一、基本数据1、几何尺寸
箱涵宽L(m) 4.00箱涵高H(m) 1.70
0.40计算宽度L 0(m) 4.40计算高度H 0(m) 2.100.03覆土厚度H 2(m) 2.129计算厚度H 1(m) 2.329 1.002、地质资料
土壤容重γ 1.85土壤内摩擦角φ16.0水容重γ1 1.00
3、地面活荷载q h =0.50t/m 2
4、所用材料
混凝土采用标号C20R w =135kg/cm 2R f =15kg/cm 2
γf = 2.5t/m 3
钢筋采用等级Ⅱ级钢R g =3350kg/cm 2
E g = 2.0E+06kg/cm 2
1.2二、荷载计算1、外部荷载
垂直土压力q t =K z H 2γ= 4.73t/m 2
堆积荷载q h =
0.50t/m 2↑顶板自重q z =γf h= 1.00t/m 2H 0q=q t +q h +q z = 6.23t/m 2
↓
(2)侧身作用荷载侧压力系数μ=tg 2
(45°-φ/2)=0.57土侧压力q t1=H 1γμ=
2.45t/m 2q t2=(H 1+H 0)γμ= 4.65t/m 2堆积荷载侧压
q h1=q h2=q h μ=0.28t/m 2q 1=q t1+q h1= 2.73t/m 2q 2=
q t2+q h2=
4.94
t/m 2
(3)底面荷载侧墙自重Q 1=Hh γf =
2.10t/m A B
q 0=q+2Hh γf /L 0=
7.18t/m 2↑2、内部作用荷载
H 0P= 1.729t/m 2↓
P 0=0.774t/m 2C D
P 1= 2.729t/m 2P 2=
4.429
t/m 2
三、应力分析
J 1=J 2 1.0
K 0= 2.10
n=22.55
M AB =M AC =M BA =M BD =-7.10t·m
M CA =M CD =M DB =M DC =-8.45t·m A-B构件跨中弯矩 M 1max =7.97t·m
C-D构件跨中弯矩M 3max =8.93t·m C-A构件跨中弯矩R AC = 3.00t
解一元二次方程式=0→X 0＝0.931m a=0.53
M 2max =-5.636t·m
配筋计算
A-B构件 M max =7.97t·m b=
cm h 0=37cm
A 0=KM/(bh 02R w )=0.0604α=0.0623
2
1-√(1-2A 0)==R AC X 0-q 1X 02/2-(q 2-q 1)/(6H 0)X 03-M AC =100H 0(2q 1+q 2)/6+(M AC -M CA )/H 0=R AC -q 1X 0-(q 2-q 1)/(2H 0)X 0
2qL 02/8-M AB =q 0L 02/8-M CD =-qL 02K 0(2+3K 0)/12n+q 0L 02K 0/12n-q 1H 02(3+8K 0)/60n-q 2H 02(2+7K 0)/60n=-K 0q 0L 02(2+3K 0)/12n+qL 02K 0/12n-q1H 02(2+7K 0)/60n-q 2H 02(3+8K 0)/60n=J 1/J 2×L 0/H 0=1+4K 0+3K 02
=1、工况一（施工完，填土结束，尚未投入运行），只有外部荷载
J 1/J 2=(H 2+h+0.2)γ1=P 0
P 1+H γ1=
←———L 0———→
P-2Q 1/L 0=
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↑↑↑↑↑↑↑↑↑(H 2+h+0.2)γ1-q z =P 1 ←←—P 2←——→ P 1
—→——→P 2
←———L 0———→
P
q 0
q 1 q 212(1)顶面作用荷载q
5、设计依据《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191-96)，按Ⅳ级建筑物考虑。
6、垂直土压集中系数K z =保护层厚(m)计算长度b(m)壁厚h(m)
A 0=KM/(bh 02R w )=0.0640α=0.0662
/R =A =2
C-D构件max 8.93t·m b=
cm h 0=37cm
A 0=KM/(bh 02R w )=0.0676α=
0.0701
2
1)、内部作用荷载
M AB =M AC =M BA =M BD = 2.4477t·m M CA =M CD =M DB =M DC = 1.1362t·m A-B构件跨中弯矩 M 1max = 1.736t·m
C-D构件跨中弯矩M 3max =-0.738t·m
C-A构件跨中弯矩R AC = 4.085t
解一元二次方程式=0→X 0＝ 1.261m a=0.40
M 2max =-0.263t·m
配筋计算
A-B构件 M max = 1.736t·m b=
cm h 0=37cm
A 0=KM/(bh 02R w )=0.0132α=
0.0132
/R =A =2
A-C构件max 1.136t·m b=
cm h 0=37cm
A 0=KM/(bh 02R w )=0.0086α=
0.0086
2
max h 0=37cm
A 0=KM/(bh 02R w )=0.0056α=0.0056
/R =A =2
配筋结果
A-B构件1排φ18@
A-C、B-D构件1排φ18@
C-D构件1排φ18@M＝8.93t·m
N=R CA = 3.787t
A g =12.72cm 2d=
18mm e 0=M/N=235.72cm
e=252.72cm
裂缝计算系数取α1＝0.055
α2＝0.22μ=A g /bh 0=0.0034Z=33.77cm
σg = 1.93
t/cm 2v=0.70平均裂缝间距 L f =24.36
cm ψ=0.50
>=0.3
取ψ=0.503最大裂缝宽度ξfmax =0.020
cm
<
[
0.25mm]
结论：裂缝宽度满足规范要求
1-α2R f /(μσg )=2(ψσg /E g -0.7×10-4)L f =(N/A g )×(e/Z-1)=(6+α1d/μ)v=(大偏心受压构件)
(0.93-5μ)h 0=H 0(q 1+2q 2)/6+(M CA -M AC )/H 0=
e 0+h/2-a=250四、裂缝开展宽度验算
3002501-√(1-2A 0)==1-√(1-2A 0)==1-√(1-2A 0)==-R AC X 0+P 1X 02/2+(P 2-P 1)/(6H 0)X 03+M AC =100H 0(2P 1+P 2)/6+(M AC -M CA )/H 0=R AC -P 1X 0-(P 2-P 1)/(2H 0)X 02
PL 02/8-M AB =-P 0L 02/8+M CD =PL 02(2+3K 0)K 0/12n-P 0L 2K 0/12n+P 1H 02(3+8K 0)/60n+P 2H 02(2+7K 0)/60n=P 0L 02(2+3K 0)K 0/12n-PL 02K 0/12n+P 1H 02(2+7K 0)/60n+P 2H 02(3+8K 0)/60n=1-√(1-2A 0)==1-√(1-2A 0)==
一、基本数据1、几何尺寸
箱涵宽L(m) 2.40箱涵高H(m) 1.50
0.40计算宽度L 0(m) 2.80计算高度H 0(m) 1.900.03覆土厚度H 2(m) 1.735计算厚度H 1(m) 1.935 1.002、地质资料
土壤容重γ 1.85土壤内摩擦角φ16.0水容重γ1 1.00
3、地面活荷载q h =0.50t/m 2
4、所用材料
混凝土采用标号C20R w =135kg/cm 2R f =15kg/cm 2
γf = 2.5t/m 3
钢筋采用等级Ⅱ级钢R g =3350kg/cm 2
E g = 2.0E+06kg/cm 2
1.2二、荷载计算1、外部荷载
垂直土压力q t =K z H 2γ= 3.85t/m 2
堆积荷载q h =
0.50t/m 2↑顶板自重q z =γf h= 1.00t/m 2H 0q=q t +q h +q z = 5.35t/m 2
↓
(2)侧身作用荷载侧压力系数μ=tg 2
(45°-φ/2)=0.57土侧压力q t1=H 1γμ=
2.03t/m 2q t2=(H 1+H 0)γμ= 4.03t/m 2堆积荷载侧压
q h1=q h2=q h μ=0.28t/m 2q 1=q t1+q h1= 2.32t/m 2q 2=
q t2+q h2=
4.31
t/m 2
(3)底面荷载侧墙自重Q 1=Hh γf =
1.90t/m A B
q 0=q+2Hh γf /L 0= 6.71t/m 2↑2、内部作用荷载
H 0P= 1.335t/m 2↓
P 0=0.000t/m 2C D
P 1= 2.335t/m 2P 2=
3.835
t/m 2
三、应力分析
J 1=J 2 1.0
K 0= 1.47
n=13.41
M AB =M AC =M BA =M BD =-2.38t·m
M CA =M CD =M DB =M DC =-3.12t·m A-B构件跨中弯矩 M 1max = 2.87t·m
C-D构件跨中弯矩M 3max = 3.45t·m C-A构件跨中弯矩R AC = 2.44t
解一元二次方程式=0→X 0＝0.879m a=0.53
M 2max =-1.246t·m
配筋计算
A-B构件 M max = 2.87t·m b=
cm h 0=37cm
A 0=KM/(bh 02R w )=0.0217α=0.0220
2
1-√(1-2A 0)==R AC X 0-q 1X 02/2-(q 2-q 1)/(6H 0)X 03-M AC =100H 0(2q 1+q 2)/6+(M AC -M CA )/H 0=R AC -q 1X 0-(q 2-q 1)/(2H 0)X 0
2qL 02/8-M AB =q 0L 02/8-M CD =-qL 02K 0(2+3K 0)/12n+q 0L 02K 0/12n-q 1H 02(3+8K 0)/60n-q 2H 02(2+7K 0)/60n=-K 0q 0L 02(2+3K 0)/12n+qL 02K 0/12n-q1H 02(2+7K 0)/60n-q 2H 02(3+8K 0)/60n=J 1/J 2×L 0/H 0=1+4K 0+3K 02
=1、工况一（施工完，填土结束，尚未投入运行），只有外部荷载
J 1/J 2=(H 2+h+0.2)γ1=P 0
P 1+H γ1=
←———L 0———→
P 1 ←←—P 2←——→ P 1
—→——→P 2
P-2Q 1/L 0=
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↑↑↑↑↑↑↑↑↑(H 2+h+0.2)γ1-q z =←———L 0———→
P
q 0
q 1 q 212(1)顶面作用荷载5、设计依据《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191-96)，按Ⅳ级建筑物考虑。6、垂直土压集中系数K z =保护层厚(m)计算长度b(m)壁厚h(m)
A 0=KM/(bh 02R w )=0.0237α=0.0239
/R =A =2
C-D构件max 3.45t·m b=
cm h 0=37cm
A 0=KM/(bh 02R w )=0.0261α=
0.0265
2
1)、内部作用荷载
M AB =M AC =M BA =M BD =0.9823t·m M CA =M CD =M DB =M DC =0.2877t·m A-B构件跨中弯矩 M 1max =0.326t·m
C-D构件跨中弯矩M 3max =0.288t·m
C-A构件跨中弯矩R AC = 3.059t
解一元二次方程式=0→X 0＝ 1.104m a=0.39
M 2max =-0.795t·m
配筋计算
A-B构件 M max =0.326t·m b=
cm h 0=37cm
A 0=KM/(bh 02R w )=0.0025α=
0.0025
/R =A =2
A-C构件max 0.288t·m b=
cm h 0=37cm
A 0=KM/(bh 02R w )=0.0022α=
0.0022
2
max h 0=37cm
A 0=KM/(bh 02R w )=0.0022α=0.0022
/R =A =2
配筋结果
A-B构件1排φ16@
A-C、B-D构件1排φ16@
C-D构件1排φ16@M＝ 3.45t·m
N=R CA = 3.099t
A g =10.05cm 2d=
16mm e 0=M/N=111.37cm
e=128.37cm
裂缝计算系数取α1＝0.055
α2＝0.22μ=A g /bh 0=0.0027Z=33.91cm
σg =0.86
t/cm 2v=0.70平均裂缝间距 L f =26.88
cm
ψ=-0.41
<0.3
取ψ=0.300最大裂缝宽度ξfmax =0.003
cm
<
[
0.25mm]
结论：裂缝宽度满足规范要求
1-α2R f /(μσg )=2(ψσg /E g -0.7×10-4)l f =(N/A g )×(e/Z-1)=(6+α1d/μ)v=(大偏心受压构件)
(0.93-5μ)h 0=H 0(q 1+2q 2)/6+(M CA -M AC )/H 0=
e 0+h/2-a=250四、裂缝开展宽度验算
2502501-√(1-2A 0)==1-√(1-2A 0)==1-√(1-2A 0)==-R AC X 0+P 1X 02/2+(P 2-P 1)/(6H 0)X 03+M AC =100H 0(2P 1+P 2)/6+(M AC -M CA )/H 0=R AC -P 1X 0-(P 2-P 1)/(2H 0)X 02
PL 02/8-M AB =-P 0L 02/8+M CD =PL 02(2+3K 0)K 0/12n-P 0L 2K 0/12n+P 1H 02(3+8K 0)/60n+P 2H 02(2+7K 0)/60n=P 0L 02(2+3K 0)K 0/12n-PL 02K 0/12n+P 1H 02(2+7K 0)/60n+P 2H 02(3+8K 0)/60n=1-√(1-2A 0)==1-√(1-2A 0)==
一、基本数据1、几何尺寸
箱涵宽L(m) 2.40箱涵高H(m) 1.50
0.30计算宽度L 0(m) 2.70计算高度H 0(m) 1.800.03覆土厚度H 2(m) 1.735计算厚度H 1(m) 1.885 1.002、地质资料
土壤容重γ 1.85土壤内摩擦角φ16.0水容重γ1 1.00
3、地面活荷载q h =0.50t/m 2
4、所用材料
混凝土采用标号C20R w =135kg/cm 2R f =15kg/cm 2
γf = 2.5t/m 3
钢筋采用等级Ⅱ级钢R g =3350kg/cm 2
E g = 2.0E+06kg/cm 2
1.2二、荷载计算1、外部荷载
垂直土压力q t =K z H 2γ= 3.85t/m 2
堆积荷载q h =
0.50t/m 2↑顶板自重q z =γf h=0.75t/m 2H 0q=q t +q h +q z = 5.10t/m 2
↓
(2)侧身作用荷载侧压力系数μ=tg 2
(45°-φ/2)=0.57土侧压力q t1=H 1γμ=
1.98t/m 2q t2=(H 1+H 0)γμ= 3.87t/m 2堆积荷载侧压
q h1=q h2=q h μ=0.28t/m 2q 1=q t1+q h1= 2.26t/m 2q 2=
q t2+q h2=
4.16
t/m 2
(3)底面荷载侧墙自重Q 1=Hh γf =
1.35t/m A B
q 0=q+2Hh γf /L 0= 6.10t/m 2↑2、内部作用荷载
H 0P= 1.485t/m 2↓
P 0=0.485t/m 2C D
P 1= 2.235t/m 2P 2=
3.735
t/m 2
三、应力分析
J 1=J 2 1.0
K 0= 1.50
n=13.75
M AB =M AC =M BA =M BD =-2.13t·m
M CA =M CD =M DB =M DC =-2.65t·m A-B构件跨中弯矩 M 1max = 2.52t·m
C-D构件跨中弯矩M 3max = 2.91t·m C-A构件跨中弯矩R AC = 2.32t
解一元二次方程式=0→X 0＝0.855m a=0.53
M 2max =-1.085t·m
配筋计算
A-B构件 M max = 2.52t·m b=
cm h 0=27cm
A 0=KM/(bh 02R w )=0.0358α=0.0365
2
1-√(1-2A 0)==R AC X 0-q 1X 02/2-(q 2-q 1)/(6H 0)X 03-M AC =100H 0(2q 1+q 2)/6+(M AC -M CA )/H 0=R AC -q 1X 0-(q 2-q 1)/(2H 0)X 0
2qL 02/8-M AB =q 0L 02/8-M CD =-qL 02K 0(2+3K 0)/12n+q 0L 02K 0/12n-q 1H 02(3+8K 0)/60n-q 2H 02(2+7K 0)/60n=-K 0q 0L 02(2+3K 0)/12n+qL 02K 0/12n-q1H 02(2+7K 0)/60n-q 2H 02(3+8K 0)/60n=J 1/J 2×L 0/H 0=1+4K 0+3K 02
=1、工况一（施工完，填土结束，尚未投入运行），只有外部荷载
J 1/J 2=P-2Q 1/L 0=
↓↓↓↓↓↓↓↓↓(H 2+h+0.2)γ1=P 0
P 1+H γ1=
←———L 0———→
↑↑↑↑↑↑↑↑↑P 1 ←←—P 2←——→ P 1
—→——→P 2
(H 2+h+0.2)γ1-q z =←———L 0———→
P
12q 0
q 1 q 2(1)顶面作用荷载5、设计依据《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191-96)，按Ⅳ级建筑物考虑。6、垂直土压集中系数K z =保护层厚(m)计算长度b(m)壁厚h(m)