盖板涵设计计算书

'涵洞盖板计算1.设计资料汽车荷载等级：公路-I级；环境类别：I类环境；净跨径：L0=1.85；单侧搁置长度：0.20m；计算跨径：L=2m；填土高：H=8m；盖板板厚d=40cm；盖板宽b=0.99m；保护层厚度c=3cm；混凝土强度等级为C30；轴心抗压强度fcd=13.8Mpa；轴心抗拉强度ftd=1.39Mpa；主拉钢筋等级为HRB335；抗拉强度设计值fsd=280Mpa；盖板容重γ1=25kN/m3；土容重γ2=20kN/m32.结构设计原理根据《公路涵洞设计细则》(JTGTD64-04-2007)中9.3.2中盖板可按两端简支板计算，可不考虑涵台传来的水平力。根据《公路涵洞设计细则》(JTGTD64-04-2007)中4.3.1安全等级为三级。3.外力计算1)永久作用(1)竖向土压力q=γ2·H·b=20×8×0.99=158.4kN/m(2)盖板自重g=γ1·d·b=25×0.4×0.99=9.9kN/m2)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》(JTGD60-2004)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》(JTGD60-2004)中4.3.1关于车辆荷载的规定：车辆荷载顺板跨长La=1.6+2·H·tan30°=1.6+2×8×0.577=10.83m车辆荷载垂直板跨长Lb=5.5+2·H·tan30°=5.5+2×8×0.577=14.73m车轮重P=560kN车轮重压强p=P/La/Lb=560/10.83/14.73=3.51kN/m24.内力计算及荷载组合1)由永久作用引起的内力跨中弯矩M1=(q+g)·L2/8=(158.4+9.9)×22/8=84.14kNm边墙内侧边缘处剪力V1=(q+g)·L0/2=(158.4+9.9)×1.85/2=155.68kN2)由车辆荷载引起的内力跨中弯矩3 M2=p·L2·b/8=3.51×12×0.99/8=1.74kNm边墙内侧边缘处剪力V2=p·L0·b/2=3.51×1.85×0.99/2=3.21kN3)作用效应组合根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)中4.1.6关于作用效应组合的规定：跨中弯矩γ0Md=0.9(1.2M1+1.4M2)=0.9×(1.2×84.15+1.4×1.74)=93.07kNm边墙内侧边缘处剪力γ0Vd=0.9(1.2V1+1.4V2)=0.9×(1.2×155.68+1.4×3.21)=172.18kN5对盖板进行配筋假设:as=40mm,查表ξb=0.56截面有效高度：h0=400-40=360mm由公式得:x=h0-(h02-2γ0Md/fcdb)0.5=360-[3602-2×93.07×106/（13.8×990）]0.5=19.4<ξb·h0=0.56×360=201.6mm则由公式可得受拉钢筋面积AsAs=fcd·b·x/fsd=（13.8×990×19.4）/280=947mm2选用12根14mm的钢筋，As=1847mm26.持久状况承载能力极限状态计算截面有效高度h0=400-30-16.2/2=361.9mm1)砼受压区高度x=fsd·As/fcd/b=280×1847/13.8/990=37.9mm根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)中5.2.1关于相对界限受压区高度ξb的规定:HRB335钢筋的相对界限受压区高度ξb=0.56。x≤ξb·h0=0.56×360=201.6mm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》(JTGD62-2004)中9.1.12关于受弯构件最小配筋百分率的规定:ρ=As/b/h0=0.0052，不小于45ftd/fsd=0.00223,同时不小于0.2%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》(JTGD62-2004)中5.2.2关于受弯构件正截面抗弯承载力计算的规定:fcd·b·x(h0-x/2)=13.8×990×37.9×(361.9-37.9/2)×10-6=177.58kNm﹥γ0Md=93.07kNm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》(JTGD62-2004)中5.2.9关于抗剪截面验算的规定:0.51×10-3·fcu,k0.5·b·h0=0.51×10-3×300.5×990×361.9=1000.8kN﹥γ0Vd=172.18kN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》(JTGD62-2004)中5.2.103 关于受弯构件斜截面抗剪承载力验算的规定:0.5×10-3·α2·ftd·b·h0=0.5×10-3×1×1.39×990×361.9=249kN﹥γ0Vd=172.18kN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》(JTGD62-2004)中9.3.13构造要求配置箍筋7.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》(JTGD62-2004)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Ms=1.0M1+0.7M2=1.0×84.15+0.7×1.74=85.37kNm作用长期效应组合Ml=1.0M1+0.4M2=1.0×84.15+0.4×1.74=84.58kNm受拉钢筋的应力σss=Ms/0.87/As/h0=85.37×106/（0.87×1847×361.9）=146.8Mpa钢筋表面形状系数C1=1作用长期效应影响系数C2=1+0.5Ml/Ms=1+0.5×84.58/85.37=1.50C3=1.15裂缝宽度Wfk=C1·C2·C3·σss·(30+d)/Es/(0.28+10·ρ)=1×1.50×1.15×146.8×(30+14)/2.00×105/(0.28+10×0.052)=0.168mm≤0.20mm裂缝宽度满足规范要求3'