02、2-5.0mx2.5m钢筋混凝土箱涵结构计算书.doc

2-5.0mx2.5m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

L0=

h0=

5

m

m

净高

孔数

2.5

m=

2

2、设计安全等级

结构重要性系数

一级

1.1

r0=

3、汽车荷载

荷载等级

城—

A级

2.3

4、填土情况

涵顶填土高度

H=

m

土的内摩擦角

填土容重

Φ=

30

18

°

kN/m3

γ=

1

地基容许承载力

[σ]=

0

150

kPa

5、建筑材料

普通钢筋种类

HRB335

主钢筋直径

20

mm

钢筋抗拉强度设计值

f=

sd

280

MPa

涵身混凝土强度等级

C

30

涵身混凝土抗压强度设计值

f=

cd

13.8

MPa

涵身混凝土抗拉强度设计值

钢筋混凝土重力密度

f=

td

1.39

25

MPa

γ=

2

kN/m3

基础混凝土强度等级

混凝土重力密度

C

15

26

γ=

3

kN/m3

二、设计计算

(一)截面尺寸拟定(见图L-01)

顶板、底板厚度

δ=

C1=

0.4

m

m

0.15

侧墙厚度

t=

0.4

m

m

C2=

0.15

横梁计算跨径

LP=L+t=

5.4

11.2

2.9

m

m

m

m

0

L=2L+3t=

0

侧墙计算高度

hP=h+δ=

0

h=h+2δ=

0

3.3

基础襟边

基础高度

基础宽度

c=

d=

B=

0.2

0.2

m

m

m

11.6

(二)荷载计算

1、恒载

恒载竖向压力

p恒=γH+γδ=51.40

kN/m2

1

2

恒载水平压力

顶板处

2

kN/m2

kN/m2

eP1=γHtan(45°-φ/2)=13.80

图L-01

1

2

底板处

eP2=γ(H+h)tan(45°-φ/3)=33.60

1

2、活载

汽车后轮着地宽度0.6m，由《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)第4.3.4条规定，按30°角向下分布。

一个汽车后轮横向分布宽

第1页，共11页

1.3/2m

1.8/2m

0.6/2+Htan30°=1.63m

a=1.8+1.3=3.100

故横向分布宽度

m

同理，纵向，汽车后轮着地长度0.2m

0.2/2+Htan30°=1.428m1.4/2m

故

b=1.400

m

∑G=

140

kN

kN/m2

车辆荷载垂直压力

q车=∑G/(a×b)=32.26

2

车辆荷载水平压力e=qtan(45°-φ/2)=10.75

kN/m2

车

车

(三)内力计算

1、构件刚度比

K=(I/I)×(h/L)=0.54

P

1

2

P

u=2K+1=2.07

2、节点弯矩和轴向力计算

(1)a种荷载作用下(图L-02)

2

MaA=M=M=M=-1/u·pL/12

aCaEaFP

涵洞四角节点弯矩

2

MBA=M=M=M=-(3K+1)/u·pL/12

BE

DC

DF

P

MBD=M=0

DB

横梁内法向力

侧墙内法向力

Na1=N=Na1=Na2=

0

a2

2

Na3=N=(M-M+pL/2)/Lp

a4

BA

aA

p

Na=-(N+Na4)

5

a3

恒载

p=p=51.40

恒

kN/m2

MaA=M=M=M=-60.22kN

·

·

m

m

aC

aE

aF

MBA=M=M=M=-157.24kN

BE

DC

DF

Na3=N=120.81kN

a4

Na=-241.63kN

5

车辆荷载

p=q=32.26

车

kN/m2

MaA=M=M=M=-37.79kN

·

·

m

m

图L-02

aC

aE

aF

MBA=M=M=M=-98.68kN

BE

DC

DF

Na3=N=75.82

a4

kN

Na=-151.64kN

5

(2)b种荷载作用下(图L-03)

2

MbA=M=M=M=-K·ph/6u

bC

bE

bF

P

2

MBA=M=M=M=K·ph/12u

BE

DC

DF

P

MBD=M=0

DB

Nb1=N=Nb1=Nb2=ph/2

b2

P

Nb3=N=(M