钢筋混凝土箱涵结构设计(新规范).xls

钢钢筋筋混混凝凝土土箱箱涵涵结结构构设设计计 数数据据输输入入说明 1.孔径及净空 净跨径L0 2.5m 净高h0 3m 2.设计安全等级 设计安全等级11为一级，2为二级，3为三级 3.汽车荷载 荷载等级公路－2级1为I级，2为II级，3为II级折减 4.填土情况 箱涵顶填土厚H 0.8m≥0.5m 土的内摩擦角Φ 30 填土容重γ1 18kN/m3 地基承载力[σ0] 350kPa 5.建筑材料 普通钢筋种类21为R235，2为HRB335，3为HRB400，4为KL400 主钢筋直径12mm 涵身混凝土强度等级C2515 50 6.箱涵尺寸 顶板、底板厚度δ 0.3m 倒角C1 0.3m 侧墙厚度t 0.28m 倒角C2 0.5m 基础襟边c 0.45m 基础高度d 0.4m 附注有填充颜色的单元格需要按说明输入数值。 1为I级，2为II级，3为II级折减 1为R235，2为HRB335，3为HRB400，4为KL400 设计 李海川 2020/10/21 第 3 页 钢钢 筋筋 混混 凝凝 土土 箱箱 涵涵 结结 构构 设设 计计 一 、 设 计 资 料 1 1、、孔孔径径及及净净空空 净净跨跨径径L L0 2.52.5m m 净净高高h h0 3 3m m 2 2、、设设计计安安全全等等级级一一级级 结结构构重重要要性性系系数数r r0 1.11.1 3 3、、汽汽车车荷荷载载 荷荷载载等等级级公公路路 ⅡⅡ级级 4 4、、填填土土情情况况 涵涵顶顶填填土土高高度度H H 0.80.8m m 土土的的内内摩摩擦擦角角ΦΦ 3030 填填土土容容重重γγ1 1818kN/mkN/m3 地地基基容容许许承承载载力力[σ[σ0] ] 350350kPakPa 5 5、、建建筑筑材材料料 普普通通钢钢筋筋种种类类HRB335HRB335 主主钢钢筋筋直直径径1212m mm m 钢钢筋筋抗抗拉拉强强度度设设计计值值f fsd 280280MPaMPa 涵涵身身混混凝凝土土强强度度等等级级C C2525 涵涵身身混混凝凝土土抗抗压压强强度度设设计计值值f fcd 11.511.5MPaMPa 涵涵身身混混凝凝土土抗抗拉拉强强度度设设计计值值f ftd 1.231.23MPaMPa 钢钢筋筋混混凝凝土土重重力力密密度度γγ2 2525kN/mkN/m3 基基础础混混凝凝土土强强度度等等级级C C1515 混混凝凝土土重重力力密密度度γγ3 2424kN/mkN/m3 二 、 设 计 计 算 一截面尺寸拟定 见见图图L-01L-01 顶顶板板、、底底板板厚厚度度δδ 0.30.3m m C C1 0.30.3m m 侧侧墙墙厚厚度度t t 0.280.28m m C C2 0.50.5m m 横横梁梁计计算算跨跨径径L LP L L0tt 2.782.78m m L L L L02t2t 3.063.06m m 侧侧墙墙计计算算高高度度h hP h h0δδ 3.33.3m m h h h h02δ2δ 3.63.6m m 基基础础襟襟边边 c c 0.450.45m m 基基础础高高度度 d d 0.40.4m m 基基础础宽宽度度 B B 3.963.96m m图图 L-01L-01 二荷载计算 1 1、、恒恒载载 恒恒载载竖竖向向压压力力p p恒 γγ1HγHγ2δδ 21.9021.90kN/mkN/m2 恒恒载载水水平平压压力力 顶顶板板处处e eP1 γγ1HtanHtan245-φ/245-φ/2 4.804.80kN/mkN/m2 底底板板处处e eP2 γγ1HhtanHhtan245-φ/345-φ/3 26.4026.40kN/mkN/m2 2 2、、活活载载 汽汽车车后后轮轮着着地地宽宽度度0.6m0.6m，，由由公公路路桥桥涵涵设设计计通通用用规规范范JTGJTG D602004D602004第第4.3.44.3.4条条规规定定，，按按3030角角向向下下分分布布。。 一一个个汽汽车车后后轮轮横横向向分分布布宽宽 设计 李海川 2020/10/21 第 4 页 0.60.6/2Htan30/2Htan300.760.76 m m 1.3/21.3/2 m m 1.01.0 ，，取取ξξ1 1.001.00 ξξ2 1.15-0.01l1.15-0.01l0/h/h 1.0571.057 1.01.0 ，，取取ξξ2 1.001.00 ηη 1l1l0/h/h2ξξ1ξξ2h h0/1400e/1400e0 ηη 1.0161.016 由由公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范JTGJTG D6D62 220042004第第5 5. .3 3. .5 5条条 e e ηeηe0h/2-ah/2-a 1.1691.169m m r r0N Nde e f fcdbxhbxh0-x/2-x/2 5 56 6. .7 79 9 1 11 15 50 00 0 x x 0.27-x/20.27-x/2 解解得得x x 0.0190.019 m m≤≤ξξbh h0 0 0. .5 56 6 0.270.27 0.1510.151 m m 故故为为大大偏偏心心受受压压构构件件。。 设计 李海川 2020/10/21 第 7 页 A As ffcdbx-rbx-r0N Nd/f/fsd 0.0006050.000605 m m2 605.0605.0m mm m2 μμ 100A100As/bh/bh0 0.220.22 0.20.2 符符合合公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范JTGJTG D622004D622004第第9.1.129.1.12条条的的要要求求。。 选选用用 φ12φ12 180180 mmmm，，实实际际 A As 628.3628.3m mm m2 0 0.5110.5110-3f fcu,k1/2bhbh0 688.5688.5 kNkN r r0V Vd 17.017.0 kNkN 故故抗抗剪剪截截面面符符合合公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范JTGJTG D622004D622004第第5.2.95.2.9条条的的要要求求。。 由由公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范JTGJTG D6D62 220042004第第5 5. .2 2. .1010条条 0 0.5010.5010-3αα2f ftdbhbh0 166.1166.1 kNkN r r0V Vd 17.017.0 kNkN 故故可可不不进进行行斜斜截截面面抗抗剪剪承承载载力力的的验验算算，，仅仅需需按按JTGJTG D622004D622004第第9.3.139.3.13条条构构造造要要求求配配置置箍箍筋筋。。 22结结点点 l l0 2.782.78 m m ，，h h δCδC1 0.600.60 m m ，，a a 0.030.03 m m ，，h h0 0.570.57 m m ，，b b 1.001.00 m m ，， M Md 6 60 0. .9 92 2 k kN Nm m ，，N Nd 44.1644.16 kNkN ，， V Vd 137.83137.83 kNkN e e0 M Md/N/Nd 1.3801.380m m i i h/12h/121/2 0.1730.173m m 长长细细比比l l0/i/i 16.0516.05 1.01.0 ，，取取ξξ1 1.001.00 ξξ2 1.15-0.01l1.15-0.01l0/h/h 1.1041.104 1.01.0 ，，取取ξξ2 1.001.00 ηη 1l1l0/h/h2ξξ1ξξ2h h0/1400e/1400e0 ηη 1.0001.000 由由公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范JTGJTG D6D62 220042004第第5 5. .3 3. .5 5条条 e e ηeηe0h/2-ah/2-a 1.6501.650m m r r0N Nde e f fcdbxhbxh0-x/2-x/2 8 80 0. .1 13 3 1 11 15 50 00 0 x x 0.57-x/20.57-x/2 解解得得x x 0.0120.012 m m≤≤ξξbh h0 0 0. .5 56 6 0.570.57 0.3190.319 m m 故故为为大大偏偏心心受受压压构构件件。。 A As ffcdbx-rbx-r0N Nd/f/fsd 0.00033410.0003341 m m2 334.1334.1m mm m2 μμ 100A100As/bh/bh0 0.060.06 r r0V Vd 151.6151.6 kNkN 故故抗抗剪剪截截面面符符合合公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范JTGJTG D622004D622004第第5.2.95.2.9条条的的要要求求。。 由由公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范JTGJTG D6D62 220042004第第5 5. .2 2. .1010条条 0 0.5010.5010-3αα2f ftdbhbh0 350.6350.6 kNkN r r0V Vd 151.6151.6 kNkN 故故可可不不进进行行斜斜截截面面抗抗剪剪承承载载力力的的验验算算，，仅仅需需按按JTGJTG D622004D622004第第9.3.139.3.13条条构构造造要要求求配配置置箍箍筋筋。。 2 2、、底底板板 A-DA-D 钢钢筋筋按按左左、、右右对对称称，，用用最最不不利利荷荷载载计计算算。。 11跨跨中中 l l0 2.782.78 m m ，，h h 0.300.30 m m ，，a a 0.030.03 m m ，，h h0 0.270.27 m m ，，b b 1.001.00 m m ，， M Md 4 43 3. .8 80 0 k kN Nm m ，，N Nd 95.8595.85 kNkN，， V Vd 45.0545.05 kNkN e e0 M Md/N/Nd 0.4570.457m m i i h/12h/121/2 0.0870.087m m 长长细细比比l l0/i/i 32.1032.10 17.517.5 由由公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范JTGJTG D622004D622004第第5.3.105.3.10条条 ξξ1 0.22.7e0.22.7e0/h/h0 4.7704.770 1.01.0 ，，取取ξξ1 1.001.00 ξξ2 1.15-0.01l1.15-0.01l0/h/h 1.0571.057 1.01.0 ，，取取ξξ2 1.001.00 ηη 1l1l0/h/h2ξξ1ξξ2h h0/1400e/1400e0 设计 李海川 2020/10/21 第 8 页 ηη 1.0361.036 由由公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范JTGJTG D6D62 220042004第第5 5. .3 3. .5 5条条 e e ηeηe0h/2-ah/2-a 0.5940.594m m r r0N Nde e f fcdbxhbxh0-x/2-x/2 6 62 2. .5 58 8 1 11 15 50 00 0 x x 0.27-x/20.27-x/2 解解得得x x 0.0210.021 m m≤≤ξξbh h0 0 0. .5 56 6 0.270.27 0.1510.151 m m 故故为为大大偏偏心心受受压压构构件件。。 A As ffcdbx-rbx-r0N Nd/f/fsd 0.00048460.0004846 m m2 484.6484.6m mm m2 μμ 100A100As/bh/bh0 0.180.18 r r0V Vd 49.649.6 kNkN 故故抗抗剪剪截截面面符符合合公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范JTGJTG D622004D622004第第5.2.95.2.9条条的的要要求求。。 由由公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范JTGJTG D6D62 220042004第第5 5. .2 2. .1010条条 0 0.5010.5010-3αα2f ftdbhbh0 166.1166.1 kNkN r r0V Vd 49.649.6 kNkN 故故可可不不进进行行斜斜截截面面抗抗剪剪承承载载力力的的验验算算，，仅仅需需按按JTGJTG D622004D622004第第9.3.139.3.13条条构构造造要要求求配配置置箍箍筋筋。。 22结结点点 l l0 2.782.78 m m ，，h h δCδC1 0.600.60 m m ，，a a 0.030.03 m m ，，h h0 0.570.57 m m ，，b b 1.001.00 m m ，， M Md 7 75 5. .8 85 5 k kN Nm m ，，N Nd 95.8595.85 kNkN ，， V Vd 106.94106.94 kNkN e e0 M Md/N/Nd 0.7910.791m m i i h/12h/121/2 0.1730.173m m 长长细细比比l l0/i/i 16.0516.05 1.01.0 ，，取取ξξ1 1.001.00 ξξ2 1.15-0.01l1.15-0.01l0/h/h 1.1041.104 1.01.0 ，，取取ξξ2 1.001.00 ηη 1l1l0/h/h2ξξ1ξξ2h h0/1400e/1400e0 ηη 1.0001.000 由由公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范JTGJTG D6D62 220042004第第5 5. .3 3. .5 5条条 e e ηeηe0h/2-ah/2-a 1.0611.061m m r r0N Nde e f fcdbxhbxh0-x/2-x/2 1 11 11 1. .9 90 0 1 11 15 50 00 0 x x 0.57-x/20.57-x/2 解解得得x x 0.0170.017 m m≤≤ξξbh h0 0 0. .5 56 6 0.570.57 0.3190.319 m m 故故为为大大偏偏心心受受压压构构件件。。 A As ffcdbx-rbx-r0N Nd/f/fsd 0.00033540.0003354 m m2 335.4335.4m mm m2 μμ 100A100As/bh/bh0 0.060.06 r r0V Vd 117.6117.6 kNkN 故故抗抗剪剪截截面面符符合合公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范JTGJTG D622004D622004第第5.2.95.2.9条条的的要要求求。。 由由公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范JTGJTG D6D62 220042004第第5 5. .2 2. .1010条条 0 0.5010.5010-3αα2f ftdbhbh0 350.6350.6 kNkN r r0V Vd 117.6117.6 kNkN 故故可可不不进进行行斜斜截截面面抗抗剪剪承承载载力力的的验验算算，，仅仅需需按按JTGJTG D622004D622004第第9.3.139.3.13条条构构造造要要求求配配置置箍箍筋筋。。 3 3、、左左、、右右侧侧板板 B-AB-A，，C-DC-D 11板板中中 l l0 3.303.30 m m ，，h h 0.280.28 m m ，，a a 0.030.03 m m ，，h h0 0.250.25 m m ，，b b 1.001.00 m m ，， M Md 1 10 0. .8 83 3 k kN Nm m ，，N Nd 106.94106.94 kNkN ，， V Vd 13.3713.37 kNkN e e0 M Md/N/Nd 0.1010.101m m 设计 李海川 2020/10/21 第 9 页 i i h/12h/121/2 0.0810.081m m 长长细细比比l l0/i/i 40.8340.83 17.517.5 由由公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范JTGJTG D622004D622004第第5.3.105.3.10条条 ξξ1 0.22.7e0.22.7e0/h/h0 1.2941.294 1.01.0 ，，取取ξξ1 1.001.00 ξξ2 1.15-0.01l1.15-0.01l0/h/h 1.0321.032 1.01.0 ，，取取ξξ2 1.001.00 ηη 1l1l0/h/h2ξξ1ξξ2h h0/1400e/1400e0 ηη 1.2451.245 由由公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范JTGJTG D6D62 220042004第第5 5. .3 3. .5 5条条 e e ηeηe0h/2-ah/2-a 0.2360.236m m r r0N Nde e f fcdbxhbxh0-x/2-x/2 2 27 7. .7 78 8 1 11 15 50 00 0 x x 0.25-x/20.25-x/2 解解得得x x 0.0100.010 m m≤≤ξξbh h0 0 0. .5 56 6 0.250.25 0.1400.140 m m 故故为为大大偏偏心心受受压压构构件件。。 A As ffcdbx-rbx-r0N Nd/f/fsd -1.54E-05-1.54E-05 m m2-- 15.415.4m mm m2 μμ 100A100As/bh/bh0 -0.01-0.01 r r0V Vd 14.714.7 kNkN 故故抗抗剪剪截截面面符符合合公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范JTGJTG D622004D622004第第5.2.95.2.9条条的的要要求求。。 由由公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范JTGJTG D6D62 220042004第第5 5. .2 2. .1010条条 0 0.5010.5010-3αα2f ftdbhbh0 153.8153.8 kNkN r r0V Vd 14.714.7 kNkN 故故可可不不进进行行斜斜截截面面抗抗剪剪承承载载力力的的验验算算，，仅仅需需按按JTGJTG D622004D622004第第9.3.139.3.13条条构构造造要要求求配配置置箍箍筋筋。。 22结结点点 l l0 3.303.30 m m ，，h h tCtC2 0.780.78 m m ，，a a 0.030.03 m m ，，h h0 0.750.75 m m ，，b b 1.001.00 m m ，， M Md 7 75 5. .8 85 5 k kN Nm m ，，N Nd 106.94106.94 kNkN ，， V Vd 95.8595.85 kNkN e e0 M Md/N/Nd 0.7090.709m m i i h/12h/121/2 0.2250.225m m 长长细细比比l l0/i/i 14.6614.66 1.01.0 ，，取取ξξ1 1.001.00 ξξ2 1.15-0.01l1.15-0.01l0/h/h 1.1081.108 1.01.0 ，，取取ξξ2 1.001.00 ηη 1l1l0/h/h2ξξ1ξξ2h h0/1400e/1400e0 ηη 1.0001.000 由由公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范JTGJTG D6D62 220042004第第5 5. .3 3. .5 5条条 e e ηeηe0h/2-ah/2-a 1.0691.069m m r r0N Nde e f fcdbxhbxh0-x/2-x/2 1 12 25 5. .7 78 8 1 11 15 50 00 0 x x 0.75-x/20.75-x/2 解解得得x x 0.0150.015 m m≤≤ξξbh h0 0 0. .5 56 6 0.750.75 0.4200.420 m m 故故为为大大偏偏心心受受压压构构件件。。 A As ffcdbx-rbx-r0N Nd/f/fsd 0.00018480.0001848 m m2 184.8184.8m mm m2 μμ 100A100As/bh/bh0 0.020.02 r r0V Vd 105.4105.4 kNkN 故故抗抗剪剪截截面面符符合合公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范JTGJTG D622004D622004第第5.2.95.2.9条条的的要要求求。。 由由公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土及及预预应应力力混混凝凝土土桥桥涵涵设设计计规规范范JTGJTG D6D62 220042004第第5 5. .2 2. .1010条条 0 0.5010.5010-3αα2f ftdbhbh0 461.3461.3 kNkN r r0V Vd 105.4105.4 kNkN 设计 李海川 2020/10/21 第 10 页 故故可可不不进进行行斜斜截截面面抗抗剪剪承承载载力力的的验验算算，，仅仅需需按按JTGJTG D622004D622004第第9.3.139.3.13条条构构造造要要求求配配置置箍箍筋筋。。 五配筋图 见见设设计计图图纸纸。。 六基底应力验算 1 1、、荷荷载载计计算算 取取单单位位涵涵长长计计算算 11恒恒载载 箱箱重重力力P P箱 2γ2γ2δLthδLth0CC1C C2 95.495.4kNkN 基基础础重重力力P P基 γγ3BdBd 38.038.0kNkN 填填土土重重力力P P土 γγ1H HL L 44.144.1kNkN 水水重重力力P P水 γγ水LL0h h0-2C-2C1C C2 72.072.0kNkN 22车车辆辆荷荷载载 由由图图L-07L-07 竖竖直直力力P P车 q q车L L 135.0135.0kNkN 水水平平力力E E车 e e车hhdd 58.858.8kNkN 弯弯矩矩M M车 E E车hhd/2d/2 117.7117.7kNkNm m 2 2、、基基底底应应力力 N N P P箱PP基PP土PP水PP车 384.5384.5kNkN M M M M车 117.7117.7kNkNm m 由由公公路路桥桥涵涵地地基基与与基基础础设设计计规规范范JTJTJ J 0240248585 第第3.2.2-23.2.2-2式式 σσ N/AM/WN/AM/W N/B6M/BN/B6M/B2 142.1142.1 kPakPa [σ[σ0] ] 350350 kPakPa 52.152.1 基基底底应应力力满满足足设设计计要要求求。。 计计算算结结果果 钢筋直径 mm 主筋间距 cm 顶 板底 板侧 墙 跨中节点跨中节点跨中节点 φ 12189209 227 基基底底应应力力 σmax 142.1 kPa