盖板涵设计计算书.doc

涵洞盖板计算1.设计资料 汽车荷载等级：公路-I级； 环境类别：I类环境； 净跨径：L0=1.85； 单侧搁置长度：0.20m； 计算跨径：L=2m； 填土高：H=8m； 盖板板厚d=40cm；盖板宽b=0.99m；保护层厚度c=3cm； 混凝土强度等级为C30； 轴心抗压强度fcd=13.8Mpa； 轴心抗拉强度ftd=1.39Mpa； 主拉钢筋等级为HRB335； 抗拉强度设计值fsd=280Mpa； 盖板容重1=25kN/m3； 土容重2=20kN/m3 2.结构设计原理根据公路涵洞设计细则(JTGTD 64-04-2007)中9.3.2中盖板可按两端简支板计算，可不考虑涵台传来的水平力。根据公路涵洞设计细则(JTGTD 64-04-2007)中4.3.1安全等级为三级。3.外力计算1) 永久作用 (1) 竖向土压力 q=2Hb=2080.99=158.4kN/m (2) 盖板自重 g=1db=250.40.99=9.9kN/m2) 由车辆荷载引起的垂直压力（可变作用） 汽车荷载按照公路一级最不利位置分布，横向布置2辆汽车根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)中4.3.4的规定： 计算涵洞顶上车辆荷载引起的竖向土压力时，车轮按其着地面积的边缘向下做30角分布。当几个车轮的压力扩散线相重叠时，扩散面积以最外面的扩散线为准 根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)中4.3.1关于车辆荷载的规定： 车辆荷载顺板跨长 La=1.6+2Htan30=1.6+280.577=10.83m 车辆荷载垂直板跨长 Lb=5.5+2Htan30=5.5+280.577=14.73m 车轮重 P=560kN 车轮重压强 p=P/La/Lb=560/10.83/14.73=3.51kN/m24.内力计算及荷载组合1) 由永久作用引起的内力 跨中弯矩 M1=(q+g)L2/8=(158.4+9.9)22/8=84.14kNm 边墙内侧边缘处剪力 V1=(q+g)L0/2=(158.4+9.9)1.85/2=155.68kN2) 由车辆荷载引起的内力 跨中弯矩 M2=pL2b/8=3.51120.99/8=1.74kNm边墙内侧边缘处剪力 V2=pL0b/2=3.511.850.99/2=3.21kN3) 作用效应组合 根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)中4.1.6关于作用效应组合的规定： 跨中弯矩 0Md=0.9(1.2M1+1.4M2) =0.9(1.284.15+1.41.74)=93.07kNm 边墙内侧边缘处剪力 0Vd=0.9(1.2V1+1.4V2) =0.9(1.2155.68+1.43.21)=172.18kN5对盖板进行配筋假设:as=40mm,查表b=0.56截面有效高度：h0=400-40=360mm由公式得:x= h0-( h02-20Md/fcdb)0.5=360-3602-293.07106/（13.8990） 0.5=19.4bh0=0.56360=201.6mm则由公式可得受拉钢筋面积AsAs= fcdbx/ fsd=（13.899019.4）/280=947mm2选用12 根14mm的钢筋，As=1847 mm26.持久状况承载能力极限状态计算 截面有效高度 h0=400-30-16.2/2=361.9mm1) 砼受压区高度 x=fsdAs/fcd/b=2801847/13.8/990=37.9mm 根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)中5.2.1关于相对界限受压区高度b的规定: HRB335钢筋的相对界限受压区高度b=0.56。 xbh0=0.56360=201.6mm 砼受压区高度满足规范要求2) 最小配筋率 根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)中9.1.12关于受弯构件最小配筋百分率的规定: =As/b/h0=0.0052，不小于45ftd/fsd=0.00223,同时不小于0.2% 主筋配筋率满足规范要求3) 正截面抗弯承载力验算 根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)中5.2.2关于受弯构件正截面抗弯承载力计算的规定: fcdbx(h0-x/2)=13.899037.9 (361.9-37.9/2)10-6 =177.58kNm0Md=93.07kNm 正截面抗弯承载力满足规范要求4) 斜截面抗剪承载力验算 根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)中5.2.9关于抗剪截面验算的规定: 0.5110-3fcu,k0.5bh0=0.5110-3300.5990361.9 =1000.8kN0Vd=172.18kN 抗剪截面满足规范要求。 根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)中5.2.10关于受弯构件斜截面抗剪承载力验算的规定: 0.510-32ftdbh0=0.510-311.39990361.9 =249kN0Vd=172.18kN 可不进行斜截面抗剪承载力的验算，只需按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)中9.3.13构造要求配置箍筋7.裂缝宽度计算 根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)中6.4关于裂缝宽度验算的规定: 环境类别为I类环境，对于钢筋混凝土构件，最大裂缝宽度不应超过0.20mm 作用短期效应组合 Ms=1.0M1+0.7M2 =1.084.15+0.71.74=85.37kNm 作用长期效应组合 Ml=1.0M1+0.4M2 =1.084.15+0.41.74=84.58kNm 受拉钢筋的应力 ss=Ms/0.87/As/h0=85.37106/（0.871847361.9）=146.8Mpa钢筋表面形状系数C1=1 作用长期效应影响系数 C2=1+0.5Ml/Ms=1+0.584.