箱涵结构计算书

项目名称_____________日 期_____________

设 计 者_____________校 对 者_____________

一、示意图：

二、基本设计资料

 ．依据规范及参考书目：

  《水工混凝土结构设计规范》(SL 191-2008)，以下简称《规范》

  《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2002）

  《水工钢筋混凝土结构学》(中国水利水电出版社)

  《公路桥涵设计通用规范》JTJ D60-2004，以下简称《通规》

  《涵洞》（中国水利水电出版社出版，熊启钧编著）

  中国建筑工业出版社《高层建筑基础分析与设计》（宰金珉、宰金璋）

 ．几何信息：

  箱涵孔数n = 1

  孔净宽B = 2.900 m  孔净高H = 2.500 m

  底板厚d1 = 0.500 m  顶板厚d2 = 0.500 m

  侧墙厚d3 = 0.400 m  加腋尺寸t = 0.250 m

 ．荷载信息：

  埋管方式：上埋式

  填土高Hd = 3.200 m

  填土种类：密实砂类土、硬塑粘性土  内摩擦角φ = 36.0 度  水下内摩擦角φ = 32.0 度

  填土容重γ = 22.000 kN/m3  填土浮容重γs = 18.000 kN/m3

  汽车荷载等级：公路-Ⅱ级

 ．荷载系数：

  可变荷载的分项系数 γQ1k ＝ 1.20

  可变荷载的分项系数 γQ2k ＝ 1.10

  永久荷载的分项系数γG1k ＝ 1.05

  永久荷载的分项系数γG2k ＝ 1.20

  构件的承载力安全系数K ＝ 1.35

 ．材料信息：

  混凝土强度等级： C15

  纵向受力钢筋种类： HRB335

  纵筋合力点至近边距离as = 0.040 m

  最大裂缝宽度允许值ωmax = 0.250 mm

 ．荷载组合：

  第1跨左侧支座约束：铰支

  第1跨右侧支座约束：铰支

 ．地基土参数：

  按弹性地基上的框架进行箱涵内力计算。

  地基模型：弹性半空间模型

  地基土的泊松比μo ＝ 0.200

  地基土的变形模量Eo ＝ 20.00 MPa

三、荷载计算

 ．垂直压力计算

  顶板自重qv2 = d2×25 = 12.500kN/m

  垂直土压力计算公式如下:

   v1 = Ks×γ×Hd

  工况：正常使用，顶板上的垂直土压力qv1 = 84.053kN/m

  作用于顶板上的垂直压力qt = qv1+qv2 = 96.553kN/m

 ．侧向水平土压力计算

  水平土压力计算公式如下:

   h = γ×H×tan2(45°－φ/2)

 ．汽车荷载

  由《通规》第4.3.1条规定并考虑车辆荷载的相互作用得到：

   q = 8.676 kN/m，顶板承受汽车荷载

  汽车荷载产生的对称作用于侧墙两侧水平土压力为：

   qh = qq×tan2(45°－φ/2) = 2.25 kN/m

 ．荷载单位及方向规定

   垂直、平行集中荷载单位：kN

   弯矩单位：kN·m

   均布荷载、三角形、倒三角形等线性分布荷载单位：kN/m

   垂直集中荷载及线性分布荷载垂直单元轴线，以向上或者向左为正

   平行集中荷载平行于单元轴线，以向上或者向右为正

   弯矩以逆时针为正。

   列表中a表示荷载起点到单元始端节点的距离，单位为米

   列表中c表示线性荷载的线性分布长度，单位为米

 ．工况“正常使用”荷载列表

  荷载设计值列表：

 ．计算说明

  、采用有限单元法对结构进行内力计算。

  、建模时，水平单元（底板和顶板）方向从左到右。

  、建模时，竖直单元（边墙和隔墙）方向从下到上。

  、承载力极限状态计算时，荷载效应组合设计值按下式计算：

   ＝ γG1K×SG1K＋γG2k×SG2K＋γQ1k×SQ1K＋γQ2k×SQ2K，即：

   ＝ 1.05×SG1K＋1.20×SG2K＋1.20×SQ1K＋1.10×SQ2K，即：

  、正常使用极限状态验算应按荷载效应的标准组合进行，并采用下列表达式：

   k（Gk，Qk，fk，αk） ≤ c

 ．内力计算结果

  左边墙下侧节点内力:

          N=1.614kN

        Nk=154.679kN

  左边墙跨中内力:

        Qmax=50.920kN

     截面位置Xmax=0.000m

        Qmin=50.920kN

     截面位置Xmin=0.000m

        Nk=154.679kN

  左边墙上侧节点内力:

          N=1.614kN

        Nk=154.679kN

  右边墙下侧节点内力:

          N=1.614kN

        Nk=154.679kN

  右边墙跨中内力:

        Qmax=50.920kN

     截面位置Xmax=0.000m

        Qmin=50.920kN

     截面位置Xmin=0.000m

        Nk=154.679kN

  右边墙上侧节点内力:

          N=1.614kN

        Nk=154.679kN

  底板左侧节点内力:

          N=0.000kN

        Nk=0.000kN

  底板跨中内力:

        Qmax=12.096kN

     截面位置Xmax=0.000m

        Qmin=12.096kN

     截面位置Xmin=0.000m

        Nk=0.000kN

  底板右侧节点内力:

          N=-0.000kN

        Nk=-0.000kN

  顶板左侧节点内力:

          N=.477kN

        Nk=60.724kN

  顶板跨中内力:

        Qmax=109.743kN

     截面位置Xmax=0.000m

        Qmin=109.743kN

     截面位置Xmin=0.000m

        Nk=60.724kN

  顶板右侧节点内力:

          N=.477kN

        Nk=60.724kN

五、配筋计算

 ．计算说明

  对截面按照偏心受压构件进行配筋计算。

 ．配筋计算结果

  左边墙下侧节点配筋:

   下侧或右侧钢筋计算面积As=720mm2，实配As=1571mm2(D20@200)

   上侧或左侧钢筋计算面积As'=720mm2，实配As'=1571mm2(D20@200)

  左边墙跨中配筋:

   下侧或右侧钢筋计算面积As=720mm2，实配As=1571mm2(D20@200)

   上侧或左侧钢筋计算面积As'=720mm2，实配As'=1571mm2(D20@200)

  左边墙上侧节点配筋:

   下侧或右侧钢筋计算面积As=720mm2，实配As=1571mm2(D20@200)

   上侧或左侧钢筋计算面积As'=720mm2，实配As'=1571mm2(D20@200)

  右边墙下侧节点配筋:

   下侧或右侧钢筋计算面积As=720mm2，实配As=1571mm2(D20@200)

   上侧或左侧钢筋计算面积As'=720mm2，实配As'=1571mm2(D20@200)

  右边墙跨中配筋:

   下侧或右侧钢筋计算面积As=720mm2，实配As=1571mm2(D20@200)

   上侧或左侧钢筋计算面积As'=720mm2，实配As'=1571mm2(D20@200)

  右边墙上侧节点配筋:

   下侧或右侧钢筋计算面积As=720mm2，实配As=1571mm2(D20@200)

   上侧或左侧钢筋计算面积As'=720mm2，实配As'=1571mm2(D20@200)

  底板左侧节点配筋:

   下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=1963mm2(D20@160)

   上侧或左侧钢筋计算面积As'=0mm2，实配As'=1571mm2(D20@200)

  底板跨中配筋:

   下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=1963mm2(D20@160)

   上侧或左侧钢筋计算面积As'=0mm2，实配As'=1571mm2(D20@200)

  底板右侧节点配筋:

   下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=1963mm2(D20@160)

   上侧或左侧钢筋计算面积As'=0mm2，实配As'=1571mm2(D20@200)

  顶板左侧节点配筋:

   下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=1963mm2(D20@160)

   上侧或左侧钢筋计算面积As'=920mm2，实配As'=1963mm2(D20@160)

  顶板跨中配筋:

   下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=1963mm2(D20@160)

   上侧或左侧钢筋计算面积As'=920mm2，实配As'=1963mm2(D20@160)

  顶板右侧节点配筋:

   下侧或右侧钢筋计算面积As=920mm2，实配As=1963mm2(D20@160)

   上侧或左侧钢筋计算面积As'=920mm2，实配As'=1963mm2(D20@160)

六、抗裂验算和裂缝宽度计算

 ．计算说明

  对截面按照偏心受压构件进行抗裂验算以及裂缝宽度计算。

 ．裂缝宽度计算结果

  左边墙下侧节点抗裂验算:

   抗裂验算满足要求。

  左边墙下侧节点裂缝宽度:

   max| ＝ |0.000| mm < 0.250 mm，满足要求

  左边墙跨中抗裂验算:

   抗裂验算满足要求。

  左边墙跨中裂缝宽度:

   max| ＝ |0.000|mm < 0.250 mm，满足要求

  左边墙上侧节点抗裂验算:

   抗裂验算满足要求。

  左边墙上侧节点裂缝宽度:

   max| ＝ |-0.077|mm < 0.250 mm，满足要求

  右边墙下侧节点抗裂验算:

   抗裂验算满足要求。

  右边墙下侧节点裂缝宽度:

   max| ＝ |0.000| mm < 0.250 mm，满足要求

  右边墙跨中抗裂验算:

   抗裂验算满足要求。

  右边墙跨中裂缝宽度:

   max| ＝ |0.000|mm < 0.250 mm，满足要求

  右边墙上侧节点抗裂验算:

   抗裂验算满足要求。

  右边墙上侧节点裂缝宽度:

   max| ＝ |0.077|mm < 0.250 mm，满足要求

  底板左侧节点抗裂验算:

   抗裂验算满足要求。

  底板左侧节点裂缝宽度:

   max| ＝ |0.005| mm < 0.250 mm，满足要求

  底板跨中抗裂验算:

   抗裂验算满足要求。

  底板跨中裂缝宽度:

   max| ＝ |0.023|mm < 0.250 mm，满足要求

  底板右侧节点抗裂验算:

   抗裂验算满足要求。

  底板右侧节点裂缝宽度:

   max| ＝ |0.005|mm < 0.250 mm，满足要求

  顶板左侧节点抗裂验算:

   抗裂验算满足要求。

  顶板左侧节点裂缝宽度:

   max| ＝ |-0.059| mm < 0.250 mm，满足要求

  顶板跨中抗裂验算:

   抗裂验算满足要求。

  顶板跨中裂缝宽度:

   max| ＝ |0.072|mm < 0.250 mm，满足要求

  顶板右侧节点抗裂验算:

   抗裂验算满足要求。

  顶板右侧节点裂缝宽度:

   max| ＝ |-0.059|mm < 0.250 mm，满足要求