圆管涵结构计算书(共3页).doc

精选优质文档-----倾情为你奉上圆管涵结构计算书一、基本设计资料 1．依据规范及参考书目： 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004），简称《桥规》 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004） 《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007） 《公路涵洞设计细则》(JTG-2007) 2．计算参数： 圆管涵内径D = 1500 mm 外径1900mm 圆管涵壁厚t = 200 mm 填土深度H = 400 mm 填土容重γ1 = 18.00 kN/m3 混凝土强度级别：C30 汽车荷载等级：城-A 修正后地基土容许承载力[fa] = 200 kPa 管节长度L = 1000 mm 填土内摩擦角φ = 35.0 度 钢筋强度等级：R235 钢筋保护层厚度as = 25 mm 受力钢筋布置方案：φ10@100 mm二、荷载计算（第二步 外力计算） 1．恒载计算 填土产生的垂直压力： q土 = γ1H = 18.01200/1000 = 21.60 kN/m2 管节自重产生的垂直压力： q自 = 24t = 25100/1000 = 2.50 kN/m2 故： q恒 = q土 + q自 = 21.60 + 2.50 = 24.10 kN/m2 2．活载计算 按《公路桥涵设计通用规范》（D60）第4.3.1条和第4.3.2条规定，计算采用车辆荷载； 当填土厚度大于或等于0.5m时，涵洞不考虑冲击力。

按（D60）第4.3.5条规定计算荷载分布宽度 一个后轮单边荷载的横向分布宽度=0.6/2+1200/1000tan30=0.99 m 由于一个后轮单边荷载的横向分布宽度=0.99 m > 1.8/2 m 故各轮垂直荷载分布宽度互相重叠，荷载横向分布宽度a应按两辆车后轮外边至外边计算： a=（0.6/2+1200/1000tan30）2+1.3+1.82=6.89 m 一个车轮的纵向分布宽度=0.2/2+1200/1000tan30=0.79 m 由于一个车轮单边的纵向分布宽度=0.79 m > 1.4/2 m 故纵向后轮垂直荷载分布长度互相重叠，荷载纵向分布宽度b应按二轮外边至外边计算： b=（0.2/2+1200/1000tan30）2+1.4=2.99 m q汽 = 2（2140）/（ab） = 560/（6.892.99） = 27.24 kN/m2 3．管壁弯矩计算（第三步 内力计算） 忽略管壁环向压力及径向剪力，仅考虑管壁上的弯矩 管壁中线半径R = （D/2 + t/2）= （1000/2 + 100/2）/1000 = 0.55 m 土的侧压系数λ = tan2（45- φ/2 = 0.271 （1）填土在管壁截面上产生的弯矩 M1 = 0.137q土R2（1-λ） = 0.13721.600.552（1-0.271） = 0.65 kNm （2）管壁自重在截面上产生的弯矩 M2 = 0.369q自R2 = 0.3692.500.552 = 0.28 kNm 恒载产生的最大弯矩 M恒 = M1 + M2 = 0.65 + 0.28 = 0.93 kNm （3）车辆荷载在截面上产生的弯矩 M汽 = 0.137q汽R2（1-λ） = 0.13727.240.552（1-0.271） = 0.82 kNm 4．荷载组合（第四步 内力组合） 按（D60）第4.1.6条进行作用效应组合 承载能力极限状态组合： Mud = 1.2M恒 + 1.4M汽 = 1.20.93 + 1.40.82 = 2.27 kNm 正常使用极限状态组合： 短期组合Msd = M恒 + 0.7M汽 = 0.93 + 0.70.82 = 1.51 kNm 长期组合Mld = M恒 + 0.4M汽 = 0.93 + 0.40.82 = 1.26 kNm三、强度验算（第五步 强度和刚度验算） 1．材料参数 从《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（D62）中表3.1.4查得： C15混凝土的轴心抗压强度设计值fcd = 6.9 MPa(C25：11.5MPa) 从（D62）中表3.2.3-1查得： R235钢筋的抗拉强度设计值fsd = 195 MPa 从（D62）中表3.2.4查得： R235钢筋的弹性模量Es = .0105 MPa 从（D62）中表5.2.1查得： 构件的正截面相对界限受压区高度ξb = 0.62 2．验算结果 管节处预留10mm接缝宽度，故实际管节长为1000-10 = 990 mm 考虑任意位置都可能承受正、负弯矩，故管涵内、外侧都应布置钢筋。

ho = 100-25 = 75 mm x = fsdAs/（fcdb） = 1951178.5/（6.9990） = 24.7 mm(C25：11.5MPa：14.8mm) hoξb = 750.62 = 46.5 mm < x = 24.7 mm(14.8mm)，满足要求 fcdbx（ho-x/2）10-6 = 6.9099024.7（75-24.7/2）10-6 = 10.56 kNm > γoMud = 0.92.27 = 2.04 kNm(=10.55 kNm > γoMud = 0.92.27 = 2.04 kNm) 故截面强度验算满足要求！四、裂缝宽度验算 由（D62）中第6.4.3条和第6.4.4条规定： σss = Ms106/（0.87Asho） = 1.51106/（0.871178.575） = 26.75 N/mm2 ρ = As/（bho）= 1178.5/（99075） = 0.01164 ρ > 0.002时，取ρ = 0.002 对于光面钢筋，取C1 = 1.4 C2 = 1+0.5Mld/Msd = 1+0.51.26/1.51 = 1.42 当为混凝土板式受弯构件时，C3取1.15 Wtk = C1C2C3σss/Es（30+d）/（0.28+ρ） = 1.401.421.1526.75/（30+10）/（0.28+0.00200） = 0.04 mm Wtk = 0.039 mm ≤ 0.2 mm 故裂缝宽度验算满足要求！五、地基应力验算 当基底只承受轴心荷载时，按《公路桥涵地基与基础设计规范》式4.2.2-1， 基底岩土承载力应满足：p = N/A ≤ [fa] q恒 = （1200+1000+1002）/100018.0+24100/1000π = 51.05 kN/m2 N = （q恒 + q汽）A = （51.05 + 27.24）1 = 78.29 kN/m2 σmax = N/A = 78.29kPa ≤ [fa]=150.00kPa 故地基应力验算满足要求！专心---专注---专业。