1孔(5-2.5)m箱涵计算书

  • 格式:doc
  • 大小:365.50 KB
  • 文档页数:23

1-(5-2.5)m箱涵计算书已知计算条件:涵洞的设计安全等级为三级,取其结构重要性系数:.9涵洞桩号= K1+384.00箱涵净跨径= 5米箱涵净高= 2.5米箱涵顶板厚= .4米箱涵侧板厚= .4米板顶填土高= .27米填土容重= 18千牛/立方米钢筋砼容重= 25千牛/立方米混凝土容重= 22千牛/立方米水平角点加厚= .3米竖直角点加厚= .3米涵身混凝土强度等级= C25钢筋等级= II级钢筋填土内摩擦角= 35度基底允许应力= 250千牛/立方米顶板拟定钢筋直径= 20毫米每米涵身顶板采用钢筋根数= 11根底板拟定钢筋直径= 20毫米每米涵身底板采用钢筋根数= 11根侧板拟定钢筋直径= 20毫米每米涵身侧板采用钢筋根数= 6根荷载基本资料:土系数 K = 1.04恒载产生竖直荷载p恒=17.55千牛/平方米恒载产生水平荷载ep1=1.99千牛/平方米恒载产生水平荷载ep2=18.09千牛/平方米汽车产生竖直荷载q汽=150.02千牛/平方米汽车产生水平荷载eq汽=18.4千牛/平方米计算过程重要说明:角点(1)为箱涵左下角,角点(2)为箱涵左上角,角点(3)为箱涵右上角,角点(4)为箱涵右下角构件(1)为箱涵顶板,构件(2)为箱涵底板,构件(3)为箱涵左侧板,构件(4)为箱涵右侧板1>经过箱涵框架内力计算并汇总,结果如下(单位为:千牛.米):a种荷载(涵顶填土及自重)作用下:涵洞四角节点弯矩和构件轴力:MaA = MaB = MaC = MaD = -1 / (K + 1) * P * Lp^2 / 12 = -27.75287kN.mNa1 = Na2 = 0kNNa3 = Na4 = P * Lp / 2 = 47.39688kNa种荷载(汽车荷载)作用下:MaA = MaB = MaC = MaD = -1 / (K + 1) * M顶板端部 = -40.01875kN.mNa1 = Na2 = 0kNNa3 = Na4 = V顶板端部 = 91kNb种荷载(侧向均布土压力)作用下:涵洞四角节点弯矩和构件轴力:MbA = MbB = MbC = MbD = -K / (K + 1) * P * hp^2 / 12 = -.488389kN.mNb1 = Nb2 = P * Lp / 2 = 2.892006kNNb3 = Nb4 = 0kNc种荷载(侧向三角形土压力)作用下:涵洞四角节点弯矩和构件轴力:McA = McD = K *(3K + 8) / ((K + 1)*(K + 3)) * P * hp^2 / 60 = -2.142094kN.m McB = McC = K *(2K + 7) / ((K + 1)*(K + 3)) * P * hp^2 / 60 = -1.799524kN.m Nc1 = P * hp / 6 + (McA - McB) / hp = 7.661997kNNc2 = P * hp / 3 - (McA - McB) / hp = 15.67838kNNc3 = Nc4 = 0kNd种荷载(侧向汽车压力)作用下:涵洞四角节点弯矩和构件轴力:MdA = -(K * (K + 3) / 6(K^2 + 4K +3) + (10K + 2) / (15K + 5)) * P * hp^2 / 4 = -24.09762kN.mMdB = -(K * (K + 3) / 6(K^2 + 4K +3) - (5K + 3) / (15K + 5)) * P * hp^2 / 4 = 14.59651kN.mMdC = -(K * (K + 3) / 6(K^2 + 4K +3) + (5K + 3) / (15K + 5)) * P * hp^2 / 4 = -19.10306kN.mMdD = -(K * (K + 3) / 6(K^2 + 4K +3) - (10K + 2) / (15K + 5)) * P * hp^2 / 4 = 19.59108kN.mNd1 = (MdD - MdC) / hp = 13.3428kNNd2 = P * hp - (MdD - MdC) / hp = 40.02841kNNd3 = Nc4 = -(MdB - MdC) / Lp = -6.240662kN角点(1)在恒载作用下的的总弯矩为:-30.38角点(1)在汽车作用下的的总弯矩为:-64.12角点(1)在混凝土收缩下的的弯矩为:28.77角点(1)在温度变化下的的总弯矩为:28.77构件(1)在恒载作用下的的总轴力为:10.55构件(1)在汽车作用下的的总轴力为:13.34构件(1)在混凝土收缩下的的轴力为:0构件(1)在温度变化下的的总轴力为:0角点(2)在恒载作用下的的总弯矩为:-30.04角点(2)在汽车作用下的的总弯矩为:-25.42角点(2)在混凝土收缩下的的弯矩为:-28.77角点(2)在温度变化下的的总弯矩为:-28.77构件(2)在恒载作用下的的总轴力为:18.57构件(2)在汽车作用下的的总轴力为:40.03构件(2)在混凝土收缩下的的轴力为:0构件(2)在温度变化下的的总轴力为:0角点(3)在恒载作用下的的总弯矩为:-30.04角点(3)在汽车作用下的的总弯矩为:-59.12角点(3)在混凝土收缩下的的弯矩为:-28.77角点(3)在温度变化下的的总弯矩为:-28.77构件(3)在恒载作用下的的总轴力为:47.4构件(3)在汽车作用下的的总轴力为:84.76构件(3)在混凝土收缩下的的轴力为:0构件(3)在温度变化下的的总轴力为:0角点(4)在恒载作用下的的总弯矩为:-30.38角点(4)在汽车作用下的的总弯矩为:-20.43角点(4)在混凝土收缩下的的弯矩为:28.77角点(4)在温度变化下的的总弯矩为:28.77构件(4)在恒载作用下的的总轴力为:47.4构件(4)在汽车作用下的的总轴力为:97.24构件(4)在混凝土收缩下的的轴力为:0构件(4)在温度变化下的的总轴力为:02>荷载组合计算角点(1) 正常使用极限状态效应组合短期组合(M恒 + 0.7 * M活) = -75.26482 角点(1) 正常使用极限状态效应组合长期组合(M恒 + 0.4 * M活) = -56.02991 角点(1) 承载能力极限状态 (1.2 * M恒 + 1.4 * M活) = -126.223角点(2) 正常使用极限状态效应组合短期组合(M恒 + 0.7 * M活) = -47.83635 角点(2) 正常使用极限状态效应组合长期组合(M恒 + 0.4 * M活) = -40.20968 角点(2) 承载能力极限状态 (1.2 * M恒 + 1.4 * M活) = -71.64008角点(3) 正常使用极限状态效应组合短期组合(M恒 + 0.7 * M活) = -71.42605角点(3) 正常使用极限状态效应组合长期组合(M恒 + 0.4 * M活) = -53.68951角点(3) 承载能力极限状态 (1.2 * M恒 + 1.4 * M活) = -118.8195角点(4) 正常使用极限状态效应组合短期组合(M恒 + 0.7 * M活) = -44.68273角点(4) 正常使用极限状态效应组合长期组合(M恒 + 0.4 * M活) = -38.55442角点(4) 承载能力极限状态 (1.2 * M恒 + 1.4 * M活) = -65.05877构件(1) 正常使用极限状态效应组合短期组合(N恒 + 0.7 * N活) = 19.89397构件(1) 正常使用极限状态效应组合长期组合(N恒 + 0.4 * N活) = 15.89112构件(1) 承载能力极限状态 (1.2 * N恒 + 1.4 * N活) = 31.34473构件(2) 正常使用极限状态效应组合短期组合(N恒 + 0.7 * N活) = 46.59027构件(2) 正常使用极限状态效应组合长期组合(N恒 + 0.4 * N活) = 34.58175构件(2) 承载能力极限状态 (1.2 * N恒 + 1.4 * N活) = 78.32423构件(3) 正常使用极限状态效应组合短期组合(N恒 + 0.7 * N活) = 106.7284构件(3) 正常使用极限状态效应组合长期组合(N恒 + 0.4 * N活) = 81.30061构件(3) 承载能力极限状态 (1.2 * N恒 + 1.4 * N活) = 175.5393构件(4) 正常使用极限状态效应组合短期组合(N恒 + 0.7 * N活) = 115.4653构件(4) 正常使用极限状态效应组合长期组合(N恒 + 0.4 * N活) = 86.29314构件(4) 承载能力极限状态 (1.2 * N恒 + 1.4 * N活) = 193.01323>将箱涵框架分解为四根独立构件,求其跨中内力并进行效应组合。

以下是荷载组合后的内力结果:(1).顶板:x = lp / 2P = 1.2 * p恒载Mx = MB + N3 * x - P * x^2 / 2 + 1.4 * M汽车作用顶板中部Vx = P * x + 1.4 * V汽车作用顶板中部 - N3(2).底板:w1 = p恒载 + q车 - 3 / Lp^2 * e车 * hp^2w2 = p恒载 + q车 + 3 / Lp^2 * e车 * hp^2x = lp / 2Nx = N3Mx = MA + N3 * x - w1 * x^2 / 2 - x^3 / 6lp*(w2 - w1)Vx = w1 * x + x^2 / 2lp * (w2 - w1) - N3(3).左侧板:w1 = ep1 + e车w2 = ep2 + e车x = hp / 2Nx = N3Mx = MB + N1 * x - w1 * x^2 / 2 - x^3 / 6hp *(w2 - w1) Vx = w1 * x + x^2 / 2hp * (w2 - w1) - N1(4).右侧板:x = hp / 2w1 = ep1w2 = ep2Nx = N4Mx = Mc + N1 * x - w1 * x^2 / 2 - x^3 / 6hp * (w2 - w1) Vx = w1 * x + x^2 / 2hp * (w2 - w1) - N1构件(1)的跨中计算弯矩Mj为: 236.35 千牛*米构件(1)的跨中计算轴力Nj为: 31.34 千牛构件(1)的跨中计算剪力Vj为: -118.66 千牛构件(2)的跨中计算弯矩Mj为: 164.99 千牛*米构件(2)的跨中计算轴力Nj为: 78.32 千牛构件(2)的跨中计算剪力Vj为: -30.14 千牛构件(3)的跨中计算弯矩Mj为: -59.18 千牛*米构件(3)的跨中计算轴力Nj为: 175.54 千牛构件(3)的跨中计算剪力Vj为: 16.49 千牛构件(4)的跨中计算弯矩Mj为: -79.27 千牛*米构件(4)的跨中计算轴力Nj为: 193.01 千牛构件(4)的跨中计算剪力Vj为: -20.87 千牛4>顶板、底板截面设计:顶、底板按钢筋混凝土矩形截面偏心受压构件进行截面设计(不考虑受压钢筋)。