3孔箱涵结构计算书

'箱涵结构计算书项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、示意图：二、基本设计资料1．依据规范及参考书目：《水工混凝土结构设计规范》(SL191-2008)，以下简称《规范》《水工钢筋混凝土结构学》(中国水利水电出版社)《公路桥涵设计通用规范》JTJD60-2004，以下简称《通规》《涵洞》（中国水利水电出版社出版，熊启钧编著）2．几何信息：箱涵孔数n=3孔净宽B=3.500m孔净高H=3.000m第二孔净宽B2=3.500m第三孔净宽B3=3.500m底板厚d1=0.500m顶板厚d2=0.500m侧墙厚d3=0.500m加腋尺寸t=0.250m中间隔墙厚d4=0.500m3．荷载信息：埋管方式：上埋式填土高Hd=3.200m填土种类：密实砂类土、硬塑粘性土内摩擦角φ=36.0度填土容重γ=22.000kN/m3填土湿容重γs=18.000kN/m3地下水位W=0.000m洞内水压N=0.000m汽车荷载等级：公路-Ⅱ级4．荷载系数：可变荷载的分项系数γQ1k＝1.20可变荷载的分项系数γQ2k＝1.10永久荷载的分项系数γG1k＝1.05永久荷载的分项系数γG2k＝1.20构件的承载力安全系数K＝1.355．材料信息： 混凝土强度等级：C25纵向受力钢筋种类：HRB335纵筋合力点至近边距离as=0.040m6．附加荷载：顶板均布恒荷载qf1=5.000kN/m顶板均布活荷载qf2=19.000kN/m顶板集中活荷载Pf=130.000kN集中荷载离左边墙外侧距离X=1.900m三、荷载标准值计算1．垂直压力计算垂直土压力计算公式如下:qv1=Ks×γ×Hd计算得到作用于顶板上的垂直土压力qv1=70.400kN/m顶板自重qv2=d2*25=12.500kN/m作用于顶板上的垂直压力qt=qv1+qv2=82.900kN/m侧墙和隔墙自重作用于底板qv3=12.000kN/m作用于底板上的垂直压力qd=qv1+qv2+qv3=94.900kN/m2．侧向水平土压力计算水平土压力计算公式如下:qh=γ×H×tan2(45°－φ/2)计算得到侧墙顶部水平土压力qh1=21.133kN/m计算得到侧墙底部水平土压力qh2=38.267kN/m3．内水压力计算不考虑内水压力的影响4．外水压力计算不考虑外水压力的影响5．汽车荷载由《通规》第4.3.1条规定并考虑车辆荷载的相互作用得到：qq=11.502kN/m，顶部、底板均承受汽车荷载汽车荷载产生的作用于侧墙水平土压力为：qqh=qq×tan2(45°－φ/2)=2.99kN/m6．附加均布荷载产生的水平土压力附加均布活荷载产生的作用于侧墙水平土压力为：qfh=Pf×tan2(45°－φ/2)=4.93kN/m附加均布活荷载产生的作用于侧墙水平土压力为：qfh"=qf×tan2(45°－φ/2)=1.30kN/m四、内力计算1．计算说明a、采用有限单元法对结构进行内力计算。b、建模时，水平单元（底板和顶板）方向从左到右。c、建模时，竖直单元（边墙和隔墙）方向从下到上。d、承载力极限状态计算时，荷载效应组合设计值按下式计算：S＝γG1K×SG1K＋γG2k×SG2K＋γQ1k×SQ1K＋γQ2k×SQ2K，即：S＝1.05×SG1K＋1.20×SG2K＋1.20×SQ1K＋1.10×SQ2K，即： e、正常使用极限状态验算应按荷载效应的标准组合进行，并采用下列表达式：Sk（Gk，Qk，fk，αk）≤c2．内力计算结果第1单元起始节点内力:M=-101.668kN·mQ=54.125kNN=378.965kNMk=-77.358kN·mNk=287.855kN第1单元跨中内力:Mmax=0.000kN·mQmax=0.464kNNmax=378.965kN截面位置Xmax=1.525mMmin=-123.084kN·mQmin=-64.119kNNmin=378.965kN截面位置Xmin=3.000mMk=-93.893kN·mNk=287.855kN第1单元末节点内力:M=-123.084kN·mQ=-64.119kNN=378.965kNMk=-93.893kN·mNk=287.855kN第2单元起始节点内力:M=9.504kN·mQ=298.419kNN=82.627kNMk=5.238kN·mNk=67.460kN第2单元跨中内力:Mmax=245.274kN·mQmax=-46.060kNNmax=82.627kN截面位置Xmax=1.670mMmin=-108.758kN·mQmin=-340.860kNNmin=82.627kN截面位置Xmin=3.500mMk=189.123kN·mNk=67.460kN第2单元末节点内力:M=-108.758kN·mQ=-340.860kNN=82.627kNMk=-82.109kN·mNk=67.460kN第3单元起始节点内力:M=22.285kN·mQ=6.738kNN=753.424kNMk=16.729kN·mNk=560.748kN第3单元跨中内力:Mmax=39.129kN·mQmax=6.738kNNmax=753.424kN截面位置Xmax=3.000mMmin=0.000kN·mQmin=6.738kNNmin=753.424kN截面位置Xmin=0.500mMk=30.938kN·mNk=560.748kN第3单元末节点内力:M=39.129kN·mQ=6.738kNN=753.424kNMk=30.938kN·mNk=560.748kN第4单元起始节点内力:M=-24.798kN·mQ=-267.960kNN=82.914kNMk=-17.479kN·mNk=68.749kN第4单元跨中内力:Mmax=106.870kN·mQmax=348.670kN Nmax=82.914kN截面位置Xmax=3.500mMmin=-195.248kN·mQmin=2.389kNNmin=82.914kN截面位置Xmin=1.790mMk=-148.573kN·mNk=68.749kN第4单元末节点内力:M=106.870kN·mQ=348.670kNN=82.914kNMk=80.917kN·mNk=68.749kN第5单元起始节点内力:M=-110.955kN·mQ=251.470kNN=75.889kNMk=-83.708kN·mNk=61.776kN第5单元跨中内力:Mmax=85.320kN·mQmax=0.165kNNmax=75.889kN截面位置Xmax=2.060mMmin=-110.955kN·mQmin=251.470kNNmin=75.889kN截面位置Xmin=0.500mMk=-83.708kN·mNk=61.776kN第5单元末节点内力:M=-81.464kN·mQ=-231.809kNN=75.889kNMk=-59.131kN·mNk=61.776kN第6单元起始节点内力:M=22.285kN·mQ=6.738kNN=753.424kNMk=16.729kN·mNk=560.748kN第6单元跨中内力:Mmax=39.129kN·mQmax=6.738kNNmax=753.424kN截面位置Xmax=3.000mMmin=0.000kN·mQmin=6.738kNNmin=753.424kN截面位置Xmin=0.500mMk=30.938kN·mNk=560.748kN第6单元末节点内力:M=39.129kN·mQ=6.738kNN=753.424kNMk=30.938kN·mNk=560.748kN第7单元起始节点内力:M=116.614kN·mQ=-292.136kNN=89.652kNMk=89.026kN·mNk=74.433kN第7单元跨中内力:Mmax=116.614kN·mQmax=-292.136kNNmax=89.652kN截面位置Xmax=0.500mMmin=-106.378kN·mQmin=-1.196kNNmin=89.652kN截面位置Xmin=2.030mMk=89.026kN·mNk=74.433kN第7单元末节点内力:M=90.929kN·mQ=267.944kNN=89.652kNMk=67.622kN·mNk=74.433kN第8单元起始节点内力: M=-79.650kN·mQ=270.673kNN=77.004kNMk=-57.852kN·mNk=62.774kN第8单元跨中内力:Mmax=147.746kN·mQmax=0.037kNNmax=77.004kN截面位置Xmax=2.180mMmin=-79.650kN·mQmin=270.673kNNmin=77.004kN截面位置Xmin=0.500mMk=107.803kN·mNk=62.774kN第8单元末节点内力:M=7.450kN·mQ=-212.606kNN=77.004kNMk=3.526kN·mNk=62.774kN第9单元起始节点内力:M=77.685kN·mQ=-59.748kNN=293.153kNMk=57.373kN·mNk=216.344kN第9单元跨中内力:Mmax=85.043kN·mQmax=58.495kNNmax=293.153kN截面位置Xmax=3.000mMmin=0.000kN·mQmin=-0.036kNNmin=293.153kN截面位置Xmin=1.650mMk=62.193kN·mNk=216.344kN第9单元末节点内力:M=85.043kN·mQ=58.495kNN=293.153kNMk=62.193kN·mNk=216.344kN第10单元起始节点内力:M=93.764kN·mQ=-290.497kNN=88.538kNMk=69.995kN·mNk=73.435kN第10单元跨中内力:Mmax=93.764kN·mQmax=-290.497kNNmax=88.538kN截面位置Xmax=0.500mMmin=-151.183kN·mQmin=1.713kNNmin=88.538kN截面位置Xmin=2.210mMk=-111.861kN·mNk=73.435kN第10单元末节点内力:M=-11.829kN·mQ=213.033kNN=88.538kNMk=-6.672kN·mNk=73.435kN五、配筋计算1．计算说明对截面按照偏心受压构件进行配筋计算。2．配筋计算结果第1单元起始节点配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=2827mm2(D12@40)上侧或左侧钢筋计算面积As"=920mm2，实配As"=2827mm2(D12@40)第1单元跨中配筋: 下侧或右侧钢筋计算面积As=2760mm2，实配As=2827mm2(D12@40)上侧或左侧钢筋计算面积As"=2760mm2，实配As"=2827mm2(D12@40)第1单元末节点配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=2827mm2(D12@40)上侧或左侧钢筋计算面积As"=920mm2，实配As"=2827mm2(D12@40)第2单元起始节点配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=2566mm2(D14@60)上侧或左侧钢筋计算面积As"=920mm2，实配As"=1100mm2(D14@140)第2单元跨中配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=2442mm2，实配As=2566mm2(D14@60)上侧或左侧钢筋计算面积As"=979mm2，实配As"=1100mm2(D14@140)第2单元末节点配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=2566mm2(D14@60)上侧或左侧钢筋计算面积As"=979mm2，实配As"=1100mm2(D14@140)第3单元起始节点配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=2827mm2(D12@40)上侧或左侧钢筋计算面积As"=920mm2，实配As"=2827mm2(D12@40)第3单元跨中配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=2760mm2，实配As=2827mm2(D12@40)上侧或左侧钢筋计算面积As"=2760mm2，实配As"=2827mm2(D12@40)第3单元末节点配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=2827mm2(D12@40)上侧或左侧钢筋计算面积As"=920mm2，实配As"=2827mm2(D12@40)第4单元起始节点配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=1100mm2(D14@140)上侧或左侧钢筋计算面积As"=920mm2，实配As"=1924mm2(D14@80)第4单元跨中配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=958mm2，实配As=1100mm2(D14@140)上侧或左侧钢筋计算面积As"=1905mm2，实配As"=1924mm2(D14@80)第4单元末节点配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=958mm2，实配As=1100mm2(D14@140)上侧或左侧钢筋计算面积As"=920mm2，实配As"=1924mm2(D14@80)第5单元起始节点配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=2566mm2(D14@60)上侧或左侧钢筋计算面积As"=1018mm2，实配As"=1100mm2(D14@140)第5单元跨中配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=2566mm2(D14@60)上侧或左侧钢筋计算面积As"=1018mm2，实配As"=1100mm2(D14@140)第5单元末节点配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=2566mm2(D14@60)上侧或左侧钢筋计算面积As"=920mm2，实配As"=1100mm2(D14@140)第6单元起始节点配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=2827mm2(D12@40)上侧或左侧钢筋计算面积As"=920mm2，实配As"=2827mm2(D12@40) 第6单元跨中配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=2760mm2，实配As=2827mm2(D12@40)上侧或左侧钢筋计算面积As"=2760mm2，实配As"=2827mm2(D12@40)第6单元末节点配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=2827mm2(D12@40)上侧或左侧钢筋计算面积As"=920mm2，实配As"=2827mm2(D12@40)第7单元起始节点配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=1048mm2，实配As=1100mm2(D14@140)上侧或左侧钢筋计算面积As"=920mm2，实配As"=1924mm2(D14@80)第7单元跨中配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=1048mm2，实配As=1100mm2(D14@140)上侧或左侧钢筋计算面积As"=938mm2，实配As"=1924mm2(D14@80)第7单元末节点配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=1100mm2(D14@140)上侧或左侧钢筋计算面积As"=920mm2，实配As"=1924mm2(D14@80)第8单元起始节点配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=2566mm2(D14@60)上侧或左侧钢筋计算面积As"=920mm2，实配As"=1100mm2(D14@140)第8单元跨中配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=1410mm2，实配As=2566mm2(D14@60)上侧或左侧钢筋计算面积As"=920mm2，实配As"=1100mm2(D14@140)第8单元末节点配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=2566mm2(D14@60)上侧或左侧钢筋计算面积As"=920mm2，实配As"=1100mm2(D14@140)第9单元起始节点配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=2827mm2(D12@40)上侧或左侧钢筋计算面积As"=920mm2，实配As"=2827mm2(D12@40)第9单元跨中配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=2760mm2，实配As=2827mm2(D12@40)上侧或左侧钢筋计算面积As"=2760mm2，实配As"=2827mm2(D12@40)第9单元末节点配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=2827mm2(D12@40)上侧或左侧钢筋计算面积As"=920mm2，实配As"=2827mm2(D12@40)第10单元起始节点配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=1100mm2(D14@140)上侧或左侧钢筋计算面积As"=920mm2，实配As"=1924mm2(D14@80)第10单元跨中配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=1100mm2(D14@140)上侧或左侧钢筋计算面积As"=1421mm2，实配As"=1924mm2(D14@80)第10单元末节点配筋:下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=1100mm2(D14@140)上侧或左侧钢筋计算面积As"=920mm2，实配As"=1924mm2(D14@80)六、抗裂验算和裂缝宽度计算 1．计算说明对截面按照偏心受压构件进行抗裂验算以及裂缝宽度计算。2．裂缝宽度计算结果第1单元起始节点抗裂验算：抗裂验算满足要求。第1单元起始节点裂缝宽度：ωmax=-0.020mm<0.2mm，满足要求第1单元跨中抗裂验算：抗裂验算满足要求。第1单元跨中裂缝宽度：ωmax=-0.026mm<0.2mm，满足要求第1单元末节点抗裂验算：抗裂验算满足要求。第1单元末节点裂缝宽度:ωmax=-0.026mm<0.2mm，满足要求第2单元起始节点抗裂验算：抗裂验算不满足要求。第2单元起始节点裂缝宽度：ωmax=0.000mm<0.2mm，满足要求第2单元跨中抗裂验算：抗裂验算满足要求。第2单元跨中裂缝宽度：ωmax=0.036mm<0.2mm，满足要求第2单元末节点抗裂验算：抗裂验算满足要求。第2单元末节点裂缝宽度:ωmax=-0.006mm<0.2mm，满足要求第3单元起始节点抗裂验算：抗裂验算不满足要求。第3单元起始节点裂缝宽度：ωmax=0.000mm<0.2mm，满足要求第3单元跨中抗裂验算：抗裂验算不满足要求。第3单元跨中裂缝宽度：ωmax=0.000mm<0.2mm，满足要求第3单元末节点抗裂验算：抗裂验算不满足要求。第3单元末节点裂缝宽度:ωmax=0.000mm<0.2mm，满足要求第4单元起始节点抗裂验算：抗裂验算满足要求。第4单元起始节点裂缝宽度：ωmax=-0.001mm<0.2mm，满足要求第4单元跨中抗裂验算： 抗裂验算满足要求。第4单元跨中裂缝宽度：ωmax=-0.020mm<0.2mm，满足要求第4单元末节点抗裂验算：抗裂验算满足要求。第4单元末节点裂缝宽度:ωmax=0.006mm<0.2mm，满足要求第5单元起始节点抗裂验算：抗裂验算满足要求。第5单元起始节点裂缝宽度：ωmax=-0.006mm<0.2mm，满足要求第5单元跨中抗裂验算：抗裂验算满足要求。第5单元跨中裂缝宽度：ωmax=-0.006mm<0.2mm，满足要求第5单元末节点抗裂验算：抗裂验算满足要求。第5单元末节点裂缝宽度:ωmax=-0.004mm<0.2mm，满足要求第6单元起始节点抗裂验算：抗裂验算不满足要求。第6单元起始节点裂缝宽度：ωmax=0.000mm<0.2mm，满足要求第6单元跨中抗裂验算：抗裂验算不满足要求。第6单元跨中裂缝宽度：ωmax=0.000mm<0.2mm，满足要求第6单元末节点抗裂验算：抗裂验算不满足要求。第6单元末节点裂缝宽度:ωmax=0.000mm<0.2mm，满足要求第7单元起始节点抗裂验算：抗裂验算满足要求。第7单元起始节点裂缝宽度：ωmax=0.006mm<0.2mm，满足要求第7单元跨中抗裂验算：抗裂验算满足要求。第7单元跨中裂缝宽度：ωmax=0.006mm<0.2mm，满足要求第7单元末节点抗裂验算：抗裂验算满足要求。第7单元末节点裂缝宽度:ωmax=0.004mm<0.2mm，满足要求第8单元起始节点抗裂验算： 抗裂验算满足要求。第8单元起始节点裂缝宽度：ωmax=-0.004mm<0.2mm，满足要求第8单元跨中抗裂验算：抗裂验算满足要求。第8单元跨中裂缝宽度：ωmax=0.020mm<0.2mm，满足要求第8单元末节点抗裂验算：抗裂验算不满足要求。第8单元末节点裂缝宽度:ωmax=0.000mm<0.2mm，满足要求第9单元起始节点抗裂验算：抗裂验算满足要求。第9单元起始节点裂缝宽度：ωmax=0.014mm<0.2mm，满足要求第9单元跨中抗裂验算：抗裂验算满足要求。第9单元跨中裂缝宽度：ωmax=0.016mm<0.2mm，满足要求第9单元末节点抗裂验算：抗裂验算满足要求。第9单元末节点裂缝宽度:ωmax=0.016mm<0.2mm，满足要求第10单元起始节点抗裂验算：抗裂验算满足要求。第10单元起始节点裂缝宽度：ωmax=0.005mm<0.2mm，满足要求第10单元跨中抗裂验算：抗裂验算满足要求。第10单元跨中裂缝宽度：ωmax=-0.015mm<0.2mm，满足要求第10单元末节点抗裂验算：抗裂验算不满足要求。第10单元末节点裂缝宽度:ωmax=0.000mm<0.2mm，满足要求'