拱涵计算书-6.0m-1m

拱圈计算书

一.设计资料

查《涵洞手册》附表3-14（P620页）得参数 φ0，sinφ0 ,cosφ0 R0 = L0/(2*sinφ0)

2.计算跨径 L = L0 + t*sinφ0

计算半径 R = L/(2*sinφ0)

计算矢高 f = R*(1-cosφ0)

三.荷载效应计算及组合

(一).恒载计算

1.恒载竖直压力

拱顶填土压力: q1 = γ1* H

拱脚与拱顶填土压力差 q2 = γ2*[ f+t/2-t/(2*cosφ0)]

拱圈自重力 q3 = qz = γ3*t

２.恒载水平压力

拱顶处： q4 = eq = γ1*H*tan2(45-φ/2)

(二).活载计算

1.汽车荷载竖直压力

ｐ汽 = ΣG/(a*b)

a = a1 + 2*H*tanφ

b = b1 + 2*H*tanφ

2.汽车荷载水平压力

ep汽 = p汽*tan2(45-φ/2)

(三).内力计算

1.弹性中心 查《涵洞手册》附表3-14（P620页）,得Ks

ys = Ks*R

Ic = b*t3/12

EI = 0.8*Ec*Ic

2.常变位 查《涵洞手册》附表3-15（P621页）,得k0,k1,k2,k3

δ11 = (k0*R)/EI

δ22 = R/EI*(k2*R2+k1*t2/12)

δ33 = (k3*R3)/EI

3.载变位 查《涵洞手册》附表3-15（P621页）

4.弹性中心处的赘余力 M0 = - Δ1p / δ11

H0 = - Δ2p / δ22

V0 = - Δ3p / δ33

5.外荷载在基本结构上产生的内力

6.恒载作用下的内力计算

拱顶截面 Md = M0 - H0 * ys

Hd = H0

Vd = V0

拱脚截面 Mj = M0 + H0 * (f - ys) + Mp

Hj = H0 + Hp

Vj = V0 + Vp

6.汽车荷载作用下的内力计算

1).全跨均布荷载，双侧水平力作用时

拱顶截面 Md = M0 - H0 * ys

Hd = H0

Vd = V0

拱脚截面 Mj = M0 + H0 * (f - ys) + Mp

Hj = H0 + Hp

Vj = V0 + Vp

2).半跨均布荷载，单侧水平力作用时

拱顶截面 Md = M0 - H0 * ys

Hd = H0

Vd = V0

左拱脚截面 Mj = M0 + H0 * (f - ys) + Mp - V0*L/2 Hj = H0 + Hp

Vj = V0 + Vp

右拱脚截面 Mj = M0 + H0 * (f - ys) + Mp + V0*L/2

Hj = H0 + Hp Vj = -V0 + Vp

(四).内力组合

1.恒载内力合计

2.汽车荷载内力合计

3.拱圈荷载内力组合

组合I: Sd = 1.1*[1.2*(1)+1.4*(2)]

Sd = 1.1*[1.2*(1)+1.4*(2)+1.4*(3)+0.8*1.4*(5)]

Sd = 1.1*[1.2*(1)+1.4*(2)+1.4*(4)+0.8*1.4*(6)]

组合II: Sd = [1.0*(1)+1.0*(2)] ------ 长期效应 Sd = [1.0*(1)+1.0*(2)] ------ 短期效应 Sd = [1.0*(1)+1.0*(2)+0.7*(3)+1.0*(5)] ------ 长期效应 Sd = [1.0*(1)+1.0*(2)+0.4*(3)+1.0*(5)] ------ 短期效应 Sd = [1.0*(1)+1.0*(2)+0.7*(4)+1.0*(6)] ------ 长期效应 Sd = [1.0*(1)+1.0*(2)+0.4*(4)+1.0*(6)] ------ 短期效应 组合II: Sd = [1.0*(1)+1.0*(2)]

Sd = [1.0*(1)+1.0*(2)+1.0*(3)+1.0*(5)]

Sd = [1.0*(1)+1.0*(2)+1.0*(4)+1.0*(6)]

四.拱圈截面强度验算

(一).按素砼构件计算(当填土较低时)

1.抗压强度验算

计算强度时, Nj ≤ Nu1 = α*A*Raj/γm (KN)计算稳定时, Nj ≤ Nu2 = φ*α*A*Raj/γm (KN) 拱圈计算长度 l0 = S = 2*R*φ0

式中 Nj ------ 计算纵向力;

A ------ 构件的截面面积, A = b*h;

Raj ------ 材料的抗压极限强度;

γm ------ 材料安全系数,γm = 2.31 ;

φ ------ 受压构件纵向弯曲系数;

φ = 1/{1+a*b*(b-3)*[1+1.33*(e0/h)2]}, a = 0.002 , b = l0/h α ------ 纵向力的偏心影响系数,

α = [1-(e0/y)m] / [1+(e0/rw)2]

y ------ 截面或换算截面重心至偏心方向截面边缘的距离, y = h/2 (m); rw ------ 在弯曲平面内截面(或换算截面)的回转半径;

rw = (I/A)1/2 = 31/2*h/6