《空心板手算计算书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《空心板手算计算书（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、整体式钢筋混凝土空心板（牛泥塘中桥）计算书跨 径：13 米（5x 净 13.0 米）计算复核审核湖南省长沙理工大学2010 年 6 月一一、计算资料1、标准跨径：13.0m2、计算跨径：12.96m3、设计荷载：公路一I级4、材料：普通钢筋：HRB335钢筋，其技术指标见表-1。表一1种类弹性模量Es抗拉强度标准值抗拉强度设计值 fsdHRB335钢筋2.0X105MPa335 MPa280MPa空心板混凝土：现浇空心板以及桥面铺装、空心板封头、防撞护栏均采用C30混凝土, 桥面面层为沥青砼。技术指标见表-2。表一2强度等级弹性模量Ec轴心抗压强 度设计值/cd轴心抗拉强 度设计值几C303.
2、0X104MPa13.8 MPa1.52MPa5、设计依据：(1) 中华人民共和国行业标准公路工程技术标准(JTG B01-2003)；(2) 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004),简称公预规。(3) 公路桥涵设计手册一梁桥(上册)(1998年1月第一版第二次印刷)，简称梁桥。(4) 中华人民共和国行业标准公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)。二、结构尺寸本桥按高速公路桥梁设计，取上部独立桥梁进行计算，桥面净宽9.5米，两侧为安全 护栏，全桥采用整体式空心板，水泥砼铺装厚10cm,沥青砼厚10cm。桥梁的边(1.985m) 板进行计算，桥梁横断面及边
3、板尺寸如图1，图2所示(尺寸单位：mm)I:图1-d 二巻m.I Al：pOOOQpQpOOOOOQiHi r1)i nr-*-!厂 h iiliti r1-!r1 ir1-! rH Pr1i图2- /T tJ -O 1-1 T1 11巧空心板立面如图3所示(尺寸单位：cm)一 1 ：一三-J11 1T图3空心板的标准跨径为13m，计算跨径l= 12.96m。空心板的具体构造见空心板一般构造图 三、各块板汽车荷载横向分布系数mc计算1、米用刚接板法计算计算边板的mc将本例桥宽分为5等分宽则b=10.5/5=2.1.L=13代入公式，得Y= 1.45 (b1/L) 2=1.45 (2.1/13)
4、 2= 0.03433 =4.06 (b1/L) 4=4.06 (2.1/13) 4=0.003依YB由梁桥(上册)第二篇表2-2-2查得n值，如下表所示:表11234510,034302990,2420,1900.1491120绘制边板的横向分布影响线，并在其上布置设计荷载，求出边板的横向分布系数。 则1号板的横向分布系数：汽-15级! mc =专助Me = 1/2(0.299+0.2563+0.2272+0.1893) =0.48591号板最不利，故按1号板进行设计。四、活载作用内力计算 公路一I级集中荷载Pk计算 弯矩效应：P = 180 + 360 180 (9.6 - 5) = 19
5、8.4kNk50 - 5剪力效应：Pk=1.2xl98.4=238.1kN(1) 汽车冲击系数计算a.桥梁的自振频率(基频)计算据公路桥涵设计通用规范条文说明4.3.2，简支梁桥的自振频率(基频)/1 可采用下式计算：Imccm = G / gcc本桥各参数取值如下:l=13mE=Ec=3.00x 104MPa=3.00x 1010N/m2o据桥博计算可知Ic 边板=0.05491m4,在AUTOCAD中作图量测得到边板跨中截面截面面积：A边板跨中0.82615m2,G 边板=A 边板跨中 Y F82615X25000 = 20653.75Nmg = 9.8 (m/s2)m 边诟 G 卄/g
6、= 20653.75/9.8 = 2107.53 (Ns2/m2)c 边板 边板f兀 ,3.00x 1Oio x0.05491 8 21 (H)f 二二 8.21 (Hz)i 边板2 x 1322107.53b.汽车荷载冲击系数计算 由上计算得：1.5 Hz Wf14 Hz1 边板 据公路桥涵设计通用规范4.3.2：r 二 0.1767lnf - 0.0157 二 0.1767ln8.21 - 0.0157 二 0.36边板1边板(6) 计算支点截面汽车荷载最大剪力 绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线：图 4 支点剪力计算图示公路一【级(6)-1边板：Q0均=(1+)- C
7、 m Q+a/2 (m-m) y= 1.36X0.78X10.5X 0.2107X4.8+2.1/2X (0.47-0.2107) X0.7 =13.39kNQ佔=(1+) Cm Pky =1.36x0.78x0.47x238.1x1=118.71kN0集i i贝V,公路一I级作用下，边板支点的最大剪力为：Q0 = Q。均+Q。集=13.39+118.71 = 132.1kN五、恒载计算1. 桥面铺装、分隔带及护栏重力中央分隔带及护栏的重力取用两侧共计：6.79kN/m 桥面铺装0.1X9.5X 24+0.1X9.5X 24=45.6kN/m平均分配： g=(6.79+45.6)/9=5.82
8、kN/m3.行车道板重力g =0.82615X24=19.83kN/m恒载总重：g = g + g =5.82+19.83=25.65kN/m根据恒载集度边计算1所得3边恒载内力如下表：表3 恒载内力何载g (kN/m)L(m)M(kNm)Q(kN)跨中1/8gL21/4跨3/32gL2Q支点1/2gLQ1/4 点1/4gL彳边卡板单块板重19.8313418.9314.18128.8964.45边板全部恒载25.6513541.86406.39166.7383.36五、内力组合表4 边板内力组合序号荷载类别弯矩M(kNm)剪力Q(kN)四分点跨中梁端四分点跨中(1)结构自重406.39541
9、.86166.7383.360汽车何载171.67229.16143.0179.4150.53(3)1.2x(1)487.67650.23200.08100.030(4)1.4x 240.33320.82200.21111.1770.74(5)Sud=(3)+728.0971.05400.29211.270.74四、正截面抗弯承载力验算1. 已知数据及要求 见前一、二所述。荷载内力见表9。2. 边板跨中截面的纵向受拉钢筋计算(1) .确定中性轴的位置形心位置：在 CAD 中，量测得形心离下缘高度为 35cm, 面积为： 8163cm2(2) .将空心板截面按抗弯等效的原则，换算为等效工字形截面
10、的方法是在保持截面面 积、惯性矩和形心位置不变的条件下，将空心板的圆孔(直径为D)换算为bk、hk 的矩形孔。本板的等效图形如图 8。等效矩形的bk、hk分别为图5V3丁 y M = 562.88kN m0d故应按xvhf,中性轴位于翼板内，即属于第一类T形，应按矩形截面计算。 按梁的实际配筋情况，计算混凝土受压区高度x：由 f b x + f A = f Acd fsd s sd s取 A=0 则有：f Ax =sd_s-f bcd f280 x 1761513.8 x 2100= 170.19 mmxvhf=190mm，该截面所能承受的弯矩设计值为:x170.19M = f b x(h -
11、 -) = 13.8 x 2100 x 170.19 x (644 -)du cd f 0 22=1383.95kN m M = 562.88kN md该截面的抗弯承载力满足要求。七、斜截面抗剪承载力验算 1、判断是否需要进行斜截面承载力验算根据构造要求，保持最下面21根钢筋通过支点。支点截面的有效高度h0=644mm其余截 面因等截面，则有效高度同支点截面，则有：支座处：0.50 X10-3 X 1.25a f b h 二 1.25 x 0.50 x 10-3 x 1.0 x 1.39 x 1194 x 644 二 668.0(KN)2 td 中板 0Y oVd=400.29KN 0.50x
12、 10-3 x 1.25a f b h，因此需进行斜截面承载力验算。0 d 2 td 中板 02、截面尺寸是否满足要求 支座处：0.51 x 10 -3、fbh = 0.51 x 10 -3、30 x 1194 x 644 = 2147.93KNcu ,k 0Y 0Vd=400.29KN 0.51x10-3 J厂 h0 dcu ,k 01、2计算表明截面尺寸满足要求，据公预规5.2.10，须进行斜截面抗剪强度验算。3、设计剪力分配支点剪力组合设计值Y 0Vd=1 x 400.29=400.29(KN)跨中剪力设计值Y V二1 x 70.74二70.74(KN)0 d,L/ 2其中 丫 V 0.50x 10-3 f bh 二 0.5 x 10-3 x 1.39 x 1194 x 644 二 534.4KN 部分可不进行斜截面0 d td 0 承载能力计算，箍筋按构造要求配置。不需进行斜截面承载力计算的区段半跨长度为：
