钢筋混凝土圆管涵验算

钢筋混凝土圆管涵验算

1-1.0m钢筋混凝土圆管涵计算书

1. 设计依据:

《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)

《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)

《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)

《公路涵洞设计细则》JTG/T D65-04-2007

2. 设计资料:

设计荷载:公路-Ⅰ级

管节长b=0.99 m

圆管涵管节内径D内=1.5 m

管节管壁厚度t=14 cm

管节材料砼标号=C30砼

砼轴心抗压设计强度Fcd=13.8 MPa

砼轴心抗压设计强度Fcd=13.8 MPa

管顶填土高H=3 m

土容重γ=18 kN/m^3

钢筋混凝土容重γ1=25 kN/m^3

土的内摩擦角φ=30度

保护层厚度=2 cm

螺旋钢筋根数=10

螺旋钢筋级别=HPB235

螺旋钢筋直径=8 mm

钢筋抗拉设计强度Fsd=195 MPa基础容重γ2=22 kN/m^3

垫层容重γ3=22 kN/m^3

基底容许应力=280 kPa

3. 外力计算:

a.恒载

填土垂直压力q=K*γ*H=77.451 kN/m^2

管节自重垂直压力qz=γ1*t=3.5 kN/m^2

b.活载

纵向分布宽度a=5.064 m

横向分布宽度b=8.964 m

垂直压力P=12.336 kN/m^2

4. 内力计算:

管节内外径平均值R=0.82 m

土的侧压力系数λ=(tg(45-φ/2))^2=0.333 kN/m

填土产生的最大弯矩M土=0.137*q*R^2*(1-λ)=4.756 kN.m

自重产生的最大弯矩M自=0.369*qz*R^2=0.868 kN.m

恒载产生的最大弯矩M恒=M土+M自=5.625 kN.m

车辆荷载产生的最大弯矩M汽=0.137*P*R^2*(1-λ)=0.758 kN.m

5. 内力组合:

结构重要性系数(涵洞设计安全等级为二级)γ0=1

荷载组合(弯矩)Mj=γ0*(1.2M恒+1.8M汽)=8.113 kN.m

6. 截面配筋:

实际受拉区配筋面积为Ag=5.03 cm^2

截面有效高度h0=11.535 cm

配筋率P=100*Ag/b/h0=0.44

配筋率P >= 45*ftd/fsd=0.321,同时不小于0.2,满足要求

7. 强度验算:

混凝土受压区高度x=Fsd*Ag/(Fcd*b)=0.718 cm

混凝土受压区高度界限系数ξjg=0.62

受压区高度x < ξjg*h0=7.152,满足要求!

正截面强度=Fcd*b*x*(h0-x/2)=10.962 kN.m

正截面强度 > 设计强度Mj,正截面强度满足要求!

8. 裂缝宽度验算:

作用短期效应组合Ms=1.0*M1+0.7*M2=6.155 kN.m

作用长期效应组合Ml=1.0*M1+0.4*M2=5.928 kN.m

钢筋表面形状影响系数C1=1

荷载特征影响系数C2=1.482

构件形式系数C3=1.15

受拉钢筋的直径d=8 mm

受拉钢筋重心处的应力σg=121.937 MPa

钢筋的弹性模量Es=210000 MPa

配筋率ρ=0.006

最大裂缝宽度δfmax=C1*C2*C3*σg/Es*(30+d)/(0.28+10*ρ)=0.111 mm

δfmax < 0.2,最大裂缝宽度满足要求

9. 基底应力验算:

基底只承受轴心荷载,基底承载力应满足: P=N/A ≤ [fa]

填土重力P1=-44.792 kN

管节重力P2=18.033 kN

基础重力P3=0 kN

垫层重力P4=0 kN

ΣP=-26.759 kN

A=0 m^2

δmax=ΣP/A=-1.#IO kPa

δmax < 基底容许应力280.00kPa,满足要求!