钢筋混凝土圆管涵验算

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、 豹肉钕舞设计资料: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^2b.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忮氽阝另*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 mmδfmax < 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 kNΣP=-26.759 kNA=0 m^2δmax=ΣP/A=-1.#IO kPaδmax < 基底容许应力280.00kPa,满足要求!