PCVX 涵洞计算过程涵洞计算过程一:圆管涵一:圆管涵 《公路涵洞设计细则》 (JTG/T D65-4--2007) 规定: 1:混凝土圆管涵设计可仅考虑车辆荷载、圆管涵自重和填土产生的等效荷载的作用组 合管壁环向压力和径向剪力可不计算,仅考虑弯矩作用效应 2:车辆荷载和填土载截面上的弯矩作用效应 M 可按下式计算: M=0.137*q*R^2*(1-λ)λ=(tan(45°- & / 2) )^2 (&为土的内摩擦角) 3:圆管涵自重在截面上的弯矩作用效应 Mz 可按下式计算: Mz=0.369*r*t*R^2 4:混凝土圆管涵结构应按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62)的规定进行承载能力极限状态的承载能力(强度)和正常使用极限状态下的裂缝宽 度的验算程序中圆管涵的计算过程为: 1:恒载计算 (1):计算系数 K 根据填土高 h 和涵洞外形宽 D 的比值查表得到 (2)填土产生的垂直压力 =K*r*h 其中:r……土容重(在程序中取常用值 18KN/m^3) ; (3)自重产生的垂直压力 q 自q 自=r1*t 其中:r1……管壁容重t……管壁厚度 2:活载计算 (1):活载产生的垂直压力 q 汽根据路面宽度来布置汽车车辆数,并进行车道系数折减,然后根据车辆数和填土 高度计算扩散到涵洞顶部的压力(此过程比较复杂,不作详细描述。
) 3:管壁弯矩计算 (1):土压力产生的弯矩 M 土=0.137*q*R^2*(1-λ) (2):管节自重产生的弯矩M 自=0.369*q 自*R^2 (3):设计荷载产生的弯矩 M 设=0.137*q 汽*R^2 *(1-λ) 其中:R……为内径的一半加壁厚的一半 4:荷载组合 (1):承载能力极限状态组合 Md=1.2 * (M 土 + M 自) + 1.4 * M 设(2):正常使用极限状态组合 短期组合 Msd=(M 土 + M 自) + 0.7 * M 设长期组合 Mld=(M 土 + M 自) + 0.4 * M 设5:截面强度计算 (1):计算临界受压高度 x=(内层箍筋抗拉强度*内层箍筋面积)/(管壁抗压强度*管节长度) (2):计算截面有效高度 h0=管壁厚度 – 混凝土保护层厚度 – 内层箍筋半径 (3):判断 x 的有效性 如果 x r0 * Md ,则截面强度满足要求 其中 r0……结构重要性系数(取 0.9) 6:裂缝宽度验算 (1):δss 计算δss = Msd / 0.87*As*h0其中 As……内层箍筋面积 (2):系数确定 C1 (光圆钢筋取 1.4,带肋钢筋取 1.0) C2 = Mld / Msd C3 = 1.15 (3):裂缝宽度Wtk = C1*C2*C3*δss / Ess*(30 + d)/ (0.28 + 10*p) 其中 p……内层箍筋配筋率 (As / 截面面积) 如果 Wtk As, 则正截面强度满足要求。
(2):斜截面强度计算 按《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 条计算Vx = 0.51 * 10 ^ (-3) * fck ^ (1 / 2) * b* h0 如果 Vx >= r0 * Vd ,则抗剪截面符合要求 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 5.2.10 条计算Vy = 0.5 * 10 ^ (-3) * 1 * ftd * b * h0 如果 Vy >= r0 *Vd ,则可不进行斜截面抗剪承载力验算,若不满足则验算,验 算过程如下: Vcs = a1 * a2 * a3* 0.45 * 10 ^ (-3) * b * h0 * ((2 + 0.6 * P) * fck ^ 1 / 2 * psv * fsv) ^ 1 / 2 其中 a1=1,a2=1,a3=1.1fck……混凝土强度等级psv……斜截面内箍筋配筋率fsv……箍筋抗拉强度P……斜截面内主筋配筋率 如果 Vcs >= r0 * Vd ,则抗剪满足要求 5:裂缝宽度验算 (1):δss 计算δss = Msd / 0.87*As*h0其中 As……内层箍筋面积 (2):系数确定 C1 (光圆钢筋取 1.4,带肋钢筋取 1.0) C2 = Mld / Msd C3 = 1.15 (3):裂缝宽度Wtk = C1*C2*C3*δss / Ess*(30 + d)/ (0.28 + 10*p) 其中 p……内层箍筋配筋率 (As / 截面面积) 如果 Wtk r0*Nd , 则承载力满足要求。
(4):基底应力验算 (4.1):恒载垂直压力 [Pa] (填土和自重产生的压力) [Ma] (4.2):活载垂直压力 [Pb] (汽车荷载产生的压力) [Mb](4.3):基底应力调整 (根据 JTJ024 - 85 规范 计算基底容许应力) [@] = [@0] + K1*r1*(b - 2)+ K2*r2*(h - 3) (4.4):基底应力验算 @ = N / A +- M / W 其中 N……总的垂直压力M……总的弯矩A……单位长度的面积W……抵抗矩 如果 @ < [ @] ,则基底承载力满足要求。