钢筋混凝土箱涵结构计算书.docx

钢筋混凝土箱涵结构计算书一、设 计 资 料 1、孔径及净空 净跨径 Lo＝9.5 m 净高 Ho=4.95 m 2、设计安全等级 二级 结构重要性系数 ro=1 3、汽车荷载 荷载等级 公路-Ⅰ级 4、填土情况 涵顶填土高度 H=0.8 m 土的内摩擦角 φ=30 ° 填土容重 γ1=18 KN/m^3 地基容许承载力 [σo]=230 KPa 5、建筑材料 普通钢筋种类 HRB400 主钢筋直径 25 mm 钢筋抗拉强度设计值 fsd=330 涵身砼强度等级 C40 涵身砼抗压强度设计值 fcd=18.4 MPa 涵身砼抗拉强度设计值 ftd=1.65 MPa 钢筋砼重力密度 γ2=25 KN/m^3 基础砼强度等级 C20 混凝土重力密度 γ3=24 KN/m^3二、设计计算 (一)截面尺寸拟定(见图01) 顶板、底板厚度 δ=0.8 m C1=0.3 m 侧墙厚度 t =0.8 m C2=0.3 m 横梁计算跨径 Lp=Lo+t=10.3 m L =Lo+2t=11.1 m 侧墙计算高度 hp=ho+δ=5.75 h =ho+2δ=6.55 m 基础襟边 c=0.2 m 基础高度 d=0.4 m 基础高度 B=11.5 m (二)荷载计算 1、恒载 恒载竖向压力 p恒=34.4 kN/m^2 恒载水平压力 顶板处： ep1=4.8 kN/m^2 底板处： ep2=44.1 kN/m^2 2、活载 汽车后轮着地宽度0.6 m,由《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第4.3.4条规定，按30°角方向分布。

一个后轮横向分布宽度 a=2.824 m 同理，纵箱，汽车后轮着地宽度0.2 m，则 b=1.124 m ∑G＝140 kN 车辆荷载垂直压力 q车=44.1 kN/m^2 车辆荷载水平压力 e车=14.7 kN/m^2 (三)内力计算 1、构件刚度比 K=0.56 2、节点弯矩和轴向力计算 计算结果见《荷载效应组合汇总表》,相关图示见图02～图05荷载效应组合汇总表荷载种类M(KN.m)N(KN)MAMBMCMDN1N2N3N4恒载a-194.95-194.95-194.95-194.9500177.16177.161.2×∑结构、土的重力-233.94-233.94-233.94-233.9400212.59212.59b-4.75-4.75-4.75-4.7513.813.800c-21.14-17.72-17.72-21.1437.0775.9001.4×∑土侧压力-36.25-31.47-31.47-36.2571.22125.600车辆荷载a-249.92-249.92-249.92-249.9200-10.2110.21d-76.1645.32-59.8661.6421.1363.39-10.2110.211.4×∑汽车-456.54-286.4-433.69263.5929.5888.75303.66332.25荷载效应组合-726.73-551.85-699.1533.78100.8214.36516.25544.84 3、构件内力计算(跨中截面内力) (1)顶板(见图06) x=Lp/2 P=1.2P恒+1.4q车=103.02kN Nx=N1=100.8kN Mx=740.66kN.m Vx=14.3kN (2)底板(见图07) ω1=83.78kN/m^2 ω2=122.26kN/m^2 x=5.15 Nx=N3=516.25kN Mx=735.88kN.m Vx=-35.24kN (3)左侧墙(图08) ω1=27.3kN/m^2 ω2=82.32kN/m^2 x=2.875 Nx=N3=516.25kN Mx=-412.77kN.m Vx=17.23kN (4)右侧墙(见图09) ω1=6.72kN/m^2 ω2=61.74kN/m^2 x=2.875 Nx=N4=544.84kN Mx=-474.97kN.m Vx=-41.93kN (5)构件内力见《构件内力汇总表》构件内力汇总表 (四)截面设计 1、顶板(B-C) 钢筋按左右对称，用最不利荷载计算。

(1)跨中 lo=10.3m h=0.8 m a=0.03 m ho=0.77m b=1m Md=740.66 kN.m Nd=100.8kN Vd=14.3 kN eo=Md/Nd=7.348 m i=h/12^0.5=0.231 m 长细比 lo/i=44.6>17.5 由《公桥规》(JTG D62-2004)第5.3.10条 ξ1＝0.2+2.7eo/ho=25.966>1, 取ξ1＝1 ξ2＝1.15-0.01lo/h=1.021>1, 取ξ2＝1 η=1+(lo/h)^2ξ1ξ2ho/1400eo=1.012 由《公桥规》(JTG D62-2004)第5.3.5条 e=ηeo+h/2-a=7.806 m roNde=fcdbx(ho-x/2) 解得 x=0.0576985m ≤ ξb×ho=0.408 m 故为大偏心构件。

As=0.00291168m^2=2911.7 mm^2 μ=0.38 % ≥ 0.2% 满足最小配筋率要求 选用直径为25mm的HRB400钢筋，间距为160 mm 实际As=3067 mm^2 0.51×10^(-3)×fcu,k^0.5×b×ho=2483.7kN ≥ roVd=14.3kN 故抗剪截面符合《公桥规》(JTG D62-2004)第5.2.9条的要求 由《公桥规》(JTG D62-2004)第5.2.10条 0.50×10^(-3)×α2×ftd×b×ho＝635.25kN ≥ roVd=14.3kN 故可不进行斜截面承载能力验算，仅需按《公桥规》(JTG D62-2004)第9.3.13条要求配置箍筋 (2)结点 lo=10.3m h=1.1 m a=0.03 m ho=1.07m b=1m Md=699.1 kN.m Nd=100.8kN Vd=544.84 kN eo=Md/Nd=6.936 m i=h/12^0.5=0.318 m 长细比 lo/i=32.44 > 17.5 由《公桥规》(JTG D62-2004)第5.3.10条 ξ1＝0.2+2.7eo/ho=17.701>1, 取ξ1＝1 ξ2＝1.15-0.01lo/h=1.056>1, 取ξ2＝1 η=1+(lo/h)^2ξ1ξ2ho/1400eo=1.01 由《公桥规》(JTG D62-2004)第5.3.5条 e=ηeo+h/2-a=7.525 m roNde=fcdbx(ho-x/2) 解得 x=0.0392468m ≤ ξb×ho=0.567 m 故为大偏心构件。

As=0.00188285m^2=1882.9 mm^2 μ=0.18 % < 0.2% 应按最小配筋率进行配筋 选用直径为25mm的HRB400钢筋，间距为220 mm 实际As=2231.2 mm^2 0.51×10^(-3)×fcu,k^0.5×b×ho=3451.3kN ≥ roVd=544.8kN 故抗剪截面符合《公桥规》(JTG D62-2004)第5.2.9条的要求 由《公桥规》(JTG D62-2004)第5.2.10条 0.50×10^(-3)×α2×ftd×b×ho＝882.75kN ≥ roVd=544.8kN 故可不进行斜截面承载能力验算，仅需按《公桥规》(JTG D62-2004)第9.3.13条要求配置箍筋 2、底板(A-D) 钢筋按左右对称，用最不利荷载计算 (1)跨中 lo=10.3m h=0.8 m a=0.03 m ho=0.77m b=1m Md=735.88 kN.m Nd=214.36kN Vd=35.24 kN eo=Md/Nd=3.433 m i=h/12^0.5=0.231 m 长细比 lo/i=44.6 > 17.5 由《公桥规》(JTG D62-2004)第5.3.10条 ξ1＝0.2+2.7eo/ho=12.237>1, 取ξ1＝1 。