2x2.5m箱涵计算书

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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:1.0

涵洞桩号= K0+000至K0+724.65

设计荷载等级=城-A 箱涵净跨径= 2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= 9米

填土容重= 18千牛/立方米

钢筋砼容重= 26千牛/立方米

混凝土容重= 24千牛/立方米

水平角点加厚= .15米

竖直角点加厚= .15米

涵身混凝土强度等级= C30

钢筋等级= Ⅲ级钢筋

填土内摩擦角= 30度

基底允许应力= 160千牛/立方米

顶板拟定钢筋直径= 14毫米

每米涵身顶板采用钢筋根数= 9根

底板拟定钢筋直径= 14毫米

每米涵身底板采用钢筋根数= 9根

侧板拟定钢筋直径= 12毫米

每米涵身侧板采用钢筋根数= 5根

荷载基本资料:

土系数 K = 1.489286

恒载产生竖直荷载p恒=251.66千牛/平方米恒载产生水平荷载ep1=54千牛/平方米

恒载产生水平荷载ep2=73.8千牛/平方米

汽车产生竖直荷载q汽=2.11千牛/平方米

汽车产生水平荷载eq汽=.7千牛/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 = -54.70137kN.m Na1 = Na2 = 0kN

Na3 = Na4 = P * Lp / 2 = 301.9972kN

a种荷载(汽车荷载)作用下:

MaA = MaB = MaC = MaD = -1 / (K + 1) * P * Lp^2 / 12 = -.4583918kN.m Na1 = Na2 = 0kN

Na3 = Na4 = P * Lp / 2 = 2.530705kN

b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 = -20.70764kN.m Nb1 = Nb2 = P * Lp / 2 = 78.3kN

Nb3 = Nb4 = 0kN

c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 = -4.194835kN.m

McB = McC = K *(2K + 7) / ((K + 1)*(K + 3)) * P * hp^2 / 60 = -3.397967kN.m

Nc1 = P * hp / 6 + (McA - McB) / hp = 9.295218kN

Nc2 = P * hp / 3 - (McA - McB) / hp = 19.41478kN

Nc3 = Nc4 = 0kN

d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 = -1.034903kN.m

MdB = -(K * (K + 3) / 6(K^2 + 4K +3) - (5K + 3) / (15K + 5)) * P * hp^2 / 4 = .4430991kN.m

MdC = -(K * (K + 3) / 6(K^2 + 4K +3) + (5K + 3) / (15K + 5)) * P * hp^2 / 4 = -.7126718kN.m

MdD = -(K * (K + 3) / 6(K^2 + 4K +3) - (10K + 2) / (15K + 5)) * P * hp^2 / 4 = .7653301kN.m

Nd1 = (MdD - MdC) / hp = .5096558kN

Nd2 = P * hp - (MdD - MdC) / hp = 1.528967kN

Nd3 = Nc4 = -(MdB - MdC) / Lp = -.4815712kN

角点(1)在恒载作用下的的总弯矩为:-79.6

角点(1)在汽车作用下的的总弯矩为:-1.49

角点(1)在挂车作用下的的总弯矩为:-3.68

角点(1)在混凝土收缩下的的弯矩为:13.7

角点(1)在温度变化下的的总弯矩为:13.7

构件(1)在恒载作用下的的总轴力为:87.6

构件(1)在汽车作用下的的总轴力为:.51

构件(1)在挂车作用下的的总轴力为:1.26

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:-78.81

角点(2)在汽车作用下的的总弯矩为:-.02

角点(2)在挂车作用下的的总弯矩为:-.04

角点(2)在混凝土收缩下的的弯矩为:-13.7

角点(2)在温度变化下的的总弯矩为:-13.7

构件(2)在恒载作用下的的总轴力为:97.71

构件(2)在汽车作用下的的总轴力为:1.53

构件(2)在挂车作用下的的总轴力为:3.77

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:-78.81

角点(3)在汽车作用下的的总弯矩为:-1.17

角点(3)在挂车作用下的的总弯矩为:-2.89

角点(3)在混凝土收缩下的的弯矩为:-13.7

角点(3)在温度变化下的的总弯矩为:-13.7

构件(3)在恒载作用下的的总轴力为:302

构件(3)在汽车作用下的的总轴力为:2.05

构件(3)在挂车作用下的的总轴力为:5.05

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:-79.6

角点(4)在汽车作用下的的总弯矩为:.31

角点(4)在挂车作用下的的总弯矩为:.76

角点(4)在混凝土收缩下的的弯矩为:13.7

角点(4)在温度变化下的的总弯矩为:13.7

构件(4)在恒载作用下的的总轴力为:302

构件(4)在汽车作用下的的总轴力为:3.01

构件(4)在挂车作用下的的总轴力为:7.42

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:0

2>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) = -80.64915 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) = -80.20117 角点(1) 承载能力极限状态 (1.2 * M恒 + 1.4 * M活) = -97.61523

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) = -78.81769 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) = -78.8131 角点(2) 承载能力极限状态 (1.2 * M恒 + 1.4 * M活) = -94.58979

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) = -79.62673 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) = -79.27541 角点(3) 承载能力极限状态 (1.2 * M恒 + 1.4 * M活) = -96.20787