箱涵计算书

已知计算条件：

涵洞的设计安全等级为三级，取其结构重要性系数：.9

涵洞桩号= K16+170

箱涵净跨径= 3米

箱涵净高= 3.1米

箱涵顶板厚= .6米

箱涵侧板厚= .6米

板顶填土高= 0米

填土容重= 18千牛/立方米

钢筋砼容重= 25千牛/立方米

混凝土容重= 22千牛/立方米

水平角点加厚= 0米

竖直角点加厚= 0米

涵身混凝土强度等级= C25

钢筋等级= II级钢筋

填土内摩擦角= 30度

基底允许应力= 250千牛/立方米

顶板拟定钢筋直径= 18毫米

每米涵身顶板采用钢筋根数= 6根

底板拟定钢筋直径= 20毫米

每米涵身底板采用钢筋根数= 5根

侧板拟定钢筋直径= 18毫米

每米涵身侧板采用钢筋根数= 5根

荷载基本资料：

土系数 K = 1.04

恒载产生竖直荷载p恒=17.46千牛/平方米恒载产生水平荷载ep1=.82千牛/平方米

恒载产生水平荷载ep2=26.62千牛/平方米

汽车产生竖直荷载q汽=583.33千牛/平方米

汽车产生水平荷载eq汽=15.66千牛/平方米

计算过程

重要说明：

角点(1)为箱涵左下角,角点(2)为箱涵左上角,角点(3)为箱涵右上角,角点(4)为箱涵右下角

构件(1)为箱涵顶板,构件(2)为箱涵底板,构件(3)为箱涵左侧板,构件(4)为箱涵右侧板

1>经过箱涵框架内力计算并汇总,结果如下(单位为：千牛.米)：a种荷载(涵顶填土及自重)作用下：

涵洞四角节点弯矩和构件轴力：

MaA = MaB = MaC = MaD = -1 / (K + 1) * P * Lp^2 / 12 = -9.299244kN.m Na1 = Na2 = 0kN

Na3 = Na4 = P * Lp / 2 = 31.428kN

a种荷载(汽车荷载)作用下：

MaA = MaB = MaC = MaD = -1 / (K + 1) * M顶板端部 = -35.19036kN.m

Na1 = Na2 = 0kN

Na3 = Na4 = V顶板端部 = 91kN

b种荷载(侧向均布土压力)作用下：

涵洞四角节点弯矩和构件轴力：

MbA = MbB = MbC = MbD = -K / (K + 1) * P * hp^2 / 12 = -.474149kN.m Nb1 = Nb2 = P * Lp / 2 = 1.517kN

Nb3 = Nb4 = 0kN

c种荷载(侧向三角形土压力)作用下：

涵洞四角节点弯矩和构件轴力：

McA = McD = K *(3K + 8) / ((K + 1)*(K + 3)) * P * hp^2 / 60 = -8.210236kN.m

McB = McC = K *(2K + 7) / ((K + 1)*(K + 3)) * P * hp^2 / 60 = -6.708112kN.m

Nc1 = P * hp / 6 + (McA - McB) / hp = 15.50402kN

Nc2 = P * hp / 3 - (McA - McB) / hp = 32.22598kN

Nc3 = Nc4 = 0kN

d种荷载(侧向汽车压力)作用下：

涵洞四角节点弯矩和构件轴力：

MdA = -(K * (K + 3) / 6(K^2 + 4K +3) + (10K + 2) / (15K + 5)) * P * hp^2 / 4 = -36.76889kN.m

MdB = -(K * (K + 3) / 6(K^2 + 4K +3) - (5K + 3) / (15K + 5)) * P * hp^2 / 4 = 16.84294kN.m

MdC = -(K * (K + 3) / 6(K^2 + 4K +3) + (5K + 3) / (15K + 5)) * P * hp^2 / 4 = -25.90064kN.m

MdD = -(K * (K + 3) / 6(K^2 + 4K +3) - (10K + 2) / (15K + 5)) * P * hp^2 / 4 = 27.71119kN.m

Nd1 = (MdD - MdC) / hp = 14.48969kN

Nd2 = P * hp - (MdD - MdC) / hp = 43.46906kN

Nd3 = Nc4 = -(MdB - MdC) / Lp = -11.87322kN

角点(1)在恒载作用下的的总弯矩为：-17.98

角点(1)在汽车作用下的的总弯矩为：-71.96

角点(1)在混凝土收缩下的的弯矩为：39.76

角点(1)在温度变化下的的总弯矩为：39.76

构件(1)在恒载作用下的的总轴力为：17.02

构件(1)在汽车作用下的的总轴力为：14.49

构件(1)在混凝土收缩下的的轴力为：0

构件(1)在温度变化下的的总轴力为：0

角点(2)在恒载作用下的的总弯矩为：-16.48

角点(2)在汽车作用下的的总弯矩为：-18.35

角点(2)在混凝土收缩下的的弯矩为：-39.76

角点(2)在温度变化下的的总弯矩为：-39.76

构件(2)在恒载作用下的的总轴力为：33.74

构件(2)在汽车作用下的的总轴力为：43.47

构件(2)在混凝土收缩下的的轴力为：0

构件(2)在温度变化下的的总轴力为：0

角点(3)在恒载作用下的的总弯矩为：-16.48

角点(3)在汽车作用下的的总弯矩为：-61.09

角点(3)在混凝土收缩下的的弯矩为：-39.76

角点(3)在温度变化下的的总弯矩为：-39.76

构件(3)在恒载作用下的的总轴力为：31.43

构件(3)在汽车作用下的的总轴力为：79.13

构件(3)在混凝土收缩下的的轴力为：0

构件(3)在温度变化下的的总轴力为：0

角点(4)在恒载作用下的的总弯矩为：-17.98

角点(4)在汽车作用下的的总弯矩为：-7.48

角点(4)在混凝土收缩下的的弯矩为：39.76

角点(4)在温度变化下的的总弯矩为：39.76

构件(4)在恒载作用下的的总轴力为：31.43

构件(4)在汽车作用下的的总轴力为：102.87

构件(4)在混凝土收缩下的的轴力为：0

构件(4)在温度变化下的的总轴力为：0

2>荷载组合计算

角点(1) 正常使用极限状态效应组合短期组合(M恒 + 0.7 * M活) = -68.3551 角点(1) 正常使用极限状态效应组合长期组合(M恒 + 0.4 * M活) = -46.76733 角点(1) 承载能力极限状态 (1.2 * M恒 + 1.4 * M活) = -122.3233

角点(2) 正常使用极限状态效应组合短期组合(M恒 + 0.7 * M活) = -29.3247 角点(2) 正常使用极限状态效应组合长期组合(M恒 + 0.4 * M活) = -23.82047 角点(2) 承载能力极限状态 (1.2 * M恒 + 1.4 * M活) = -45.46419

角点(3) 正常使用极限状态效应组合短期组合(M恒 + 0.7 * M活) = -59.2452 角点(3) 正常使用极限状态效应组合长期组合(M恒 + 0.4 * M活) = -40.91791 角点(3) 承载能力极限状态 (1.2 * M恒 + 1.4 * M活) = -105.3052

角点(4) 正常使用极限状态效应组合短期组合(M恒 + 0.7 * M活) = -23.21905 角点(4) 正常使用极限状态效应组合长期组合(M恒 + 0.4 * M活) = -20.9753 角点(4) 承载能力极限状态 (1.2 * M恒 + 1.4 * M活) = -32.05119

构件(1) 正常使用极限状态效应组合短期组合(N恒 + 0.7 * N活) = 27.1638 构件(1) 正常使用极限状态效应组合长期组合(N恒 + 0.4 * N活) = 22.81689 构件(1) 承载能力极限状态 (1.2 * N恒 + 1.4 * N活) = 40.71078

构件(2) 正常使用极限状态效应组合短期组合(N恒 + 0.7 * N活) = 64.17131 构件(2) 正常使用极限状态效应组合长期组合(N恒 + 0.4 * N活) = 51.1306