2δ =3.1m 基础襟边 c =0.2m 基础高度 d =0.4m 基础宽度B = 3.96m[JTG/T D65-04--2007表9.2.2]h/D =0.22竖向土压力系数Ks =1.09图 L-01(二荷载计算1、恒载恒载竖向压力p 恒= Ks γ1H+γ2δ =23.19kN/m 2恒载水平压力钢筋混凝土箱涵结构设计一、设计资料二、设计计算顶板处e P1 = γ1Htan 2(45°-φ/2 = 4.80kN/m 2底板处e P2 = γ1(H+htan 2(45°-φ/2 =23.40kN/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》(JTG D60—2004第4.3.4条规定,按30°角向下分布。

汽车后轮横向分布宽(此处计算横向最多只考虑两辆汽车-共4个车轮荷载叠加的情况一个后轮单边荷载> 1.3/2 m横向分布宽度(m< 1.8/2 m (按30度扩散,涵9.2.3条故横向分布宽度a = (0.6/2+Htan30°³2+1.3 =2.824m考虑横向车轮数目n横=2同理,纵向,汽车后轮着地长度0.2m一个车轮单边的纵向分布宽度0.2/2+Htan30°=0.562 m < 1.4/2 m 故 b = (0.2/2+Htan30°³2 =1.124m 考虑纵向车轮数目n纵=1考虑的总车轮重量∑G =140kN 车辆荷载垂直压力q 车= ∑G /(a³b =44.12kN/m 2车辆荷载水平压力e 车 = q 车tan 2(45°-φ/2 =14.71kN/m 2(三内力计算1、构件刚度比K = (I 1/I 2³(h P /L P =1.052、节点弯矩和轴向力计算(1a种荷载作用下 (图L-02涵洞四角节点弯矩M aA = M aB = M aC = M aD =-1/(K+1²pL P 2/12横梁内法向力N a1 = N a2 =0侧墙内法向力N a3 = N a4 =pL P /2恒载p = p 恒 =23.19kN/m 2M aA = M aB = M aC = M aD =-10.14kN ²m N a3 = N a4 =38.04kN 车辆荷载p = q 车 =44.12kN/m 2M aA = M aB = M aC = M aD =-19.30kN ²mN a3 = N a4 =72.36kN(2b种荷载作用下 (图L-03M bA = M bB = M bC = M bD =-K/(K+1²ph P 2/12 N b1 = N b2 =ph P /2N b3 = N b4 =0恒载p = e P1 =4.80kN/m 2M bA = M bB = M bC = M bD =-1.61kN ²m N b1 = N b2 =6.72kN(3c 种荷载作用下 (图L-04M cA = M cD =M cB = M cC =N c1 =ph P /6+(M cA -M cB /h P N c2 =ph P /3-(M cA -M cB /h PN c3 = N c4 =0恒载p = e P2-e P1 =18.60kN/m 20.76 m0.6/2+Htan30°=M cA = M cD =-3.43kN ²m M cB = M cC =-2.80kN ²m N c1 =8.45kN N c2 =17.59kN(4d 种荷载作用下 (图L-05图 L-04M dA =-[K(K+3/6(K 2+4K+3+(10K+2/(15K+5]²ph P 2/4M dB =-[K(K+3/6(K 2+4K+3-(5K+3/(15K+5]²ph P 2/4M dC =-[K(K+3/6(K2+4K+3+(5K+3/(15K+5]²ph P 2/4M dD =-[K(K+3/6(K 2+4K+3-(10K+2/(15K+5]²ph P 2/4N d1 =(M dD -M dC /h P N d2 =ph P -(M dD -M dC /h PN d3 = -N d4 =-(M dB -M dC /L P车辆荷载p = e 车 =14.71kN/m 2M dA =-19.82kN ²m M dB =9.00kN ²m M dC =-13.92kN ²m M dD =14.90kN ²m N d1 =10.29kN N d2 =30.88kNN d3 = -N d4 =-6.99kN(5节点弯矩、轴力计算及荷载效应组合汇总表按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004第4.1.6条进行承载能力极限状态效应及第4.1.7条正常使用极限状态效应组合(3左侧墙 (图L-08(4右侧墙 (图L-09M d =71.70 kN²m ,N d =35.66 kN, V d =9.78 kN l0/h=10.93<=14计算L0 =3.28 m ,e0 = M d/N d = 2.011mi =h/121/2 =0.087m长细比L0/i =37.87> 17.5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5.3.10条ξ1 = 0.2+2.7e0/h0 =21.081> 1.0 ,取ξ1 =1.00ξ2 = 1.15-0.01l0/h = 1.041> 1.0 ,取ξ2 =1.00η =1+(l0/h2ξ1ξ2h0/1400e0η = 1.011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5.3.5条e = ηe0+h/2-a = 2.143mr0N d e =f cd bx(h0-x/2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0.50³10-3α2f td bh0 =137.8 kN>r0V d =8.8 kN故可不进行斜截面抗剪承载力的验算,仅需按(JTG D62—2004第9.3.13条构造要求配置箍筋。

(2结点l0 =3.28 m ,h = δ+C1 =0.60 m , a =0.04 m ,h0 =0.56 m , b =1.00 m , M d =64.84 kN²m ,N d =35.66 kN, V d =156.73 kN计算L0 =3.28 m ,e0 = M d/N d = 1.818mi =h/121/2 =0.173m长细比L0/i =18.94> 17.5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5.3.10条ξ1 = 0.2+2.7e0/h0 =8.967> 1.0 ,取ξ1 =1.00ξ2 = 1.15-0.01l0/h = 1.095> 1.0 ,取ξ2 =1.00η =1+(l0/h2ξ1ξ2h0/1400e0η = 1.007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5.3.5条e = ηe0+h/2-a = 2.090mr0N d e =f cd bx(h0-x/267.08 =9200x(0.56-x/2解得x =0.013 m≤ξb h0 =0.56³0.56 =0.314 m故为大偏心受压构件。

依D62-2004规范公式5.3.5-1若为小偏心受压构件,则需要调整钢筋As的计算公式A s = (f cd bx-r0N d/f sd =0.0003183m2= 318.3mm2μ = 100A s/(bh0 =0.06 %<0.2 %应按最小配筋率配置受拉钢筋。

选用φ12 @100 mm,实际 A s =1131.0mm20.51³10-3f cu,k1/2bh0 =1277.2 kN>r0V d =141.1 kN故抗剪截面符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62—2004第5.2.9条的要求。

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0.50³10-3α2f td bh0 =296.8 kN>r0V d =141.1 kN故可不进行斜截面抗剪承载力的验算,仅需按(JTG D62—2004第9.3.13条构造要求配置箍筋。

★2、底板 (A-D钢筋按左、右对称,用最不利荷载计算。

(1跨中l0 =3.28 m ,h =0.30 m , a =0.04 m ,h0 =0.26 m , b =1.00 m , M d =70.82 kN²m ,N d =77.26 kN, V d =27.13 kN l0/h=10.93<=14计算L0 =3.28 m ,e0 = M d/N d =0.917mi =h/121/2 =0.087m长细比L0/i =37.87> 17.5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5.3.10条ξ1 = 0.2+2.7e0/h0 =9.718> 1.0 ,取ξ1 =1.00ξ2 = 1.15-0.01l0/h = 1.041> 1.0 ,取ξ2 =1.00η =1+(l0/h2ξ1ξ2h0/1400e0η = 1.024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5.3.5条e = ηe0+h/2-a = 1.049mr0N d e =f cd bx(h0-x/272.93 =9200x(0.26-x/2解得x =0.033 m≤ξb h0 =0.56³0.26 =0.146 m故为大偏心受压构件。