钢筋混凝土管道结构计算
混凝土、钢筋计算规则
说明本章定额包括混凝土及钢筋两大部分。
一、混凝土1.混凝土包括现场搅拌混凝土、商品混凝土、集中搅拌混凝土三部分。
⑴现场搅拌混凝土按现浇混凝土构件、预制混凝土构件、构筑物及钢筋混凝土构件接头灌缝四部分列项。
⑵商品混凝土按现浇混凝土构件（泵送）、现场预制构件（非泵送）及构筑物（泵送）三部分列项。
商品混凝土现浇混凝土构件及构筑物如非泵送，其人工乘1.40系数，震捣器乘1.20系数。
⑶集中搅拌混凝土按混凝土搅拌站，混凝土搅拌输送车及混凝土泵送三部分列项。
其机械都是按施工企业自备的情况编制的，混凝土输送泵车和混凝土输送泵(固定)根据施工要求只能选用一种。
集中搅拌混凝土采用泵送，还应套用相应商品混凝土的泵送定额(扣除项目中的商品混凝土用量)；如非泵送，其人工还应乘以1.40系数，震捣器乘1.20系数。
2.商品混凝土的添加剂、搅拌、运输及泵送等费用均应列入混凝土单价内。
3.定额混凝土的强度等级和石子粒径是按常用规格编制的，当混凝土的设计强度等级与定额不同时，应作换算。
4.毛石混凝土中的毛石是按占混凝土体积15%计算的，设计要求不同可以换算。
5.现浇柱、墙，均按规范综合了底部铺垫水泥砂浆的用量。
6.现浇空心无梁板可按定额中无梁板子目执行。
其中GBF薄壁管按实铺长度单独计算，另增加安装人工,按管道实际铺设面积0.03工日/m2计算。
7.小型混凝土构件是指每件体积在0.05m3以内的且未列出定额项目的构件。
8.预制钢筋混凝土构件的预算工程量，等于按图纸计算的工程量加制作废品率，运输损耗率及安装损耗率。
应加损耗率的构件及损耗率见表4-1。
表4-1 应加损耗率的构件及损耗率二、钢筋1.钢筋工程以钢筋的不同品种，按现浇构件、预制构件、预应力构件分别编制定额项目。
使用时根据钢筋的不同品种分别套用定额。
2.钢筋工程施工内容，包括除锈、制作、场内运输、绑扎(点焊)、安装、浇灌混凝土时的钢筋维护，预应力钢筋还包括穿钢筋、钢筋张拉、锚固等。
钢筋混凝土工程量计算规则
钢筋混凝土工程量计算规则一、基本原则1.采用细则进行计量，力求准确。
2.根据设计图纸要求进行计量，不得随意增减工程量。
3.严格按照工程规范和标准执行。
二、计算原则1.钢筋混凝土工程量计算分为单位工程量计算和总量计算。
单位工程量计算是指以一个构件为单位进行计量，总量计算是指将所有构件的单位工程量相加得到总工程量。
2.单位工程量计算的基本原则：等效原则、分项计算原则、明细计算原则。
三、单位工程量计算1.基础工程量计算：按设计图纸要求，计算地基、地下室、基础等的工程量。
2.主体结构工程量计算：按设计图纸要求，计算柱、梁、板、墙等的工程量。
3.钢筋工程量计算：根据构件尺寸、钢筋布置要求，计算钢筋工程量。
4.模板工程量计算：按设计要求，计算模板使用面积或体积。
四、总量计算1.总量计算是将所有单位工程量相加得到的工程总量。
总量计算包括主体结构、装饰装修、给排水、暖通等各个专业的工程量。
2.总量计算要根据设计图纸，按照结构、专业进行分类计量。
五、计算方法1.采用直读法、单根法、串联法等方法进行计量。
2.直读法适用于直线构件，读取构件长度，然后按照设计要求进行计算。
3.单根法适用于弯曲构件，根据设计图纸要求，计算构件的弯曲长度，然后按照设计要求进行计算。
4.串联法适用于循环施工的构件，如管道和电缆。
按照循环的次数，计算构件长度。
六、计算注意事项1.计算时要严格按照设计图纸要求进行，不得私自增减工程量。
2.根据施工过程中的实际情况，合理调整计量方法。
3.计算时要考虑材料的损耗和浪费，适当增加一定的修正系数。
4.计算过程中要及时记录，并进行审核和核对，保证计量结果的准确性和可靠性。
总之，钢筋混凝土工程量计算规则是在设计图纸要求的基础上，按照工程规范和标准进行计量。
计量过程要准确、细致，根据不同构件采用不同的计算方法，同时注意合理调整计量方法和考虑材料损耗和浪费等因素，以确保计量结果准确可靠。
钢筋混凝土圆管涵排水管径计算过程
钢筋混凝土圆管涵排水管径计算过程
钢筋混凝土圆管涵是常用的排水结构，其管径计算过程如下：
1. 确定设计流量：首先需要确定涵管所需承载的流量。
这可以通过降雨强度、流域面积和设计标准来确定。
例如，可以使用降雨公式来计算设计流量。
2. 选择管道材料和强度等级：根据涵管所需的承载能力和使用环境，选择合适的钢筋混凝土管道材料和强度等级。
3. 计算水力半径：根据涵管的几何形状和尺寸（直径或高度和宽度），计算涵管的水力半径。
对于圆管涵，水力半径等于涵管内径的一半。
4. 根据设计流量和水力半径，使用曼宁公式计算涵管的水流速度。
曼宁公式如下：
V = (1/n) * R^(2/3) * S^(1/2)
其中，V为水流速度，n为曼宁粗糙系数，R为水力半径，S 为涵管的水流坡度。
5. 根据计算得到的水流速度，使用涵管的水流容积公式计算涵管的流量。
对于圆管涵，水流容积公式如下：
Q = A * V
其中，Q为涵管的流量，A为涵管的横截面积，V为水流速度。
6. 根据设计流量和计算得到的涵管流量，选择合适的涵管直径。
可以通过试算法或查表法来确定最合适的涵管直径。
需要注意的是，以上计算过程仅为一般性的步骤，实际设计还需
考虑其他因素，如涵管的安全系数、土壤条件等。
钢筋混凝土结构造价
钢筋混凝土结构造价一、砼实际用量：混凝土实际用量=构件体积-钢筋体积-预埋件体积-洞口体积。
根据定额规定钢筋混凝土结构混凝土的计算规则为0.3㎡以内小洞口所占的体积、钢筋、预埋件所占体积均不扣除二、体积比例：钢筋占混凝土的体积的比例也是需要测算的，不能全根据系数来测算，因为不同地区，不同的结构，不同的部位，不同的构件，不同的设计，其配筋率和含钢量是不同的。
钢筋占混凝土的比例系数也就不同，所以系数法并不可靠。
并且不仅仅是知道个系数，更是要清楚它的来历和计算原理，经验系数是计算和积累出来的。
系数法也是先测算钢筋指标，再测算混凝土指标，最后得出钢筋与混凝土之比系数，就能很容易计算出实际混凝土用量。
系数法根据含钢量或钢筋指标而来，假设钢筋每平方指标为0.07t，混凝土每平方指标为0.4m³，则钢筋系数=0.07÷7.85÷0.4=0.02229。
设钢筋所占体积系数为0.02229，则实际混凝土量=定额混凝土量不扣洞口×1-0.02229。
设建筑面积为10000㎡，钢筋重量为700 t，混凝土量为40003，混凝土实际用量=4000×1-0.02229=3910.83㎡。
三、计算原理：计算钢筋工程量时，先计算钢筋长度，再乘以根数，得出总长度，然后乘以单位钢筋重量公斤/米，得出钢筋重量。
如果计算钢筋体积则进行换算，钢筋体积等于钢筋重量除以钢筋比重7.85，1m3钢筋=7.85t钢筋。
我们可以精细化到构件、楼层。
如一根框架梁重量为2t，则折合成体积=2÷7.85=0.25 m³。
如一层钢筋重量70吨t，则一层钢筋所占混凝土体积=70÷7.85=8.917 m³。
四、经验总结：由于钢筋所占的比例较小，对总造价影响不大，在计价时没必要扣除，只有在成本测算时才去计算钢筋体积。
项目管理者也能知道真实的用量和成本，如果按定额规则计算，以定额量进行材料计划和成本分析则是错误的。
钢筋混凝土结构设计计算原理
2、随空间位置的变异：
固定荷载：
移动荷载：
3、按结构的反应特性：
静态荷载： 动态荷载：指结构产生不可忽略的加速度荷载。所 产生的荷载效应不仅与荷载有关，还与结构本身的 动力特征有关。设计时应考虑其动力效应。
三、结构抗力：指结构构件承受内力和变形的能力。
2.3
概率极限状态设计的概念
一、 结构极限状态的定义与分类 结构在使用期间的工作情况称为结构的工作
1、结构重要性系数 0 3、荷载分项系数 4、材料分项系数
5、结构系数
G Q
c s
d
2、设计状况系数 结构在施工、安装、运行、检修等不同阶段可 能出现不同的结构体系、荷载及环境条件。 1、持久状况：指结构正常运行使用阶段；必须进 行承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计。 2、短暂状况：指结构施工和安装等持续时间较短 的状况；可仅按承载能力极限状态进行设计，必 要时可同时进行正常使用极限状态的设计。
f(Z)
结构功能函数 Z = R - S
bz
Pf =P (S >R) =P(Z< 0)
Pf b
Z
mZ
Pf
mz
Z=R- S
b —可靠指标
b值
失效概率 Pf 2.7 3.5×10-3 3.2 6.9×10-4 3.7 1.1×10-4 4.2 1.3×10-5
目标可靠指标
bT P37
结构或构件在设计基准期内，在规定的条 件下，失效概率低于一个允许的水平。
结构在使用期间的工作情况称为结构的工作 状态。结构能满足各项功能要求而良好地工作， 称为结构“可靠”，反之称为“失效”。
结构的功能函数：
Z g ( x1 , x2 ,, xn )
钢筋混凝土排水管管体结构尺寸与配筋设计图册
钢筋混凝土排水管管体结构尺寸与配筋设计图册6.2图表每个级别、每种规格管分管参数、配筋图表两幅。
分别给出了混凝土用量、管重量、配筋面积、钢筋骨架的几何尺寸及钢筋用量。
6.3依据04S 516《混凝土排水管道基础及接口》图册，综合了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级管在混凝土基础、砂（或土）基础时不同支承角度条件下的允许覆土厚度、管道顶进施工允许覆土厚（见附录二，排水管实际工程条件）。
7. 图册应用7.1 图册中给出的各项数据都是按每米管长计算的，将图表中数据乘以实际管长（米）即可得出产品实际应用数据。
7.2 实用中如果所用钢筋直径与图册不一致时，可根据表中给出的最小配筋面积重新计算每米管长的钢筋根数，并核算裂缝；使用冷拔低碳甲级钢丝，考虑其设计强度为400N/mm2，高于冷轧或热轧带肋钢筋强度，钢筋用量减小，减小量首先按冷轧钢筋与冷拔低碳甲级钢丝设计强度比值即360/400=0.9，乘图册给出的配筋面积，再按管道结构计算规程给定公式核算裂缝开展宽度，按钢筋用量计算裂缝宽度≤0.2mm为止。
7.3 实用中如果混凝土强度等级高于C30，一般钢筋用量不作调整。
按计算结果分析，当混凝土等级为C40时，钢筋用量可降低3％。
7.4 钢筋骨架设保护层卡，其形状、数量分布不作具体规定。
可按行间隔约500mm、两行交错分布考虑。
7.5 表中钢筋用量只是环向钢筋与纵向钢筋的计算用量，不包括两端密绕两环的增加值和辅助钢筋用量。
8. 用于顶进施工的管截面配筋为适应管道顶进施工用管的需要，本图册给出了用于顶进施工的钢筋混凝土排水管截面配筋设计图表。
混凝土设计强度采用C40。
在图册附录中给出了顶进施工用管的控制顶力和管口局部加强的钢筋配置参考图。
第2章 钢筋混凝土结构的基本计算原理
2.2作用效应、结构抗力
2.2.2.3 材料强度标准值、设计值、材料分项系数
1、材料强度标准值 材料强度标准值是按标准试验方法测得的具有不小于95%保证率的材料强度值， 即 f k f m 1.645 实质：以确定值（标准值）表达不确定值，便于应用。
0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 22
11
2.2作用效应、结构抗力2.2.2
（1）荷载标准值
分为永久荷载标准值和可变荷载标准值。 荷载标准值应根据设计基准期内最大荷载概率分布的某一分位值确定。
设计基准期：是为统一确定荷载和材料的标准值而规定的年限。
我国荷载规范采用的设计基准期为50年。
f (Q)
95% 50％ 5%
图：2-1荷载的标准值QK
c 偶然荷载——设计基准期内不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短 的荷载。如爆炸力、撞击力等。
6
2.2作用效应、结构抗力2.2.2 2、按作用方向分类 a 竖向荷载——如自重、雪载、吊车竖向荷载等。 b 水平荷载——风荷载、吊车水平荷载。
3、按结构的动力效应分类
a 静荷载——对结构不产生动力效应，或小的可以忽略；如恒载、活载。 b 动荷载——对结构产生动力效应，且不可以忽略。 如吊车荷载、高层结构风荷载。
一、作用效应S是由各种结构上的作用引起的结构或构件的内力（轴向力、剪力、 弯矩、扭矩）和变形（如挠度、侧移、裂缝等）。
取值原则：根据荷载概率分布特征, 控制保证率。
荷载规范中给出4种代表值：标准值、组合值、频遇值、准永久值。 永久荷载代表值：应该用标准值作为代表值， 可变荷载代表值：应根据设计要求用标准值、组合值、频遇值、准
永久值作为代表值。
钢筋混凝土承插管重量计算公式
钢筋混凝土承插管重量计算公式钢筋混凝土承插管是一种常见的建筑材料，用于承载和传输液体或气体。
在设计和施工过程中，计算承插管的重量是非常重要的一步，以确保结构的安全性和稳定性。
下面将介绍钢筋混凝土承插管重量的计算公式及其应用。
1. 钢筋混凝土承插管重量的计算公式钢筋混凝土承插管的重量可以根据以下公式计算：重量= π * (外径^2 - 内径^2) * 长度 * 密度其中，π表示圆周率，外径和内径分别为承插管的外径和内径，长度为承插管的长度，密度为钢筋混凝土的密度。
2. 钢筋混凝土承插管重量计算的步骤钢筋混凝土承插管重量的计算可以按照以下步骤进行：步骤1：测量承插管的外径和内径，以毫米为单位。
步骤2：测量承插管的长度，以米为单位。
步骤3：确定钢筋混凝土的密度，一般可以参考相关标准或实验数据。
步骤4：根据上述公式计算承插管的重量，结果以千克或吨为单位。
3. 钢筋混凝土承插管重量计算公式的应用钢筋混凝土承插管重量的计算公式可以应用于各种工程和建筑项目中，例如管道工程、排水系统、暖通空调系统等。
通过准确计算承插管的重量，可以为工程设计提供重要参考数据，确保材料的选用和结构的安全性。
在实际应用中，还需要考虑承插管的材料强度、使用环境、加载条件等因素，以综合评估承插管的可行性和安全性。
此外，还需要根据工程的具体需求，选择合适的承插管规格和型号，以满足设计要求。
4. 钢筋混凝土承插管重量计算公式的注意事项在使用钢筋混凝土承插管重量计算公式时，需要注意以下几点：4.1 精确测量：测量承插管的外径、内径和长度时，要尽量精确，以确保计算结果的准确性。
4.2 密度选择：钢筋混凝土的密度会根据不同配比和材料的使用而有所变化，应根据实际情况选择合适的密度值。
4.3 单位转换：在计算过程中，要注意单位的转换，确保结果的单位与工程需求相符。
4.4 其他因素考虑：在实际工程中，还需要考虑其他因素对承插管重量的影响，如附加设备、支撑结构等。
钢筋混凝土排水管配筋公式
钢筋混凝土排水管配筋公式
钢筋混凝土排水管配筋是建筑工程中非常重要的一环。
它在排水系统中起到了关键的作用，确保了排水管道的结构稳定和使用寿命。
下面我们将详细介绍钢筋混凝土排水管配筋的公式和相关要点。
我们需要了解排水管道的基本结构。
钢筋混凝土排水管道通常由管道本体和配筋组成。
管道本体由混凝土制成，具有较好的抗压强度和防水性能。
配筋则是通过在混凝土中嵌入钢筋来增强其抗拉能力。
在设计钢筋混凝土排水管道时，我们需要考虑到以下几个因素：管道的直径、墙厚、混凝土的强度等。
根据这些参数，我们可以使用公式来计算所需的配筋量。
公式如下：
配筋量= π * D * H * ρ
其中，D为管道的直径，H为管道的墙厚，ρ为配筋率。
配筋率是指钢筋的截面积与管道横截面积之比。
根据排水管道的使用要求，通常配筋率在0.5%~1.0%之间。
在实际应用中，我们可以通过调整配筋率来满足不同的需求。
较高的配筋率可以增加钢筋的使用量，提高排水管道的抗拉能力。
而较低的配筋率则可以减少钢筋的使用量，降低工程成本。
除了配筋量，我们还需要考虑钢筋的布置方式。
一般情况下，我们
会将钢筋均匀地分布在管道的周围。
这样可以确保钢筋的力学性能得到充分发挥，提高整个排水管道的稳定性和承载能力。
钢筋混凝土排水管配筋是建筑工程中不可或缺的一部分。
通过合理设计和计算，我们可以确保排水管道的结构安全和使用寿命。
同时，我们还需要根据具体情况来选择合适的配筋率和布置方式，以满足工程的实际需求。
钢筋混凝土圆管涵结构强度及地基承载力验算表
钢筋混凝土圆管涵结
短期组合M sd =M 恒+0.7M 汽= 2.135（kN.m)长期组合M ld =M 恒+0.4M 汽= 2.019
（kN.m)
5、截面强度计算按单筋截面计算
截面受压区高度x=f sd *A s /f cd *b= 5.4(mm)h 0=35(mm）
h 0*ξb =
21.7符合规定截面抗力f cd bx（h 0-x/2)= 4.75（kN.m)需要承载γ0*M d 2.50
（kN.m)
6、裂缝宽度验算
受弯构件σss
92.94(Mpa)纵向受拉钢筋配筋率ρ0.0109钢筋表面形状系数C1 1.4作用长期效应影响系数 1.47与构件受力性质有关的系数 1.15最大裂缝宽度W tk （mm）0.10
（小于0.2才满足要求）
7、基底应力验算基础按承受中心荷载计算恒载垂直压应力q 恒=69.09(kN/m 2)
基底压应力σmax =
81.42
(kN/m 2
)（小于地基容许承载力才满足）
截面强度满足要求
短期效应组合引起的开裂截面纵向受拉钢筋的应力σss 裂缝宽度满足要求
基底应力满足
管涵结构强度及地基承载力验算表
（本表Ⅰ、Ⅱ级荷载采用
相同车辆荷载标准值）
18（kN/m3)土的内摩擦角
注：
1、黄色为需要填入数据，青色为自动计算数据，红色为计算结果。
中间数据：
钢筋抗拉强度f sd=195受拉区钢筋面积A s=砼抗压强度f cd=13.8管节长度b（mm）=相对界限受压区高度ξb=0.62结构重要性系数γ0
主筋根数15钢筋弹性模量Es(Mpa)
754.5 1980 0.9 210000。
钢筋混凝土预制管道结构计算表
钢筋混凝土预制管道结构计算表刚性管道开槽施工，不考虑温度作用，不考虑1)设计条件：管道内径D0(mm)=1300管道壁厚t(mm)=130覆土深度Hs(m)=10覆土重力密度rs=18kN/立方管内水重力密度rw=12kN/立方2)荷载计算：(A)永久作用:(1)管道自重，取钢筋混凝土重力密度rs=25kN/管道自重标准值G0k=14.60055161kN/m设计值G0=17.52066193kN/m (2)管内水重（按满流考虑)：标准值G wk=15.92787448kN/m设计值G w=20.22840059kN/m (3)管顶竖向土压力标准值F sv,k=336.96kN/m设计值F sv=427.9392kN/m (4)管两侧土压力（计算管中心处的土压力)标准值F ep,k=64.68kN/㎡p ep,k=100.9008kN/m设计值p ep=128.144016kN/m (5)管道上腔内土重标准值P0k= 4.70025504kN/m设计值P0= 5.969323901kN/m(A)可变作用:(1)地面车辆荷载(计算管顶竖向压力)(按城-A管顶压力标准值q vk=0.22kN/㎡设计值q vk D1=0.48048kN/m (2)地面堆积荷载(计算管顶竖向压力)标准值q mk=10kN/㎡q mk D1=15.6kN/m设计值q m D1=21.84kN/m车辆荷载和堆积荷载取大者进行计算:取q活=20.16kN/m 3)圆管内力分析：初选支承角2α=180°混凝土基础，此时在荷载作用永久作用侧向压力取标准值计算，不计侧向的查表得各种作用下的弯矩系数:管道自重系数K m B=0.044管内满水重系数K m B=0.044垂直均布荷载系数K m B=0.06管上腔土重系数K m B=0.049水平均布荷载系数K m B=-0.04B截面上的设计弯矩值为：M B=∑K mi p i r0=17.73441357kN.m/m 4)核定预制圆管产品规格及型号：根据GB/T11835-1999预制圆管产品标准内径为1300mm Ⅱ级管裂缝荷载为81kN/m（相应裂缝宽度0.2mm）破坏荷载为120kN/m预制圆管产品的破坏荷载，系按照三边支承法p=M B/0.318r0=77.99803655kN/m <120产品合格kN/m(破坏荷载)。
钢筋混凝土结构计算
钢筋混凝土结构计算1.结构形式确定：首先确定楼板的结构形式，如采用板梁结构、薄板结构或双向板结构等。
2.荷载计算：进行楼板的荷载计算，包括楼板自重、活荷载和附加荷载等。
根据建筑规范和设计要求，计算得出楼板上的荷载。
3.结构分析：进行楼板的结构分析，主要包括静力分析和动力分析。
-静力分析：根据荷载计算结果，进行静力平衡方程求解，确定楼板内力、弯矩和剪力大小及位置。
-动力分析：如果楼房位于地震区域，需要进行动力分析，考虑地震作用对楼板的影响。
4.梁与板的计算：根据楼板的结构形式，进行梁与板的计算。
-梁的计算：根据梁的自重、楼板荷载和梁自身承载力等参数，计算梁的截面尺寸和配筋。
-板的计算：根据楼板的自重、活荷载和板自身承载力等参数，计算板的截面尺寸和配筋。
5.钢筋配筋：根据楼板的受力情况和截面尺寸，进行钢筋的配筋计算。
-弯曲受力区域：通过计算得出楼板的截面尺寸和弯矩大小，确定弯曲受力区域，然后计算该区域所需的主筋和箍筋的截面尺寸和配筋率。
-剪切受力区域：通过计算得出楼板的截面尺寸和剪力大小，确定剪切受力区域，然后计算该区域所需的剪力筋的截面尺寸和配筋率。
6.构件设计：根据梁和板的计算结果，进行构件的设计。
-梁设计：根据梁的截面尺寸和配筋率，设计梁的构造和受力情况。
-板设计：根据板的截面尺寸和配筋率，设计板的构造和受力情况。
7.变形计算：对楼板结构的变形进行计算，包括挠度、位移等。
-挠度计算：根据楼板截面刚度、荷载大小和材料力学性质，计算楼板的弯曲挠度。
-位移计算：根据楼板的受力情况和结构形式，计算楼板的位移。
8.安全评估：根据梁和板的计算结果，进行结构的安全评估。
-承载力：通过计算得出楼板的承载力，与设计要求进行对比，判断结构是否满足要求。
-变形：根据变形计算结果，进行结构的变形评估，判断结构变形是否满足规范要求。
这些步骤是钢筋混凝土结构计算的基本流程，具体计算过程会根据设计要求和规范进行调整。
同时，计算中需使用专业软件进行力学计算和结构设计，以提高计算精度和效率。
《水工钢筋混凝土结构》课件——2章 钢筋混凝土结构设计计算原理
值进行折减，
可变荷载组合值记为：Qc=ψcQk，ψc为组合系数。其值取
为小于等于1.0。水工结构设计中习惯取ψc＝1.0 — 实无折减。
§2-4 荷载的标准值和材料强度标准值
1.3 荷载频遇值
是指可变荷载在结构设计基准期内经常存在的那一部分 荷载，《建筑结构可靠度设计统一标准》规定取被超越的总时
(3)偶然荷载Q：在结构设计基准期内不一定出现，
但一旦出现其值很大且作用时间很短的荷载。
§2-2 结构的功能要求、荷载效应与结构抗力
按其作用位置的变化，可分为二类：
(1)固定荷载 (2)移动荷载
按结构的反映分为
(1) 静态荷载 (2) 动态荷载
§2-2 结构的功能要求、荷载效应与结构抗力
2.2 荷载效应 荷载作用下，结构产生的内力、变形统称为荷载效
3.极限状态设计法
§2-2 结构的功能要求、荷载效应与结构抗力
1. 结构的功能要求： (1)安全性。(2)适用性。 (3)耐久性。
安全性 ◎ 结构在正常施工和使用情况下能承受可能出现的各种荷载和变形 。 ◎ 在偶然事件（如校核洪水位、地震）发生时和发生后，结构应能保持
整体承载力和稳定性。
适用性 ◎ 结构在正常使用荷载下，具有良好的工作性能。如不发生影响正常使
用的过大的变形（挠度、侧移）、振幅，或产生过大的裂缝宽度。
耐久性 ◎ 结构的承载力和刚度不应随时间有过大的减小，导致结构在其预定
使用期间内降低安全性和适用性，缩短使用寿命。
§2-2 结构的功能要求、荷载效应与结构抗力
➢结构设计要保证其可靠性。 ➢可靠性——安全性、适用性和耐久性的总称。 ➢结构可靠性越高，建设造价投资越大。
钢筋混凝土管道结构计算.pdf
钢筋混凝土预制管道结构计算表刚性管道开槽施工，不考虑温度作用，不考虑1)设计条件：管道内径Ｄ0(mm)=1300管道壁厚t(mm)=130覆土深度Hs(m)=10覆土重力密度rs=18kN/立方管内水重力密度rw=12kN/立方2)荷载计算：(A)永久作用：(1)管道自重，取钢筋混凝土重力密度rs=25kN/管道自重标准值Ｇ0k=14.60055161kN/m设计值Ｇ0=17.52066193kN/m (2)管内水重（按满流考虑)：标准值Ｇwk=15.92787448kN/m设计值Ｇw=20.22840059kN/m (3)管顶竖向土压力标准值Ｆsv,k=336.96kN/m设计值Ｆsv=427.9392kN/m (4)管两侧土压力（计算管中心处的土压力）标准值Ｆep,k=64.68kN/㎡p ep,k=100.9008kN/m设计值ｐep=128.144016kN/m (5)管道上腔内土重标准值Ｐ0k= 4.70025504kN/m设计值Ｐ0= 5.969323901kN/m(A)可变作用：(1)地面车辆荷载(计算管顶竖向压力)(按城-A管顶压力标准值ｑvk=0.22kN/㎡设计值ｑvk D1=0.48048kN/m (2)地面堆积荷载(计算管顶竖向压力）标准值ｑmk=10kN/㎡q mk D1=15.6kN/m设计值ｑm D1=21.84kN/m车辆荷载和堆积荷载取大者进行计算：取ｑ活=20.16kN/m3)圆管内力分析：初选支承角2α＝180°混凝土基础，此时在荷载作用永久作用侧向压力取标准值计算，不计侧向的查表得各种作用下的弯矩系数：管道自重系数Ｋm B=0.044管内满水重系数Ｋm B=0.044垂直均布荷载系数Ｋm B=0.06管上腔土重系数Ｋm B=0.049水平均布荷载系数Ｋm B=-0.04B截面上的设计弯矩值为：M B=∑Ｋmi p i r0=17.73441357kN.m/m 4)核定预制圆管产品规格及型号：根据GB/T11835-1999预制圆管产品标准内径为1300mm Ⅱ级管裂缝荷载为81kN/m（相应裂缝宽度0.2mm）破坏荷载为120kN/m预制圆管产品的破坏荷载，系按照三边支承法p=M B/0.318r0=77.99803655kN/m <120产品合格kN/m(破坏荷载）。
常见的钢结构计算公式
常见的钢结构计算公式钢结构计算是工程设计中的重要环节之一，常用的钢结构计算公式包括强度计算公式、稳定性计算公式、疲劳计算公式等。
以下是常见的一些钢结构计算公式的介绍。
1.强度计算公式-拉伸强度计算公式：σ=P/A，其中σ表示钢材的拉伸强度，P表示受力，A表示截面积。
-压缩强度计算公式：σ=P/A，其中σ表示钢材的压缩强度，P表示受力，A表示截面积。
-管道内压强度计算公式：P=(2·σ·t)/D，其中P表示管道内压强度，σ表示钢材的强度，t表示管道壁厚，D表示管道的直径。
2.稳定性计算公式- 屈曲承载力计算公式：Pcr = (π²·E·I)/(K·L)²，其中Pcr表示屈曲承载力，E表示弹性模量，I表示截面惯性矩，K表示截面系数，L 表示杆件有效长度。
- 屈曲安全系数计算公式：Φcr = Pcr/P，其中Φcr表示屈曲安全系数，Pcr表示屈曲承载力，P表示应用荷载。
3.疲劳计算公式-疲劳强度计算公式：σf=κ·(Kf·σe)·(Ka·Kb·Kc·Kd·Ke)，其中σf表示疲劳强度，κ表示比例系数，Kf表示载荷系数，σe表示应变范围，Ka、Kb、Kc、Kd、Ke表示相关的影响系数。
4.钢筋混凝土梁计算公式- 弯曲承载力计算公式：MRd = A·wd/γs，其中MRd表示弯曲承载力，A表示截面面积，wd表示混凝土抗弯矩，γs表示钢筋相对与混凝土的安全系数。
- 剪切承载力计算公式：V Rd = Asw·fyd / γs·cotα，其中V Rd表示剪切承载力，Asw表示剪力筋面积，fyd表示钢筋抗拉强度，γs 表示相对于混凝土使用的安全系数，α表示截面的倾斜角。
5.钢柱计算公式- 抗压稳定计算公式：Ncr = π²·E·Imin / (l/K)²，其中Ncr表示抗压稳定承载力，E表示弹性模量，Imin表示最小惯性矩，l表示柱的长度，K表示截面系数。
钢筋混凝土管道结构计算
箱涵及盖板涵构造计算书钢筋混凝土预制管道构造计算表刚性管道开槽施工，不考虑温度作用，不考虑1) 设计条件：管道内径D0(mm)= 1300管道壁厚 t(mm)= 130覆土深度 Hs(m)= 10覆土重力密度 rs= 18 kN/ 立方管内水重力密度 rw= 12 kN/ 立方2) 荷载计算：(A)永远作用:(1)管道自重，取钢筋混凝土重力密度 rs=25kN/管道自重标准值G 0k=kN/m设计值G0=kN/m(2)管内水重（按满流考虑) ：标准值G wk=kN/m设计值G w=kN/m(3)管顶竖向土压力箱涵及盖板涵构造计算书标准值F =kN/msv,k 设计值F sv =kN/m (4) 管双侧土压力（计算管中心处的土压力)kN/ ㎡ 标准值F =ep,k p ep,k =kN/m 设计值p ep =kN/m (5) 管道上腔内土重0 kN/m标准值P k= 0 kN/m 设计值P = (A) 可变作用:(1) 地面车辆荷载 ( 计算 管顶竖向压力 )( 按城 -AkN/ ㎡ 管顶压力标准值q vk =设计值q vk D 1=kN/m (2) 地面聚积荷载 ( 计算 管顶竖向压力) 10 kN/ ㎡ 标准值q =mkq mk D 1=kN/m 设计值q m D 1=kN/m箱涵及盖板涵构造计算书 车辆荷载和聚积荷载取 大者进行计算:kN/m 活取q = 3) 圆管内力剖析：°混凝土基础， 初选支承角 2α=180 此时在荷载作用 永远作用侧向压力取标准值计算，不计侧向的 查表得各样作用下的弯矩系数:管道自重系数K m B= 管内满水重系数K B=m垂直均布荷载系数K B= m管上腔土重系数K m B= 水均匀布荷载系数K m B= B 截面上的设计弯矩值 为：M B =∑Kmi p i r 0= 4) 审定预制圆管产品规格及型号：依据 GB/T11835-1999预制圆管产品标准 1300 mm Ⅱ级管 内径为裂痕荷载为81 kN/m （相应裂痕 宽度）损坏荷载为120 kN/m预制圆管产品的损坏荷载，系依据三边支承法= kN/m< 120 p=B 0产品合格kN/m(损坏荷载)。
预制钢筋混凝土管道结构计算
刚性管道开槽施工，不考虑温度作用，不考虑管道运行时内水压力1)设计条件：计算简图：管道内径D 0(mm)=1200管道壁厚t(mm)=120覆土深度Hs(m)=15覆土重力密度rs=20kN/立方管内水重力密度rw=10kN/立方2)荷载计算：(A)永久作用:(1)管道自重，取钢筋混凝土重力密度rs=25kN/立方。
管道自重标准值G 0k =12.4407067kN/m设计值G 0=14.92884804kN/m(2)管内水重（按满流考虑)：标准值G wk =11.30973336kN/m设计值G w =14.36336137kN/m(3)管顶竖向土压力钢筋混凝土预制管道结构计算标准值F sv,k=518.4kN/m设计值F sv=658.368kN/m(4)管两侧土压力（计算管中心处的土压力)标准值F ep,k=104.8kN/㎡p ep,k=150.912kN/m设计值p ep=191.65824kN/m(5)管道上腔内土重标准值P0k= 4.4499456kN/m设计值P0= 5.651430912kN/m(A)可变作用:(1)地面车辆荷载(计算管顶竖向压力)(按城-A级计算)管顶压力标准值q vk=0.22kN/㎡设计值q vk D1=0.44352kN/m(2)地面堆积荷载(计算管顶竖向压力)标准值q mk=10kN/㎡q mk D1=14.4kN/m设计值q m D1=20.16kN/m车辆荷载和堆积荷载取大者进行计算:取q活=20.16kN/m3)圆管内力分析：初选支承角2α=180°混凝土基础，此时在荷载作用下管顶B截面上的弯曲力矩最大，轴力较永久作用侧向压力取标准值计算，不计侧向的可变作用，竖向荷载均取设计值。
查表得各种作用下的弯矩系数:管道自重系数K m B=0.044管内满水重系数K m B=0.044垂直均布荷载系数K m B=0.06管上腔土重系数K m B=0.049水平均布荷载系数K m B=-0.04B截面上的设计弯矩值为：M B=∑K mi p i r0=23.91904504kN.m/m4)核定预制圆管产品规格及型号：根据GB/T11835-1999预制圆管产品标准内径为1200mm Ⅱ级管裂缝荷载为81kN/m（相应裂缝宽度0.2mm）破坏荷载为120kN/m预制圆管产品的破坏荷载，系按照三边支承法测定，计算相应的管顶集中线荷载：p=M B/0.318r0=113.9653375kN/m <120产品合格弯曲力矩最大，轴力较小可以忽略。
混凝土及钢筋混凝土工程量计算规则
混凝土及钢筋混凝土工程量计算规则混凝土及钢筋混凝土工程量计算规则是指在建筑工程中，根据设计图纸和施工方案，计算混凝土及钢筋混凝土的用量及配比的一项技术活动。
准确的工程量计算可以保证施工过程中的材料供应及施工进度的控制，保证工程的质量和安全。
混凝土工程量计算规则：1.根据设计图纸确定工程结构的尺寸，计算混凝土的体积。
一般计算公式如下：V=S×h，其中V为混凝土的体积，S为截面积，h为高度。
2.根据工程要求及设计标准，确定混凝土配合比。
配合比一般包括水泥、砂、石子和水的比例。
3.根据混凝土的体积及配合比，计算所需要的材料用量。
例如，计算水泥用量，可以根据配合比中水泥的比例和混凝土体积计算得出。
4.在计算材料用量时，一般要考虑到浪费和损耗。
浪费一般是按照一定比例进行计算，通常为5%-10%。
损耗则根据工程的实际情况进行估算。
5.根据计算的材料用量，确定混凝土的总成本，包括人工、机械等直接费用及间接费用。
钢筋混凝土工程量计算规则：1.根据设计图纸和工程要求，计算钢筋混凝土结构的体积。
计算方法和混凝土工程量计算类似。
2.根据设计要求和规范，确定钢筋的配筋率。
配筋率一般以百分比表示，是指钢筋截面面积与混凝土截面积的比值。
3.根据钢筋的配筋率，计算所需要的钢筋用量。
钢筋的计算一般按照长度进行，根据配筋率和结构的长度计算得出。
4.在计算钢筋用量时，同样需要考虑到浪费和损耗。
浪费和损耗的计算方法与混凝土工程量计算一致。
5.根据计算的钢筋用量，确定钢筋的总成本和加工费用。
总结起来，混凝土及钢筋混凝土工程量计算规则是根据设计要求和规范，通过计算来确定混凝土和钢筋的用量及配比，以保证施工过程中的材料供应和施工进度的控制，从而保证工程的质量和安全。
这种计算工作需要进行详细的施工方案和图纸的分析，并且需要对各种材料的性质和性能有一定的了解，才能进行准确的计算。
钢筋混凝土管计算
钢筋混凝土管计算钢筋混凝土管是一种广泛应用于排水、供水和各种管道工程中的重要建筑材料。
在设计和施工过程中，准确的计算是确保其性能和安全性的关键。
下面我们就来详细探讨一下钢筋混凝土管的计算方法。
首先，我们需要了解钢筋混凝土管的基本结构和工作原理。
钢筋混凝土管通常由混凝土和钢筋组成，混凝土提供抗压强度，钢筋则增强了管道的抗拉能力。
在承受内部压力、外部荷载以及土壤的压力时，钢筋和混凝土共同作用，保证管道的稳定性和耐久性。
在计算钢筋混凝土管时，一个重要的参数是管道的内径和外径。
内径决定了管道的流量，外径则影响着管道的埋设和承载能力。
例如，对于给定的流量要求，我们可以通过水力学公式计算出所需的内径大小。
管道所承受的荷载是计算中的关键因素之一。
外部荷载包括土壤的重量、车辆荷载等，内部荷载则主要是液体的压力。
在计算外部荷载时，需要考虑土壤的类型、埋深、地面交通情况等因素。
通常会使用土力学的原理和相关公式来计算土壤对管道的压力。
而对于内部压力的计算，需要考虑管道所输送液体的性质和工作压力。
如果是供水管道，压力相对稳定；如果是排水管道，则可能会面临瞬间的高压力情况。
根据不同的压力情况，结合混凝土和钢筋的材料特性，来确定管道是否能够承受相应的荷载。
钢筋的配置也是计算中的重要环节。
钢筋的数量、直径和布置方式都会影响管道的抗拉能力。
一般会根据计算得出的拉力值，按照钢筋混凝土结构设计的规范来确定钢筋的规格和数量。
在计算过程中，还需要考虑管道的接口形式。
不同的接口方式对管道的整体性能也有一定的影响。
例如，常见的承插式接口和法兰式接口，在抵抗位移和传递荷载方面的性能有所不同。
此外，耐久性的计算也是不可忽视的。
混凝土的碳化、钢筋的锈蚀等都会影响管道的使用寿命。
通过分析环境条件、混凝土的质量等因素，可以预估管道的耐久性，并采取相应的防护措施。
为了更准确地进行钢筋混凝土管的计算，还需要参考相关的标准和规范。
不同的地区和行业可能会有一些细微的差异，但总体的原则和方法是相似的。
混凝土管道重量计算
混凝土管道重量计算混凝土管道是一种常见的用于输送水、油、气等介质的管道，由于其强度高、耐久性好等特点，被广泛应用于各种工业领域。
在设计混凝土管道时，重量计算是一个非常重要的步骤。
在本文中，我们将讨论混凝土管道重量计算的方法和注意事项。
一、混凝土管道重量的构成混凝土管道的重量由以下几个部分构成：1. 混凝土重量：混凝土是混凝土管道主要的构造材料，其密度一般在2.4-2.5g/cm³之间。
因此，混凝土的重量占据了混凝土管道的大部分重量。
2. 钢筋重量：钢筋是混凝土管道的加强材料，一般占据混凝土管道重量的10%左右。
3. 管道附件重量：管道附件包括弯头、三通、四通、法兰等附件，它们的重量一般占据混凝土管道重量的10%-20%。
4. 填充物重量：填充物是指在混凝土管道内部填充的材料，一般用于隔离管道内部介质和外部介质，防止介质泄漏。
填充物的重量一般占据混凝土管道重量的10%-20%。
二、混凝土管道的重量计算方法混凝土管道的重量计算方法的基本原理是根据混凝土管道的尺寸和材料密度来计算其重量。
具体来说，可以采用以下方法进行计算：1. 根据混凝土管道的长度、外径、壁厚和材料密度计算其重量。
例如，一根长度为3m、外径为800mm、壁厚为100mm的混凝土管道，其材料密度为2.4g/cm³。
则该混凝土管道的重量为：（800-100）²×π×3×2.4=4.4184×10⁴g=44.18kg2. 对于复杂形状的混凝土管道，可以将其分解为若干个简单的几何形状，然后根据几何形状的体积和材料密度计算其重量。
例如，一根弯头半径为R、管道外径为D、壁厚为t的混凝土管道，其材料密度为2.4g/cm³。
可以将弯头分解为一个长方体和一个扇形。
长方体的体积为：R×t×（D-2t）×2×π扇形的体积为：R²×π×角度÷360然后将长方体和扇形的体积加起来，再乘以材料密度即可得到该混凝土管道的重量。
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钢筋混凝土预制管道结构计算表
刚性管道开槽施工，不考虑温度作用，不考虑管道运行时内水压力1)设计条件：
管道内径D0(mm)=1300
管道壁厚t(mm)=130
覆土深度Hs(m)=10
覆土重力密度rs=18kN/立方
管内水重力密度rw=12kN/立方
2)荷载计算：
(A)永久作用:
(1)管道自重，取钢筋混凝土重力密度rs=25kN/立方。
管道自重标准值G0k=14.60055161kN/m
设计值G0=17.52066193kN/m
(2)管内水重（按满流考虑)：
标准值G wk=15.92787448kN/m
设计值G w=20.22840059kN/m
(3)管顶竖向土压力
标准值F sv,k=336.96kN/m
设计值F sv=427.9392kN/m
(4)管两侧土压力（计算管中心处的土压力)
标准值F ep,k=64.68kN/㎡
p ep,k=100.9008kN/m
设计值p ep=128.144016kN/m
(5)管道上腔内土重
标准值P0k= 4.70025504kN/m
设计值P0= 5.969323901kN/m
(A)可变作用:
(1)地面车辆荷载(计算管顶竖向压力)(按城-A级计算)
管顶压力标准值q vk=0.22kN/㎡
设计值q vk D1=0.48048kN/m
(2)地面堆积荷载(计算管顶竖向压力)
标准值q mk=10kN/㎡
q mk D1=15.6kN/m
设计值q m D1=21.84kN/m
车辆荷载和堆积荷载取大者进行计算:
取q活=20.16kN/m
3)圆管内力分析：
初选支承角2α=180°混凝土基础，此时在荷载作用下管顶B截面上的弯曲力矩最大，轴力较永久作用侧向压力取标准值计算，不计侧向的可变作用，竖向荷载均取设计值。
查表得各种作用下的弯矩系数:
管道自重系数K m B=0.044
管内满水重系数K m B=0.044
垂直均布荷载系数K m B=0.06
管上腔土重系数K m B=0.049
水平均布荷载系数K m B=-0.04
B截面上的设计弯矩值为：
M B=∑K mi p i r0=17.73441357kN.m/m
4)核定预制圆管产品规格及型号：
根据GB/T11835-1999预制圆管产品标准
内径为1300mm Ⅱ级管
裂缝荷载为81kN/m（相应裂缝宽度0.2mm）
破坏荷载为120kN/m
预制圆管产品的破坏荷载，系按照三边支承法测定，计算相应的管顶集中线荷载：
p=M B/0.318r0=77.99803655kN/m <120产品合格
弯曲力矩最大，轴力较小可以忽略。
kN/m(破坏荷载)。