[新版]盖板涵计算
涵洞盖板计算
1.设计资料
I级, 环境类别:I类环境, 汽车荷载等级:公路-
净跨径:L=1.5m, 单侧搁置长度:0.20m, 0
计算跨径:L=1.65m, 填土高:H=4m,
盖板板端厚d=15cm,盖板板中厚d=19cm,盖板宽b=0.99m,保护层厚度c=3cm,12
混凝土强度等级为C30,
轴心抗压强度f=14.3Mpa, 轴心抗拉强度f=1.43Mpa, cdtd
主拉钢筋等级为HRB335, 抗拉强度设计值f=300Mpa, sd2 主筋直径为12mm~共14根~选用钢筋总面积A=1583.4mms33 盖板容重γ=25kN/m, 土容重γ=20kN/m 12
2.结构设计原理
根据《公路圬工桥涵设计
规范
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》(JTG D61-2005)中7.0.6关于涵洞结构的计算假定:盖板按两端简支的板计算~可不考虑涵台传来的水平力。
3.外力计算
1) 永久作用
(1) 竖向土压力
q=γ?H?b=20×4×0.99=79.2kN/m 2
(2) 盖板自重
g=γ?(d+d)?b/2/100=25×(15+19)×0.99/2 /100=4.21kN/m112
2) 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
L=1.6+2?H?tan30?=1.6+2×4×0.577=6.22m a
车辆荷载垂直板跨长
L=5.5+2?H?tan30?=5.5+2×4×0.577=10.12m b
车轮重
P=560kN
车轮重压强 2 p=P/L/L=560/6.22/10.12=8.90kN/m ab
4.内力计算及荷载组合
1) 由永久作用引起的内力
跨中弯矩 22/8=(79.20+4.21)×1.65/8=28.38kNm M=(q+g)?L1
边墙内侧边缘处剪力
V=(q+g)?L/2=(79.20+4.21)×1.5/2=62.56kN 10
2) 由车辆荷载引起的内力
跨中弯矩 22?b/8=8.90×1.65×0.99/8=3.00kNm M=p?L2
边墙内侧边缘处剪力
V=p?L?b/2=8.90×1.50×0.99/2=6.61kN 20
3) 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
γM=0.9(1.2M+1.4M) 0d12
=0.9×(1.2×28.38+1.4×3.00)=34.43kNm
边墙内侧边缘处剪力
γV=0.9(1.2V+1.4V) 0d12
=0.9×(1.2×62.56+1.4×6.61)=75.89kN
5.持久状况承载能力极限状态计算
截面有效高度 h=d-c-1.2/2=15-3-0.6=11.4cm=0.114m 01
1) 砼受压区高度
x=f?A/f/b=300×1583.4/14.3/990=33.6mm sdscd
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ξ的规定: b
HRB335钢筋的相对界限受压区高度ξ=0.56。 b
x?ξ?h=0.56×114=63.8mm b0
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:
P=A/b/h=0.014~不小于45f/f=0.21,同时不小于0.2s0tdsd
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:
f?b?x(h-x/2)=14.3×1000×0.99×0.0336(0.114-0.0336/2)cd0
=46.2kNm?γM=34.43kNm 0d
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: -3-30.50.5 0.51×10?f?b?h=0.51×10×30×990×114 cu,k0
kN?γV=75.89kN =315.30d
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:
对于板式受弯构件~公式可乘以1.25提高系数 -3×10?α?f?b?h=1.25×0.0005×1×1.43×0.99×1000×0.114×1000 1.25×0.52td0
=100.9kN?γV=75.89kN 0d
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
6.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
M=1.0M+0.7M s12
=1.0×28.38+0.7×3.00=30.48kNm
作用长期效应组合
M=1.0M+0.4M l12
=1.0×28.38+0.4×3.00=29.58kNm
受拉钢筋的应力 6 σ=M/0.87/A/h=30.48*10/0.87/1583.4/114=194Mpa ssss0
作用长期效应影响系数
C=1+0.5M/M=1+0.5×29.58/30.48=1.49 2ls
裂缝宽度
W=C?C?C?σ?(30+d)/E/(0.28+10?ρ) fk123sss5 =1×1.49×1.15×194×(30+12)/2.00×10/(0.3+10×0.014)
=0.16mm?0.20mm
裂缝宽度满足规范要求