新规范箱涵结构设计

钢筋混凝土箱涵结构设计数据输入：1.孔径及净空净跨径 L0 = 3 m净高 h0 = 2.5 m2.设计安全等级设计安全等级 33.汽车 荷载荷载等级 公路－ 2 级4.填土情况箱涵顶填土厚 H = 0.8 m土的内摩擦角 Φ = 30 °填土容重 γ1 = 18 kN/m3地基承载力 [σ0] = 200 kPa5.建筑材料普通钢筋种类 2主钢筋直径 12 mm涵身混凝土强度等级 C 206.箱涵尺寸顶板、底板厚度 δ = 0.3 m倒角 C1 = 0.3 m侧墙厚度 t = 0.28 m倒角 C2 = 0.5 m基础襟边 c = 0.2 m基础高度 d = 0.4 m附注：有填充颜色的单元格需要按说明输入数值。说明1为 一 级， 2为 二 级， 3为三级1为 I级， 2为 II级， 3为 II级折减≥0.5m1为 R235， 2为 HRB335， 3为 HRB400， 4为 KL40015 ~ 501、孔径及净空净跨径 L0 = 3 m 4净高 h0 = 2.5 m 32、设计安全等级 三级结构重要性系数 r0 = 0.93、汽车荷载荷载等级 公路 — Ⅱ级4、填土情况涵顶填土高度 H = 0.8 m 0.5土的内摩擦角 Φ = 30 °填土容重 γ 1 = 18 kN/m3 24地基容许承载力 [σ 0] = 200 kPa5、建筑材料普通钢筋种类 HRB335主钢筋直径 12 mm钢筋抗拉强度设计值 fsd = 280 MPa涵身混凝土强度等级 C 20涵身混凝土抗压强度设计值 fcd = 9.2 MPa涵身混凝土抗拉强度设计值 ftd = 1.06 MPa钢筋混凝土重力密度 γ 2 = 25 kN/m3基础混凝土强度等级 C 15混凝土重力密度 γ 3 = 24 kN/m3(一)截面尺寸拟定 (见图L-01)顶板、底板厚度 δ = 0.3 m 0.4C1 = 0.3 m侧墙厚度 t = 0.28 m 0.35C2 = 0.5 m横梁计算跨径 LP = L0+t = 3.28 m 4.35L = L0+2t = 3.56 m 4.7侧墙计算高度 hP = h0+δ = 2.8 m 3.4h = h0+2δ = 3.1 m 3.8基础襟边 c = 0.2 m基础高度 d = 0.4 m基础宽度 B = 3.96 m 图 L-01(二)荷载计算1、恒载恒载竖向压力 p恒 = γ 1H+γ 2δ = 21.90 kN/m2恒载水平压力顶板处 eP1 = γ 1Htan2(45°-φ/2) = 4.80 kN/m2底板处 eP2 = γ 1(H+h)tan2(45°-φ/ 2) = 23.40 kN/m22、活载钢 筋 混 凝 土 箱 涵 结 构 设 计一 、 设 计 资 料二 、 设 计 计 算设计: 李海川 2018/1/15 第 3 页汽车后轮着地宽度 0.6m，由《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)第4.3.4条规定，按30°角向下分布。一个汽车后轮横向分布宽> 1.3/2 m17.5由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.10条ξ 1 = 0.2+2.7e0/h0 = 22.047 > 1.0 ， 取ξ 1 = 1.00ξ 2 = 1.15-0.01l0/h = 1.041 > 1.0 ， 取ξ 2 = 1.00η = 1+(l0/h)2ξ 1ξ 2h0/1400e0η = 1.011由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D6 2—2004)第 5.3.5条图 L-0 8图 L-0 9CDADB-CA-DB-AC-DB - AC - DBABCB - CA - D设计: 李海川 2018/1/15 第 6 页e = ηe 0+h/2-a = 2.328 mr0Nde = fcdbx(h0-x/2)68.49 = 9200x( 0.27-x/2)解得 x = 0.029 m ≤ ξ bh0 = 0.56× 0.27 = 0.151 m故为大偏心受压构件。 As = (fcdbx-r0Nd)/fsd = 0.0008525 m2 = 852.5 mm2μ = 100As/(bh0) = 0.32 % > 0.2 %符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第9.1.12条的要求。选用 φ12 @ 130 mm ， 实际 As = 870.0 mm20.51×10 -3fcu,k1/2bh0 = 615.8 kN > r0Vd = 8.8 kN故抗剪截面符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.2.9条的要求。由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D6 2—2004)第 5.2.10条0.50×10 -3α 2ftdbh0 = 143.1 kN > r0Vd = 8.8 kN故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D62—2004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。(2)结点l0 = 3.28 m ， h = δ+C 1 = 0.60 m ， a = 0.03 m ， h0 = 0.57 m ， b = 1.00 m ，Md = 63.50 kN · m ， Nd = 32.69 kN ， V d = 135.05 kNe0 = Md/Nd = 1.942 mi =h/121/2 = 0.173 m长细比 l0/i = 18.94 > 17.5由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.10条ξ 1 = 0.2+2.7e0/h0 = 9.401 > 1.0 ， 取ξ 1 = 1.00ξ 2 = 1.15-0.01l0/h = 1.095 > 1.0 ， 取ξ 2 = 1.00η = 1+(l0/h)2ξ 1ξ 2h0/1400e0η = 1.006由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D6 2—2004)第 5.3.5条e = ηe 0+h/2-a = 2.225 mr0Nde = fcdbx(h0-x/2)65.45 = 9200x( 0.57-x/2)解得 x = 0.013 m ≤ ξ bh0 = 0.56× 0.57 = 0.319 m故为大偏心受压构件。 As = (fcdbx-r0Nd)/fsd = 0.0003096 m2 = 309.6 mm2μ = 100As/(bh0) = 0.05 % r0Vd = 121.5 kN故抗剪截面符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.2.9条的要求。由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D6 2—2004)第 5.2.10条0.50×10 -3α 2ftdbh0 = 302.1 kN > r0Vd = 121.5 kN故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D62—2004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。2、底板 (A-D)钢筋按左、右对称，用最不利荷载计算。(1)跨中l0 = 3.28 m ， h = 0.30 m ， a = 0.03 m ， h0 = 0.27 m ， b = 1.00 m ，Md = 70.67 kN · m ， Nd = 72.61 kN ， V d = 27.26 kNe0 = Md/Nd = 0.973 m设计: 李海川 2018/1/15 第 7 页i =h/121/2 = 0.087 m长细比 l0/i = 37.87 > 17.5由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.10条ξ 1 = 0.2+2.7e0/h0 = 9.932 > 1.0 ， 取ξ 1 = 1.00ξ 2 = 1.15-0.01l0/h = 1.041 > 1.0 ， 取ξ 2 = 1.00η = 1+(l0/h)2ξ 1ξ 2h0/1400e0η = 1.024由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D6 2—2004)第 5.3.5条e = ηe 0+h/2-a = 1.116 mr0Nde = fcdbx(h0-x/2)72.95 = 9200x( 0.27-x/2)解得 x = 0.031 m ≤ ξ bh0 = 0.56× 0.27 = 0.151 m故为大偏心受压构件。 As = (fcdbx-r0Nd)/fsd = 0.0007906 m2 = 790.6 mm2μ = 100As/(bh0) = 0.29 % > 0.2 %符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第9.1.12条的要求。选用 φ12 @ 140 mm ， 实际 As = 807.8 mm20.51×10 -3fcu,k1/2bh0 = 615.8 kN > r0Vd = 24.5 kN故抗剪截面符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.2.9条的要求。由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D6 2—2004)第 5.2.10条0.50×10 -3α 2ftdbh0 = 143.1 kN > r0Vd = 24.5 kN故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D62—2004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。(2)结点l0 = 3.28 m ， h = δ+C 1 = 0.60 m ， a = 0.03 m ， h0 = 0.57 m ， b = 1.00 m ，Md = 72.56 kN · m ， Nd = 72.61 kN ， V d = 135.05 kNe0 = Md/Nd = 0.999 mi =h/121/2 = 0.173 m长细比 l0/i = 18.94 > 17.5由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.3.10条ξ 1 = 0.2+2.7e0/h0 = 4.934 > 1.0 ， 取ξ 1 = 1.00ξ 2 = 1.15-0.01l0/h = 1.095 > 1.0 ， 取ξ 2 = 1.00η = 1+(l0/h)2ξ 1ξ 2h0/1400e0η = 1.012由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D6 2—2004)第 5.3.5条e = ηe 0+h/2-a = 1.282 mr0Nde = fcdbx(h0-x/2)83.75 = 9200x( 0.57-x/2)解得 x = 0.016 m ≤ ξ bh0 = 0.56× 0.57 = 0.319 m故为大偏心受压构件。 As = (fcdbx-r0Nd)/fsd = 0.0002989 m2 = 298.9 mm2μ = 100As/(bh0) = 0.05 % r0Vd = 121.5 kN故抗剪截面符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第5.2.9条的要求。由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D6 2—2004)第 5.2.10条设计: 李海川 2018/1/15 第 8 页0.50×10 -3α 2ftdbh0 = 302.1 kN > r0Vd = 121.5 kN故可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按(JTG D62—2004)第9.3.13条构造要求配置箍筋。3、左、右侧板 (B-A，C-D)(1)板中l0 = 2.80 m ， h = 0.28 m ， a = 0.03 m ， h0 = 0.25 m ， b = 1.00 m ，Md = 28.57 kN · m ， Nd = 135.