排水箱涵结构计算
箱涵支架计算公式
箱涵支架计算公式在桥梁建设中,箱涵是一种常见的结构形式,它可以用来穿越河流、渠道或者道路等地方。
而箱涵支架则是箱涵建设中的重要组成部分,它起着支撑箱涵、分担箱涵自重和外载荷的作用。
因此,箱涵支架的设计和计算是非常重要的,它直接关系到箱涵的安全和稳定性。
在进行箱涵支架计算时,需要考虑多种因素,包括箱涵的尺寸、材料、荷载情况等。
为了保证计算的准确性,通常会采用一些公式和方法来进行计算。
下面将介绍一些常用的箱涵支架计算公式。
1. 箱涵支架的自重计算公式。
箱涵支架的自重是其最基本的荷载,通常可以通过以下公式来计算:自重 = 长度×宽度×高度×密度。
其中,长度、宽度和高度分别为箱涵支架的尺寸,密度为支架材料的密度。
这个公式可以简单地计算出箱涵支架的自重,为后续的荷载计算提供基础数据。
2. 箱涵支架的活载荷计算公式。
在实际使用中,箱涵支架还需要承受来自车辆、行人等活载荷。
活载荷的计算通常可以采用以下公式:活载荷 = 车辆荷载 + 行人荷载。
其中,车辆荷载可以根据设计标准和实际情况来确定,一般可以通过相关规范或者计算方法来获取;行人荷载则可以根据使用情况和人口密度等因素来估算。
3. 箱涵支架的风荷载计算公式。
在一些特殊情况下,箱涵支架还需要考虑风荷载的作用。
风荷载的计算可以采用以下公式:风荷载 = 风压×面积。
其中,风压可以根据设计标准和实际情况来确定,一般可以通过相关规范或者计算方法来获取;面积则是箱涵支架的有效受风面积。
4. 箱涵支架的地震荷载计算公式。
在地震地区,箱涵支架还需要考虑地震荷载的作用。
地震荷载的计算可以采用以下公式:地震荷载 = 质量×地震加速度。
其中,质量可以通过箱涵支架的自重和活载荷来确定,地震加速度则可以根据设计标准和实际情况来获取。
除了以上的基本荷载计算公式外,箱涵支架的计算还需要考虑一些特殊情况和因素,比如箱涵支架的变形、受力分布、支座设计等。
箱涵工程造价计算公式
箱涵工程造价计算公式在道路建设和水利工程中,箱涵工程是一种常见的结构,用于解决河流、渠道或道路交叉的问题。
箱涵工程的造价计算是工程项目的重要环节之一,它直接影响到工程的投资和预算。
因此,在进行箱涵工程造价计算时,需要综合考虑多种因素,并利用适当的公式进行计算。
一般来说,箱涵工程的造价计算公式包括以下几个方面:1. 材料成本。
箱涵工程所需的材料包括混凝土、钢筋、砂石等。
材料成本的计算通常包括材料的数量和价格两个方面。
在计算混凝土和钢筋的成本时,需要考虑到材料的用量和市场价格,通常可以使用以下公式进行计算:材料成本 = 材料用量×材料单价。
2. 人工成本。
箱涵工程的施工需要大量的人工,包括挖掘、浇筑、安装等环节。
人工成本的计算通常包括工人的工资和工时两个方面。
在计算人工成本时,需要考虑到工人的数量、工作时间和工资标准,通常可以使用以下公式进行计算:人工成本 = 工人数量×工作时间×单位工资。
3. 设备成本。
箱涵工程的施工还需要使用各种设备,包括挖掘机、起重机、混凝土搅拌机等。
设备成本的计算通常包括设备的租赁费用和使用时间两个方面。
在计算设备成本时,需要考虑到设备的种类、使用时间和租赁费用,通常可以使用以下公式进行计算:设备成本 = 设备数量×使用时间×租赁费用。
4. 管理费用。
箱涵工程的施工还需要支付各种管理费用,包括施工管理、质量检测、安全监控等方面的费用。
管理费用的计算通常包括管理人员的工资和管理费用的比例两个方面。
在计算管理费用时,需要考虑到管理人员的数量、工资水平和管理费用的比例,通常可以使用以下公式进行计算:管理费用 = 管理人员数量×工资水平 + 工程造价×管理费用比例。
5. 利润。
在箱涵工程的造价计算中,还需要考虑到施工单位的利润。
利润通常按照工程造价的一定比例来计算,通常可以使用以下公式进行计算:利润 = 工程造价×利润比例。
箱涵设计计算
)203(45h)tg(H e 21p2-+γ=箱涵结构计算一、设计资料净跨径L 0为4.5m ,净高位2m ,箱涵填土高H 为0.7m ,土的摩擦角ϕ为30,土的容重γ1=19KN/m ³,设箱涵采用C20砼和HRB335钢筋。
二、设计计算(一)截面尺寸拟定(见图1) 顶板、底板厚度δ=40cm (C 1=15cm )侧墙厚度 t=36cm (C 2=15cm ) 故 L p =L 0+t=4.5+0.36=4.86mh p =h o +δ=2.0+0.4=2.4m(二)荷载计算 1.恒载 恒载竖向压力 P =γ1 H+γ2δ=19×0.7+25×0.4 = 23.2 KN/㎡恒载水平压力 顶板处=19×0.7×tg ²30º =4.43 KN/㎡底板处:=19 ×(0.7+2.8)×tg ²30)203(45h)tg(H e 21p2-+γ==22.16 KN/㎡2.活载公里-Ⅱ级车辆荷载由《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)第4.3.4条计算 一个汽车后轮横向分布宽>1.32m 0.62+0.7tg30°=0.704m <1.82m故,两列车相邻车轴有荷载重叠,应按如下计算横向分布宽度a=(0.62+0.7tg30°)×2+1.3=2.708 m同理,纵向:0.22+0.7tg30°=0.504<1.4/2m 故b=(0.22+ 0.7tg30°)×2=1.008m车辆荷载垂直压力q 车= 1402.708×1.008㎡车辆荷载水平压力e 车=51.29tg ²30°=17.10 KN/㎡三、 内力计算 1 .构件刚度比677.086.44.236.011214.01121Ie 22121p1=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=pL h I2 .节点弯矩和轴向力计算 (1)α种荷载作用下(图2) 涵洞四角节和弯矩:M aA =M aB =M aC =M aD = - 1K+1 · PLp²12N a1=N a2=0 N a3= N a4= PLp2恒载(p=P )M aA = -10.677+1 · 23.3×4.86²12 = -27.351 KN ·mN a3= 23.3×4.862 = 56.62KN车辆荷载(p=q 车)M aA = -10.677+1 · 51.29×4.86²12 = 60.56 KN ·mN a3= 51.29×4.862 = 124.63KN(2)b 种荷载作用下(图3) M aA =M aB =M aC =M aD = - K K+1 · Php²12N b1=N b2= Php2N a3= N a4=0恒载(p=eP1)M bA = - 0.6770.677+1 ·4.43×2.4²12 =-0.858 KN ·mN b1= 4.43×2.42 =5.316KN(3)C 种荷载作用下(图4)60Ph )3K )(1K ()8K 3(K M M 2p cD cA ∙+++-==60Ph )3K )(1K ()7K 2(K M M 2p cC cB ∙+++-==pcBcA p1h M M 6Ph Nc -+=pcBcA p2h M M 3Ph Nc --=恒载(p=ep2-ep1=22.16-4.43=17.73 KN )604.273.17)3677.0)(1677.0()8677.03(677.0M M 2cD cA ⨯⨯+++⨯-=== -1.875 KN ·m604.273.17)3677.0)(1677.0()7677.02(677.0M M 2cC cB ⨯⨯+++⨯-=== -1.561 KN ·mKN96.64.2561.1875.164.273.17Nc 1=+-+⨯=KN315.144.2561.1875.134.273.17Nc 2=+--⨯=(4)d 种荷载作用下(图5)4Ph ]5K 152K 10)3K 4K (6)3K (K [M 2p2dA ⋅++++++-=4Ph ]5K 153K 5)3K 4K(6)3K (K [M 2p2dB ⋅++-+++-=4Ph ]5K 153K 5)3K 4K(6)3K (K [M 2p2dC ⋅++++++-=4Ph ]5K 152K 10)3K 4K(6)3K (K [M 2p2dA ⋅++-+++-=pDCdD d1h M M N -=pDCdD pd2h M M Ph N -=-车辆荷载(P=e 车=17.10 KN/m ²)0673.05677.0153677.05)3677.04677.0(6)3677.0(677.05K 153K 5)3K 4K(6)3K (K 22=+⨯+⨯++⨯++=++++++5797.05677.0152677.0105K 152K 10=+⨯+⨯=++4213.05677.0153677.055K 153K 5=+⨯+⨯=++mKN 932.1544.210.17)5297.00673.0(M 2dA ⋅-=⨯⨯+-=mKN 717.844.210.17)4213.00673.0(M 2dB ⋅=⨯⨯--=mKN 113.2544.210.17)4213.00673.0(M 2dC ⋅-=⨯⨯+-=mKN 617.1244.210.17)5297.00673.0(M 2dA ⋅=⨯⨯--=KN72.154.2113.25617.12N d1=+=KN32.2572.154.210.17N d2=-⨯=pCdB d4d3h MdM N N --==KN96.686.4113.25717.8N N d4d3-=+-==(5)节点弯矩和和轴力计算汇总表(6)荷载效应组合。
箱涵设计计算精选全文完整版
)203(45h)tg (H e 21p2-+γ=可编辑修改精选全文完整版箱涵结构计算一、设计资料净跨径L 0为4.5m ,净高位2m ,箱涵填土高H 为0.7m ,土的摩擦角ϕ为30,土的容重γ1=19KN/m ³,设箱涵采用C20砼和HRB335钢筋。
二、设计计算(一)截面尺寸拟定(见图1) 顶板、底板厚度δ=40cm (C 1=15cm )侧墙厚度 t=36cm (C 2=15cm ) 故 L p =L 0+t=4.5+0.36=4.86mh p =h o +δ=2.0+0.4=2.4m(二)荷载计算 1.恒载 恒载竖向压力P =γ1 H+γ2δ=19×0.7+25×0.4 = 23.2 KN/㎡ 恒载水平压力 顶板处=19×0.7×tg ²30º=4.43 KN/㎡底板处:=19 ×(0.7+2.8)×tg ²30 =22.16 KN/㎡2.活载公里-Ⅱ级车辆荷载由《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)第4.3.4条计算 一个汽车后轮横向分布宽>1.32m 0.62+0.7tg30°=0.704m <1.82m 故,两列车相邻车轴有荷载重叠,应按如下计算横向分布宽度a=(0.62+0.7tg30°)×2+1.3=2.708 m 同理,纵向:0.22+0.7tg30°=0.504<1.4/2m 故b=(0.22+ 0.7tg30°)×2=1.008m车辆荷载垂直压力q 车= 1402.708×1.008= 51.29 KN/㎡车辆荷载水平压力e 车=51.29tg ²30°=17.10 KN/㎡ )203(45h)tg (H e 21p2-+γ=三、 内力计算 1 .构件刚度比677.086.44.236.011214.01121I e 22121p1=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=p L h I2 .节点弯矩和轴向力计算 (1)α种荷载作用下(图2) 涵洞四角节和弯矩: M aA =M aB =M aC =M aD = - 1K+1 · PLp²12N a1=N a2=0 N a3= N a4= PLp2恒载(p=P )M aA = -10.677+1 · 23.3×4.86²12 = -27.351 KN ·mN a3= 23.3×4.862 = 56.62KN车辆荷载(p=q 车)M aA = -10.677+1 · 51.29×4.86²12 = 60.56 KN ·mN a3= 51.29×4.862 = 124.63KN(2)b 种荷载作用下(图3) M aA =M aB =M aC =M aD = -K K+1 · Php²12N b1=N b2= Php2N a3= N a4=0 恒载(p=eP1) M bA = -0.6770.677+1 ·4.43×2.4²12=-0.858 KN ·mN b1= 4.43×2.42 =5.316KN(3)C 种荷载作用下(图4)60Ph )3K )(1K ()8K 3(K M M 2p cD cA •+++-== 60Ph )3K )(1K ()7K 2(K M M 2p cC cB •+++-== p cBcA p 1h M M 6Ph Nc -+=pcBcA p 2h M M 3Ph Nc --=恒载(p=ep2-ep1=22.16-4.43=17.73 KN )604.273.17)3677.0)(1677.0()8677.03(677.0M M 2cD cA ⨯⨯+++⨯-== = -1.875 KN ·m604.273.17)3677.0)(1677.0()7677.02(677.0M M 2cC cB ⨯⨯+++⨯-== = -1.561 KN ·mKN 96.64.2561.1875.164.273.17Nc 1=+-+⨯=KN 315.144.2561.1875.134.273.17Nc 2=+--⨯=(4)d 种荷载作用下(图5)4Ph ]5K 152K 10)3K 4K (6)3K (K [M 2p 2dA ⋅++++++-= 4Ph ]5K 153K 5)3K 4K (6)3K (K [M 2p 2dB ⋅++-+++-= 4Ph ]5K 153K 5)3K 4K (6)3K (K [M 2p 2dC ⋅++++++-= 4Ph ]5K 152K 10)3K 4K (6)3K (K [M 2p 2dA⋅++-+++-= pDCdD d1h M M N -=pDCdD p d2h M M Ph N -=-车辆荷载(P=e 车=17.10 KN/m ²)0673.05677.0153677.05)3677.04677.0(6)3677.0(677.05K 153K 5)3K 4K (6)3K (K 22=+⨯+⨯++⨯++=++++++5797.05677.0152677.0105K 152K 10=+⨯+⨯=++4213.05677.0153677.055K 153K 5=+⨯+⨯=++m KN 932.1544.210.17)5297.00673.0(M 2dA ⋅-=⨯⨯+-=m KN 717.844.210.17)4213.00673.0(M 2dB ⋅=⨯⨯--=m KN 113.2544.210.17)4213.00673.0(M 2dC ⋅-=⨯⨯+-=pCdB d4d3h M d M N N --==m KN 617.1244.210.17)5297.00673.0(M 2dA ⋅=⨯⨯--=KN 72.154.2113.25617.12N d1=+=KN 32.2572.154.210.17N d2=-⨯=KN 96.686.4113.25717.8N N d4d3-=+-==(5)节点弯矩和和轴力计算汇总表(6)荷载效应组合。
预制箱涵模板面积计算公式
预制箱涵模板面积计算公式在道路建设和水利工程中,箱涵是一种常见的建筑结构,用于通水、排水或者桥梁支撑。
预制箱涵是指在工厂中预制好的箱涵构件,然后运输到现场进行拼装。
在设计和施工预制箱涵时,计算箱涵模板面积是非常重要的一步。
本文将介绍预制箱涵模板面积的计算公式及其应用。
预制箱涵模板面积计算公式如下:模板面积 = (底板长+顶板长) (底板宽+顶板宽) + 2 (底板长底板宽 + 顶板长顶板宽) + 2 (侧板长侧板宽)。
其中,底板长和底板宽分别为箱涵底部的长和宽,顶板长和顶板宽分别为箱涵顶部的长和宽,侧板长和侧板宽分别为箱涵侧面的长和宽。
在使用这个公式时,需要根据实际情况测量箱涵各个部分的尺寸,然后代入公式进行计算。
这个公式可以帮助工程师准确地计算预制箱涵的模板面积,从而指导后续的施工工作。
预制箱涵模板面积的计算对于工程设计和施工具有重要意义。
首先,箱涵模板面积的准确计算可以帮助工程师确定所需的材料和构件数量,从而为采购和生产提供依据。
其次,模板面积的计算也是施工进度和成本控制的重要依据。
通过准确计算模板面积,可以避免材料浪费和施工延误,提高工程的效率和质量。
除了计算模板面积,预制箱涵的设计和施工还需要考虑许多其他因素。
首先,箱涵的承载能力和稳定性是设计的重点。
工程师需要根据实际情况确定箱涵的尺寸和材料,以确保其能够承受预期的荷载和环境影响。
其次,施工过程中的安全性和质量控制也是非常重要的。
预制箱涵的拼装和安装需要严格遵守相关的规范和标准,以确保工程的安全和可靠性。
在实际工程中,预制箱涵模板面积的计算和应用也可能会遇到一些挑战和问题。
首先,箱涵的形状和尺寸可能会比较复杂,需要进行精确的测量和计算。
其次,箱涵的材料和构造也会影响模板面积的计算。
例如,如果箱涵采用了特殊的材料或结构,可能需要进行额外的计算和分析。
为了解决这些问题,工程师可以借助计算机辅助设计软件和模拟分析工具。
这些工具可以帮助工程师快速准确地计算箱涵的模板面积,并进行相关的分析和优化。
箱涵结构计算书
L p 图1-1一、设计资料(一)概况:***道路工程经过水库溢洪道处设置箱涵,箱涵净跨L 0=8.0米,净高h 0=10.5米,路基红线范围内长49米,箱涵顶最大填土厚度H=3、6米,填土的内摩擦角φ为24°,土体密度γ1=20、2KN/m 3,设箱涵采用C25混凝土(f cd =11、5MPa)与HRB335钢筋(f sd =280MPa)。
桥涵设计荷载为城-A 级,用车辆荷载加载验算。
结构安全等级二级,结构重要性系数γ0=1、0。
地基为泥质粉砂岩,[σ0]=380kPa,本计算书主要内容为结构设计与地基应力验算。
(二)依据及规范 1、《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ77-98) 2、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004) 3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004) 4、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)二、设计计算(一)截面尺寸拟定(见图1-1) 箱涵过流断面尺寸由水利部门提供,拟定顶板、底板厚度δ=100cm(C 1=50cm) 侧墙厚度 t =100cm (C 2=50cm)故 L P =L 0+t=8+1=9mh p =h 0+δ=10、5+1=11.5m (二)荷载计算1、恒载恒载竖向压力P =γ1H+γ2δ=20、2×3、6+25×1=97、72kN/m 2恒载水平压力顶板处: e p1=γ1Htan 2(45o -φ/2)=20、2×3、6×tan 2(45o -24o /2)=30、67 kN/m 2底板处:e p2=γ1(H +h)tan 2(45o -φ/2)=20、2×(3、6+12、5)×tan 2(45o -24o /2) =137、15kN/m 2 2、活载城-A 级车辆荷载轴重按《城市桥梁设计荷载标准》4.1.3条确定,参照《公 路桥涵设计通用规范》第4.3.4条2款,计算涵洞顶车辆荷载引起的竖向土压力,车轮扩散角30o。
1孔(5-2.5)m箱涵计算书
1-(5-2.5)m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= K1+384.00箱涵净跨径= 5米箱涵净高= 2.5米箱涵顶板厚= .4米箱涵侧板厚= .4米板顶填土高= .27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= .3米竖直角点加厚= .3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= 35度基底允许应力= 250千牛/立方米顶板拟定钢筋直径= 20毫米每米涵身顶板采用钢筋根数= 11根底板拟定钢筋直径= 20毫米每米涵身底板采用钢筋根数= 11根侧板拟定钢筋直径= 20毫米每米涵身侧板采用钢筋根数= 6根荷载基本资料:土系数 K = 1.04恒载产生竖直荷载p恒=17.55千牛/平方米恒载产生水平荷载ep1=1.99千牛/平方米恒载产生水平荷载ep2=18.09千牛/平方米汽车产生竖直荷载q汽=150.02千牛/平方米汽车产生水平荷载eq汽=18.4千牛/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 = -27.75287kN.mNa1 = Na2 = 0kNNa3 = Na4 = P * Lp / 2 = 47.39688kNa种荷载(汽车荷载)作用下:MaA = MaB = MaC = MaD = -1 / (K + 1) * M顶板端部 = -40.01875kN.mNa1 = Na2 = 0kNNa3 = Na4 = V顶板端部 = 91kNb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 = -.488389kN.mNb1 = Nb2 = P * Lp / 2 = 2.892006kNNb3 = Nb4 = 0kNc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 = -2.142094kN.m McB = McC = K *(2K + 7) / ((K + 1)*(K + 3)) * P * hp^2 / 60 = -1.799524kN.m Nc1 = P * hp / 6 + (McA - McB) / hp = 7.661997kNNc2 = P * hp / 3 - (McA - McB) / hp = 15.67838kNNc3 = Nc4 = 0kNd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 = -24.09762kN.mMdB = -(K * (K + 3) / 6(K^2 + 4K +3) - (5K + 3) / (15K + 5)) * P * hp^2 / 4 = 14.59651kN.mMdC = -(K * (K + 3) / 6(K^2 + 4K +3) + (5K + 3) / (15K + 5)) * P * hp^2 / 4 = -19.10306kN.mMdD = -(K * (K + 3) / 6(K^2 + 4K +3) - (10K + 2) / (15K + 5)) * P * hp^2 / 4 = 19.59108kN.mNd1 = (MdD - MdC) / hp = 13.3428kNNd2 = P * hp - (MdD - MdC) / hp = 40.02841kNNd3 = Nc4 = -(MdB - MdC) / Lp = -6.240662kN角点(1)在恒载作用下的的总弯矩为:-30.38角点(1)在汽车作用下的的总弯矩为:-64.12角点(1)在混凝土收缩下的的弯矩为:28.77角点(1)在温度变化下的的总弯矩为:28.77构件(1)在恒载作用下的的总轴力为:10.55构件(1)在汽车作用下的的总轴力为:13.34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:-30.04角点(2)在汽车作用下的的总弯矩为:-25.42角点(2)在混凝土收缩下的的弯矩为:-28.77角点(2)在温度变化下的的总弯矩为:-28.77构件(2)在恒载作用下的的总轴力为:18.57构件(2)在汽车作用下的的总轴力为:40.03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:-30.04角点(3)在汽车作用下的的总弯矩为:-59.12角点(3)在混凝土收缩下的的弯矩为:-28.77角点(3)在温度变化下的的总弯矩为:-28.77构件(3)在恒载作用下的的总轴力为:47.4构件(3)在汽车作用下的的总轴力为:84.76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:-30.38角点(4)在汽车作用下的的总弯矩为:-20.43角点(4)在混凝土收缩下的的弯矩为:28.77角点(4)在温度变化下的的总弯矩为:28.77构件(4)在恒载作用下的的总轴力为:47.4构件(4)在汽车作用下的的总轴力为:97.24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:02>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) = -75.26482 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) = -56.02991 角点(1) 承载能力极限状态 (1.2 * M恒 + 1.4 * M活) = -126.223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) = -47.83635 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) = -40.20968 角点(2) 承载能力极限状态 (1.2 * M恒 + 1.4 * M活) = -71.64008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) = -71.42605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) = -53.68951角点(3) 承载能力极限状态 (1.2 * M恒 + 1.4 * M活) = -118.8195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) = -44.68273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) = -38.55442角点(4) 承载能力极限状态 (1.2 * M恒 + 1.4 * M活) = -65.05877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) = 19.89397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) = 15.89112构件(1) 承载能力极限状态 (1.2 * N恒 + 1.4 * N活) = 31.34473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) = 46.59027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) = 34.58175构件(2) 承载能力极限状态 (1.2 * N恒 + 1.4 * N活) = 78.32423构件(3) 正常使用极限状态效应组合短期组合(N恒 + 0.7 * N活) = 106.7284构件(3) 正常使用极限状态效应组合长期组合(N恒 + 0.4 * N活) = 81.30061构件(3) 承载能力极限状态 (1.2 * N恒 + 1.4 * N活) = 175.5393构件(4) 正常使用极限状态效应组合短期组合(N恒 + 0.7 * N活) = 115.4653构件(4) 正常使用极限状态效应组合长期组合(N恒 + 0.4 * N活) = 86.29314构件(4) 承载能力极限状态 (1.2 * N恒 + 1.4 * N活) = 193.01323>将箱涵框架分解为四根独立构件,求其跨中内力并进行效应组合。
4孔箱涵结构手算
K0+402箱涵荷载计算关于断面孔径确定已知:水深h=1.9m,设计过水流量Q=6.0m3/s,原有干渠过水面积w=12.475m21)如按平均流速v=Q/w=6/12.475=0.48m/s2)底坡i=v2/(c2*R)=(n*v/R2/3)^2,n=0.016水力半径R=w/ρ=面积/湿周=12.475/11.413=1.093m底坡i=(0.016*0.48/1.093^0.6667)^2=0.00005243)按面积等代设计涵洞断面。
4)根据汽车荷载传至涵洞顶板覆土深度计算要求,选择合适的覆土高度。
一.顶板按连续梁计算,不计水平压力(不计轴向压力)1.恒载竖直压力覆土120厚,p1=γ土*h=20KN/m3*0.12=2.4KN/m2涵顶板自重,t=450厚,p2=γ砼*t=26.0 KN/m3*0.45=11.7 KN/m2(程序算)恒载竖直压力∑=p1+p2=2.4+11.7=14.1KN/m22.活载按<涵洞>P561(说明:汽车荷载按规范车辆布置,以45度角(覆土小于500mm)反射分布至箱顶,计算活荷载传到箱后的压力强度qB=(1+μ)∑P/(a*b),a-活荷载横向分布长度,b-活荷载纵向分布长度,(1+μ)为冲击系数,覆土小于0.5m时按1.3计入)汽-20重车后轮着地宽0.6m,长0.2m,填土厚0.12m,则:1)横向分布宽度a0.6/2+0.12*tan45=0.42m<1.3/2=0.65, 且<1.8/2=0.9,横向分布宽度仅考虑汽车的后轮,则a=(0.6/2+0.12*tan45)*2=0.84m2)纵向分布长度b0.2/2+0.12*tan45=0.22m<4.0/2=2.0, 且<1.4/2=0.7,纵向仅考虑汽车后轮,则b=(0.2/2+0.12*tan45)*2=0.44m则:qB=(1+μ)∑P/(a*b)=1.3*60KN/(0.84*0.44)=211.0KN/m2;3.顶板按连续梁计算弯矩图(考虑横活分项系数)二.侧墙按受(压)弯构件计算1.按梯形荷载计算按静止土压力系数取K=0.5P1=K*20*0.12=0.5*2.4=1.2KN/m2P2=K*20*(0.12+2.7)=28.2KN/m2按两端固端单向板(纵向1m)计算侧墙:M A=-6.83KN-m,M B=-9.91(按10KN-m) KN-m,M中=4.29KN-m三.节点M分配:1)横梁线刚度i1=E*I1/L1,侧墙线刚度i2=E*I2/L2,远端均为固端,转动刚度S AC=4*i1, S AB= 4*i2,分配系数计算如下:S AC/ S AB=(4*i1/4*i2)=((b1*h1^3/12)/L1)/ ((b2*h2^3/12)/L2),b1=b2=沿纵向单位长度。
排水箱涵覆土荷载计算公式
排水箱涵覆土荷载计算公式在土木工程中,排水箱涵是一种常见的桥梁结构,它通常用于在道路或铁路上跨越河流、沟渠或其他地形障碍物。
为了保证排水箱涵的安全和稳定,需要对其受到的荷载进行合理的计算和分析。
其中,涵盖土的荷载是一个重要的计算参数,本文将介绍排水箱涵覆土荷载的计算公式。
排水箱涵覆土荷载计算公式的推导基于土力学和结构力学的基本原理,主要考虑了土体的重力和压力对排水箱涵的影响。
在进行荷载计算时,需要考虑涵顶覆土的重力荷载、水平土压力和垂直土压力等因素。
下面将分别介绍这些因素的计算方法。
1. 涵顶覆土的重力荷载。
涵顶覆土的重力荷载是指由于土体自身重力而对排水箱涵施加的荷载。
其计算公式如下:G = γ H B。
其中,G表示涵顶覆土的重力荷载,γ表示土体的单位重,H表示涵顶到土面的垂直距离,B表示涵顶的宽度。
这个公式是根据土体的重力和涵顶的几何形状来计算的。
2. 水平土压力。
涵顶覆土在受到外部荷载作用时,会产生水平方向的土压力。
水平土压力的计算公式如下:P_h = 1/2 γ H^2 K_h。
其中,P_h表示水平土压力,γ表示土体的单位重,H表示涵顶到土面的垂直距离,K_h表示土的水平土压力系数。
水平土压力系数是根据土体的内摩擦角和土的侧压系数来确定的。
3. 垂直土压力。
涵顶覆土还会受到来自土体自身重力的垂直土压力。
垂直土压力的计算公式如下:P_v = 1/2 γ H^2 K_v。
其中,P_v表示垂直土压力,γ表示土体的单位重,H表示涵顶到土面的垂直距离,K_v表示土的垂直土压力系数。
垂直土压力系数也是根据土体的内摩擦角和土的侧压系数来确定的。
综合考虑上述因素,排水箱涵覆土的总荷载可以表示为:P_total = G + P_h + P_v。
通过上述公式的计算,可以得到排水箱涵覆土的总荷载。
在实际工程中,还需要考虑其他因素如排水箱涵的结构形式、土体的力学性质等,以综合评估排水箱涵的安全性和稳定性。
总结。
排水箱涵覆土荷载的计算是土木工程中重要的一部分,它直接影响着排水箱涵的设计和施工。
箱涵结构和配筋计算
箱涵结构和配筋计算1、孔径及净空净跨径L 0 = 1.9m 净⾼h 0 =2m孔数m=12、设计安全等级⼆级结构重要性系数r 0 = 1.03、汽车荷载荷载等级公路 —Ⅱ级4、填⼟情况涵顶填⼟⾼度H =7.3m ⼟的内摩擦⾓Φ =30°填⼟容重γ1 =19kN/m 3地基容许承载⼒[σ0] =300kPa5、建筑材料普通钢筋种类HRB400主钢筋直径25mm 钢筋抗拉强度设计值f sd =330MPa涵⾝混凝⼟强度等级C 25涵⾝混凝⼟抗压强度设计值f cd =11.5MPa 涵⾝混凝⼟抗拉强度设计值f td = 1.23MPa 钢筋混凝⼟重⼒密度γ2 =25kN/m 3基础混凝⼟强度等级C 20混凝⼟重⼒密度γ3 =23.5kN/m 3(⼀)截⾯尺⼨拟定 (见图L-01)顶板、底板厚度δ =0.5m C 1 =0.5m钢筋混凝⼟箱涵结构设计⼀、设计资料⼆、设计计算侧墙厚度t =0.6m C 2 =0.6m 横梁计算跨径L P = L 0+t = 2.5m L = 3L 0+4t =8.1m 侧墙计算⾼度h P = h 0+δ = 2.5m h = h 0+2δ =3m 基础襟边 c =0m 基础⾼度 d =0m 基础宽度 B =8.1m(⼆)荷载计算1、恒载恒载竖向压⼒p 恒 = γ1H+γ2δ =151.20kN/m 2恒载⽔平压⼒顶板处e P1 = γ1Htan 2(45°-φ/2) =46.23kN/m 2图 L-01底板处e P2 = γ1(H+h)tan 2(45°-φ/3) =65.23kN/m 22、活载汽车后轮着地宽度0.6m,由《公路桥涵设计通⽤规范》(JTG D60—2004)第4.3.4条规定,按30°⾓向下分布。
⼀个汽车后轮横向分布宽>1.3/2m >1.8/2m故横向分布宽度a = 1.8+1.3 =3.100m同理,纵向,汽车后轮着地长度0.2m0.2/2+Htan30°= 4.315 m >1.4/2m故b = 1.400m ∑G =140kN 车辆荷载垂直压⼒q 车 = ∑G/(a3b) =32.26kN/m 2车辆荷载⽔平压⼒e 车 = q 车tan 2(45°-φ/2) =10.75kN/m 2(三)内⼒计算1、构件刚度⽐4.51 m0.6/2+Htan30°=K = (I1/I2)3(h P/L P) =0.58u=2K+1= 2.162、节点弯矩和轴向⼒计算(1)a种荷载作⽤下 (图L-02)涵洞四⾓节点弯矩M aA = M aC = M aE = M aF =-1/u2pL P2/12M BA = M BE = M DC = M DF =-(3K+1)/u2pL P2/12 M BD = M DB =0横梁内法向⼒N a1 = N a2 = Na1' = Na2'=0侧墙内法向⼒N a3 = N a4 =(M BA-M aA+pL p2/2)/Lp Na5=-(N a3+N a4)恒载p = p恒 =151.20kN/m2M aA = M aC = M aE = M aF =-36.50kN2mM BA = M BE = M DC = M DF =-99.87kN2mN a3 = N a4 =163.65kNNa5=-327.30kN车辆荷载p = q车 =32.26kN/m2M aA = M aC = M aE = M aF =-7.79kN2m图 L-02M BA = M BE = M DC = M DF =-21.31kN2mN a3 = N a4 =34.91kNNa5=-69.83kN(2)b种荷载作⽤下 (图L-03)M bA = M bC = M bE = M bF =-K2ph P2/6uM BA = M BE = M DC = M DF =K2ph P2/12uM BD = M DB =0N b1 = N b2 = Nb1' = Nb2'=ph P/2N b3 = N b4 =(M BA-M bA)/L pN b5=-(N b3+N b4)恒载p = e P1 =46.23kN/m2M bA = M bC = M bE = M bF =-12.92kN2mM BA = M BE = M DC = M DF = 6.46kN2m图 L-03 N b1 = N b2 = N b1' = N b2'=57.79kNN b3 = N b4 =-7.75kNN b5=15.50kN(3)c种荷载作⽤下 (图L-04)Φ=20u(K+6)/K=490.51M cA = M cE =-(8K+59)2ph P2/6ΦM BA = M BE =(7K+31)2ph P2/6ΦM DC = M DF =(3K+29)2ph P2/6ΦM BD = M DB =0N c1 = N c1'=ph P/6+(M cC-M cA)/h P N c2 = N c2'=ph P/3-(M cC-M cA)/h P N c3 = N c4 =(M BA-M cA)/L pN c5 =-(N c3+N c4)恒载p = e P2-e P1 =19.00kN/m2M cA = M cE =-2.57kN2mM cC = M cF =-2.74kN2mM BA = M BE = 1.41kN2m图 L-04M DC = M DF = 1.24kN2mN c1 = N c1'=7.85kNN c2 = N c2'=15.90kNN c3 = N c4 = 1.59kNN c5 =-3.19kN(4)d种荷载作⽤下 (图L-05)Φ1=20(K+2)(6K2+6K+1)=334.28Φ2=u/K= 3.73Φ3=120K3+278K2+335K+63=373.22Φ4=120K3+529K2+382K+63=484.48Φ5=360K3+742K2+285K+27=510.20Φ6=120K3+611K2+558K+87=637.80 M dA =(-2/Φ2+Φ3/Φ1)2ph P2/4M dE =(-2/Φ2-Φ3/Φ1)2ph P2/4M dF =-(2/Φ2-Φ5/Φ1)2ph P2/24M BA =-(-2/Φ2+Φ4/Φ1)2ph P2/24M BE =-(-2/Φ2-Φ4/Φ1)2ph P2/24M DC =(1/Φ2+Φ6/Φ1)2ph P2/24M DF =(1/Φ2-Φ6/Φ1)2ph P2/24M BD =-Φ42ph P2/12Φ1M DB =Φ62ph P2/12Φ1N d1 =(M dC+ph P2/2-M dA)/h P图 L-05N d2 =ph p-N d1N d1' =(M dF-M dE)/h PN d2' =ph p-N d1'N d3 =(M BA+M BD-M dA)/L PN d4 =(M BE+M BD-M dE)/L PN d5 =-(N d3+N d4)车辆荷载p = e车 =10.75kN/m2M dA =9.74kN2mM dE =-27.77kN2mM dC =-5.78kN2mM dF = 2.77kN2mM BA =-5.56kN2mM BE = 2.56kN2mM DC = 6.09kN2mM DF =-4.59kN2mM BD =-8.12kN2mM DB =10.69kN2mN d1 =-19.65kNN d2 =46.53kNN d1' =0.09kNN d2' =26.80kNN d3 =-9.37kNN d4 =8.88kNN d5 =0.48kN(5)节点弯矩、轴⼒计算及荷载效应组合汇总表按《公路桥涵设计通⽤规范》(JTG D60—2004)第4.1.6条进⾏承载能⼒极限状态效应组合3、构件内⼒计算(跨中截⾯内⼒) (1)顶板1 (图L-06)x =L P/2P = 1.2p恒+1.4q车 =226.60kNN x = N1 =64.39kNM x = M A+N3x-Px2/2 =39.63kN2mV x = Px-N3 =59.73kN顶板1'x =L P/2P = 1.2p恒+1.4q车 =226.60kNN x = N1' =92.01kNM x = M E+N4x-Px2/2 =19.05kN2mV x = Px-N4 =34.17kN(2)底板2 (图L-07)ω1 =1.2p恒+1.4(q车+3e车H P2/4L P2) =237.89kN/m2ω2 =1.2p恒+1.4q车=226.60kN/m2x =L P/2N x = N2 =168.32kNM x =M C+N3x-ω22x2/2-5x3(ω1-ω2)/12L P =13.98kN2mV x =ω2x+3x2(ω1-ω2)/2L P-N3=70.31kN底板2'ω1 =1.2p恒+1.4q车=226.60kN/m2ω2 =1.2p恒+1.4(q车-3e车H P2/4L P2)=215.31kN/m2x =L P/2图 L-07图 L-06N x = N2' =140.69kNM x =M F+N4x-ω22x2/2-x3(ω1-ω2)/6L P =68.92kN2mV x =ω2x+x2(ω1-ω2)/2L P-N4=27.12kN(3)左侧墙 (图L-08)ω1 =1.4e P1+1.4e车=79.78kN/m2ω2 =1.4e P2+1.4e车106.38kN/m2x =h P/2N x = N3 =223.52kNM x =M A+N1x-ω12x2/2-x3(ω2-ω1)/6h P =-48.05kN2mV x =ω1x+x2(ω2-ω1)/2h P-N1=43.65kN(4)右侧墙 (图L-09)ω1 = 1.4e P1 =64.73kN/m2ω2 = 1.4e P2 =91.33kN/m2x =h P/2N x = N4=249.08kNM x =M E+N1'x-ω12x2/2-x3(ω2-ω1)/6h P =-54.28kN2mV x =ω1x+x2(ω2-ω1)/2h P-N1'=-2.79kN(5)中间墙 (图L-10)x =h P/2N x = N5=-472.60kNM x =M BD+(N1+N1')x=184.14kN2m 图 L-08图 L-09V x =-(N1+N1')图 L-10=-156.40kN(5)构件内⼒汇总表(四)截⾯设计1、顶板(A-B\B-E)钢筋按左、右对称,⽤最不利荷载计算。
水利箱涵模板计算公式
水利箱涵模板计算公式水利箱涵是指在河流、渠道、道路等地下交通隧道中,为了保护地面上的交通设施和人员安全,而采用的一种特殊的涵洞结构。
水利箱涵模板计算公式是用来计算箱涵结构设计参数的重要工具,它可以帮助工程师们在设计水利箱涵时,更准确地确定各种参数,以确保箱涵的结构安全和稳定性。
水利箱涵模板计算公式包括了许多参数,其中最重要的是箱涵的尺寸、材料强度、荷载和地基条件等。
在实际工程中,箱涵的尺寸通常是由设计要求和实际情况来确定的,因此箱涵模板计算公式主要用来确定箱涵的材料强度、荷载和地基条件等参数。
在水利箱涵模板计算公式中,最常用的参数包括箱涵的截面尺寸、材料强度、荷载和地基条件等。
箱涵的截面尺寸通常是由设计要求和实际情况来确定的,而材料强度则是指箱涵所采用的材料的抗压强度、抗拉强度和抗弯强度等。
荷载是指箱涵所承受的外部荷载,包括水压力、车辆荷载和地震荷载等,而地基条件则是指箱涵所处地基的土壤性质、承载力和变形特性等。
水利箱涵模板计算公式的具体内容包括以下几个方面:1. 箱涵的截面尺寸计算公式,箱涵的截面尺寸是箱涵设计的基础,它直接影响着箱涵的承载能力和稳定性。
箱涵的截面尺寸计算公式通常包括箱涵的宽度、高度、墙厚和顶板厚度等参数,这些参数可以通过箱涵的承载能力和稳定性要求来确定。
2. 箱涵的材料强度计算公式,箱涵的材料强度是指箱涵所采用的材料的抗压强度、抗拉强度和抗弯强度等参数。
箱涵的材料强度计算公式通常包括箱涵的材料属性、强度指标和设计要求等参数,这些参数可以通过箱涵的设计要求和实际情况来确定。
3. 箱涵的荷载计算公式,箱涵的荷载是指箱涵所承受的外部荷载,包括水压力、车辆荷载和地震荷载等。
箱涵的荷载计算公式通常包括箱涵的荷载类型、大小和作用位置等参数,这些参数可以通过箱涵的设计要求和实际情况来确定。
4. 箱涵的地基条件计算公式,箱涵的地基条件是指箱涵所处地基的土壤性质、承载力和变形特性等参数。
箱涵的地基条件计算公式通常包括箱涵的地基性质、承载力指标和变形特性要求等参数,这些参数可以通过地基勘察和试验数据来确定。
箱涵结构计算
箱涵结构计算---------------------------------------------------------------------- [ 计算简图 ]------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 计算条件 ]---------------------------------------------------------------------- [ 基本参数 ]规范标准:水工砼规范SL/T191-96承载能力极限状态?0: 1.0正常使用极限状态?0: 1.0设计状况系数: 1.00衬砌断面类型:矩形每段计算的分段数:10计算迭代次数:10抗力验证要求:高[ 衬砌参数 ]底板半宽: 0.750(m)底板厚度: 0.150(m)侧墙高度: 1.500(m)侧墙厚度: 0.150(m)顶板厚度: 0.150(m)衬砌的弹性模量: 23000.000(MPa)[ 荷载参数 ]顶部压力(侧):70.000(kN/m)顶部压力(中):70.000(kN/m)内水压力水头: 6.000(m)外水压力折减系数(?):0.400顶板灌浆压力:20.000(kPa)顶板灌浆压力作用起点距离:0.000(m)其它段灌浆压力:0.000(kPa)衬砌容重:24.000(kN/m3)[ 荷载组合参数 ]编号荷载名称是否计算分项系数1 衬砌自重√ 1.002 顶岩压力√ 1.003 底岩压力√ 1.004 侧岩压力√ 1.005 内水压力√ 1.006 外水压力√ 1.007 顶部灌浆压力√ 1.008 其余灌浆压力√ 1.00[ 配筋参数 ]对称配筋:是混凝土等级:C25纵筋等级:Ⅱ级(fy=310MPa,fyk=335MPa) 箍筋计算:计算箍筋等级:Ⅰ级(fy=210MPa,fyk=235MPa)箍筋间距:100(mm)配筋计算as:65(mm)配筋调整系数: 1.00裂缝计算:计算采用的荷载效应组合:短期效应组合最大裂缝宽度允许值:0.40(mm)单侧钢筋:12D20砼保护层厚度:50(mm)----------------------------------------------------------------------[ 计算结果 ]----------------------------------------------------------------------[ 内力配筋计算 ]----------------------------------------------------------------------计算结论:经过3次计算,达到各点设定抗力条件和法向位移一致!轴向力剪力弯矩切向位移法向位移转角围岩抗力单侧纵筋箍筋面积抗剪验算N Q M U V W As Av (kN) (kN) (kN.m) (mm) (mm) (度) (kPa) (mm^2) (mm^2)底板(从中心向左等分10段):0 40.725 0.000 15.328 0.000 119399.792 0.000 0.1 3045.6 178.6 满足1 40.725 4.185 15.171 0.000 119399.799 0.010 0.1 3015.2 178.6 满足2 40.725 8.370 14.701 0.002 119399.818 0.020 0.1 2924.1 178.6 满足3 40.725 12.555 13.916 0.003 119399.851 0.030 0.1 2772.2 178.6 满足4 40.725 16.740 12.817 0.004 119399.896 0.039 0.1 2559.6 178.6 满足5 40.725 20.925 11.405 0.004 119399.952 0.047 0.1 2286.2 178.6 满足6 40.725 25.110 9.679 0.005 119400.017 0.054 0.1 1952.1 178.6 满足7 40.725 29.295 7.638 0.006 119400.091 0.059 0.1 1557.2 178.6 满足8 40.725 33.480 5.284 0.007 119400.172 0.064 0.1 1101.6 178.6 满足9 40.725 37.665 2.616 0.008 119400.257 0.066 0.1 585.2 178.6 满足10 40.725 41.850 -0.365 0.009 119400.345 0.067 0.1 170.0178.6 满足侧墙(从下向上等分10段):0 -41.850 40.725 -0.365 -119400.345 0.004 0.067 0.0 170.0 64.5 满足1 -41.310 31.838 -5.805 -119400.347 0.175 0.063 0.0 1043.6 64.5 满足2 -40.770 23.175 -9.928 -119400.348 0.327 0.052 0.0 1842.6 64.5 满足3 -40.230 14.738 -12.769 -119400.350 0.445 0.037 0.0 2393.5 64.5 满足4 -39.690 6.525 -14.360 -119400.352 0.518 0.019 0.0 2702.6 64.5 满足5 -39.150 -1.462 -14.737 -119400.354 0.542 -0.001 0.0 2776.6 64.5 满足6 -38.610 -9.225 -13.933 -119400.355 0.515 -0.020 0.0 2622.0 64.5 满足7 -38.070 -16.762 -11.981 -119400.357 0.440 -0.037 0.0 2245.3 64.5 满足8 -37.530 -24.074 -8.916 -119400.359 0.324 -0.051 0.0 1653.0 64.5 满足9 -36.990 -31.162 -4.770 -119400.360 0.177 -0.060 0.0 851.7 64.5 满足10 -36.450 -38.024 0.422 -119400.362 0.013 -0.063 0.0 170.0 64.5 满足顶板(从左向中心等分10段):0 38.024 -36.450 0.422 -0.008 -119400.362 -0.063 0.0 170.0 178.6 满足1 38.024 -32.805 3.019 -0.007 -119400.444 -0.062 0.0 657.9 178.6 满足2 38.024 -29.160 5.342 -0.007 -119400.524 -0.059 0.0 1107.6 178.6 满足3 38.024 -25.515 7.393 -0.006 -119400.599 -0.055 0.0 1504.4 178.6 满足4 38.024 -21.870 9.170 -0.005 -119400.668 -0.050 0.0 1848.4 178.6 满足5 38.024 -18.225 10.673 -0.004 -119400.728 -0.043 0.0 2139.4 178.6 满足6 38.024 -14.580 11.903 -0.003 -119400.780 -0.036 0.0 2377.5 178.6 满足7 38.024 -10.935 12.860 -0.002 -119400.821 -0.027 0.0 2562.7 178.6 满足8 38.024 -7.290 13.544 -0.002 -119400.851 -0.018 0.0 2694.9178.6 满足9 38.024 -3.645 13.954 0.000 -119400.869 -0.009 0.0 2774.3 178.6 满足10 38.024 0.000 14.090 0.000 -119400.875 0.000 0.0 2800.8 178.6 满足----------------------------------------------------------------------[ 配筋结果 ]衬砌内侧纵筋最大面积As = 3045.6mm^2,外侧纵筋最大面积As1 = 3045.6mm^2;纵筋面积总和As = 6091.2mm^2。
4×4箱涵计算书
箱涵计算书一、基本设计资料及验算标准1、结构形式:4m(净长)x4m(净高)箱涵。
2、荷载标准:公路-Ⅰ级,人群荷载。
3、材料选用:(1)主箱混凝土强度等级:C30。
(2)钢筋:HRB400。
4、结构重要性系数:0.10 r 5、环境类别:Ⅰ类 6、相对湿度:80%。
二、设计规范及计算软件1、设计规范《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60-2004) 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62-2004) 《公路桥涵地基与基础设计规范》 (JTJD63-2007) 《公路桥涵施工技术规范》 (JTG/T F50-2011) 2、计算软件及计算理论采用桥梁博士3.2有限元计算软件计算,按弹性地基上的二维框架体系计算。
计算考虑顶板考虑覆土压力,车道及顶板后浇时降温收缩应力;侧墙考虑静土压力、动土压力(活载换算等代均布土层厚度压力);底板考虑弹性地基支撑作用,并考虑地基变形对结构的影响。
三、主要计算参数取值1、荷载类型计算荷载类型2、设计荷载1)覆土厚度3.0 m,顶板覆土压力:71.2 kN/m。
2)侧墙土压力:按静土压力考虑,水位以上按天然重度γ=19,侧压系数ζ=0.3。
侧墙压力为梯形压力线q1=20.6kpa q2=45.82kpa。
3)汽车活载:汽车荷载通过覆土间接传递给底板,这里偏保守取车道荷载分项系数0.2,支架施加在顶板上,不考虑冲击系数。
4)顶板收缩:按降温20°考虑。
5)混凝土收缩徐变:混凝土徐变加载龄期为7天,终极龄期为3650天。
6)侧墙活载土压力,活载等代土层厚度取1m。
3、荷载组合按现行《公路桥涵设计通用规范》规定进行组合。
四、建立有限元模型1.计算模型模型截取100cm长箱涵,按照平面框构建立模型,顶板厚度45cm,底板厚度45cm,侧墙厚40cm。
图1.结构离散图23.边界条件底板全部采用只受压土弹簧模型,基底刚度为71200KN/m2,为避免结构机动,6与7号单元j节点约束X向自由度。
浅析出水盖板箱涵结构设计
浅析出水盖板箱涵结构设计涵洞是过水构筑物,盖板箱涵是涵洞的一种结构形式,在大型输水工程中,盖板箱涵的使用非常广泛。
结合工程实例,进行了出水盖板箱涵的内力分析、结构计算及配筋计算,并对箱涵稳定性进行论证,突出了其输水功能,结果对其它类似工程设计具有参考意义。
标签:盖板箱涵;结构设计;内力;配筋1 概况本项目来源孝感市应急供水工程,该工程通过筑坝拦水、泵站引水和管道输水达到应急供水目的。
项目地处江汉平原,设计流量3.5 m?/s,采用3机一管出水方式,管道内径1.6m,钢筒钢筋混凝土材料,泵站最高扬程45.25m,设计扬程44.80m,管道进口高程26.75m,管道最高点高程61m,箱涵底部高程53.82m。
出水箱涵的作用是连接泵站输水管出口与总干渠的联接建筑物,还承担公路交通运输作用。
当箱涵出口水流以较大流速射入池内时,要保证流速迅速扩散,能量大部分消除,从而减小对渠道的冲刷,因此箱涵合理设计具有重要工程意义[1,2]。
2 出水箱涵结构计算2.1 箱涵尺寸设计(1)出水箱涵涵顶高程和涵深的确定。
压力水管的出口直径:D0=1.6m;管口流速:=1.49m/s;管口上缘最小淹没深度:=0.22m。
管口上缘高程=出水箱涵最低水位-管口上缘最小淹没深度箱涵底部高程:=51.80m式中:—出水箱涵最低水位53.82m;—出水管口上缘的最小淹没深度;—管口流速,m/s;—压力水管内径,m;—管口下缘至涵底的距离,用以防止泥沙和杂物落入管中,一般取0.2~0.3m。
箱涵顶部高程:=54.80m;式中:—出水箱涵设计水位,54.40m;—安全超高(取0.4m)。
(2)出水箱涵宽度和长度的确定。
出水箱涵宽度:=4.2m;式中:—出水箱涵宽度,m;—出水箱涵管道根数;—隔墩厚度,m;—出水管管口直径,m;—出水管外壁至隔墩或涵壁的距离,一般采用=1.0,m。
出水箱涵长度L按经验公式计算:式中:—出水箱涵中流速,取0.6m/s。
箱涵计算实例.pdf
=
72.5 × 6.5 2
=
235.63KN
⑵竖向活载作用下
N2 = N4 = 0
MA
=
MB
=
MC
=
MD
=
− qv车 • l 2 12(K + 1)
=
− 12.0 × 6.52 12 × (0.6154 + 1)
=
−26.15KN
•m
N1
=
N3
=
q•l 2
=
12.0 × 6.5 2
=
39.0KN
N2 = N4 = 0
+
8)
=
−18.46KN
•
m
MC
=
MD
=
− Kqh1h2 12(K + 1)
−
(qh2 − qh1)h2K (2K + 7) 60(K 2 + 4K + 3)
= − 0.6154 × 20 × 42 − (50 − 20) × 42 × 0.6154 × (2 × 0.6154 + 7) = −17.10KN • m
12 × (0.6154 + 1)
60(0.61542 + 4 × 0.6154 + 3)
N2
=
qh1 • h + (qh2 − qh1)h +
2
6
MA − MC h
=
20 × 4 + (50 − 20) × 4 + −18.46 + 17.10
2
6
4
= 59.66KN
N4
=
qh1 • h + (qh2 − qh1)h − M A − M C
道路箱涵模板面积计算公式
道路箱涵模板面积计算公式道路箱涵是指在道路上设置的一种桥梁结构,用于排水和通行。
在道路建设中,箱涵的设计和施工是非常重要的一环。
在进行道路箱涵设计时,计算箱涵的面积是一个关键步骤。
本文将介绍道路箱涵模板面积计算公式,并探讨其应用。
道路箱涵模板面积计算公式的基本原理是根据箱涵的几何形状和尺寸来计算其面积。
一般来说,箱涵的形状可以分为矩形、圆形和椭圆形等。
根据不同的形状,计算公式也有所不同。
首先,我们来看一下矩形箱涵的面积计算公式。
矩形箱涵的面积计算公式为,A = L × W,其中A表示箱涵的面积,L表示箱涵的长度,W表示箱涵的宽度。
这是一个非常简单的计算公式,只需要知道箱涵的长度和宽度即可计算出其面积。
接下来,我们来看一下圆形箱涵的面积计算公式。
圆形箱涵的面积计算公式为,A = πr^2,其中A表示箱涵的面积,π表示圆周率,r表示箱涵的半径。
这个计算公式也比较简单,只需要知道箱涵的半径即可计算出其面积。
最后,我们来看一下椭圆形箱涵的面积计算公式。
椭圆形箱涵的面积计算公式为,A = πab,其中A表示箱涵的面积,π表示圆周率,a和b分别表示椭圆的长轴和短轴。
这个计算公式相对来说比较复杂一些,需要知道椭圆的长轴和短轴才能计算出其面积。
以上就是道路箱涵模板面积计算公式的基本原理和具体公式。
在实际应用中,我们需要根据箱涵的实际形状和尺寸来选择合适的计算公式进行计算。
另外,需要注意的是,在计算过程中要保证单位的一致,比如长度单位和面积单位应该保持一致。
除了计算箱涵的面积,我们还需要考虑箱涵的其他设计参数,比如承载能力、排水能力等。
这些参数都是箱涵设计中需要重点考虑的问题,而面积只是其中的一个方面。
因此,在进行箱涵设计时,需要综合考虑各种因素,确保箱涵的设计符合实际需要。
在实际工程中,道路箱涵的设计和施工是一个复杂的过程,需要各种专业知识和经验。
箱涵的面积计算只是其中的一个环节,但是也是非常重要的一环。
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一、基本数据1、几何尺寸箱涵宽L(m) 4.00箱涵高H(m) 1.700.40计算宽度L 0(m) 4.40计算高度H 0(m) 2.100.03覆土厚度H 2(m) 2.129计算厚度H 1(m) 2.329 1.002、地质资料土壤容重γ 1.85土壤内摩擦角φ16.0水容重γ1 1.003、地面活荷载q h =0.50t/m 24、所用材料混凝土采用标号C20R w =135kg/cm 2R f =15kg/cm 2γf = 2.5t/m 3钢筋采用等级Ⅱ级钢R g =3350kg/cm 2E g = 2.0E+06kg/cm 21.2二、荷载计算1、外部荷载垂直土压力q t =K z H 2γ= 4.73t/m 2堆积荷载q h =0.50t/m 2↑顶板自重q z =γf h= 1.00t/m 2H 0q=q t +q h +q z = 6.23t/m 2↓(2)侧身作用荷载侧压力系数μ=tg 2(45°-φ/2)=0.57土侧压力q t1=H 1γμ=2.45t/m 2q t2=(H 1+H 0)γμ= 4.65t/m 2堆积荷载侧压q h1=q h2=q h μ=0.28t/m 2q 1=q t1+q h1= 2.73t/m 2q 2=q t2+q h2=4.94t/m 2(3)底面荷载侧墙自重Q 1=Hh γf =2.10t/m A Bq 0=q+2Hh γf /L 0=7.18t/m 2↑2、内部作用荷载H 0P= 1.729t/m 2↓P 0=0.774t/m 2C DP 1= 2.729t/m 2P 2=4.429t/m 2三、应力分析J 1=J 2 1.0K 0= 2.10n=22.55M AB =M AC =M BA =M BD =-7.10t·mM CA =M CD =M DB =M DC =-8.45t·m A-B构件跨中弯矩 M 1max =7.97t·mC-D构件跨中弯矩M 3max =8.93t·m C-A构件跨中弯矩R AC = 3.00t解一元二次方程式=0→X 0=0.931m a=0.53M 2max =-5.636t·m配筋计算A-B构件 M max =7.97t·m b=cm h 0=37cmA 0=KM/(bh 02R w )=0.0604α=0.062321-√(1-2A 0)==R AC X 0-q 1X 02/2-(q 2-q 1)/(6H 0)X 03-M AC =100H 0(2q 1+q 2)/6+(M AC -M CA )/H 0=R AC -q 1X 0-(q 2-q 1)/(2H 0)X 02qL 02/8-M AB =q 0L 02/8-M CD =-qL 02K 0(2+3K 0)/12n+q 0L 02K 0/12n-q 1H 02(3+8K 0)/60n-q 2H 02(2+7K 0)/60n=-K 0q 0L 02(2+3K 0)/12n+qL 02K 0/12n-q1H 02(2+7K 0)/60n-q 2H 02(3+8K 0)/60n=J 1/J 2×L 0/H 0=1+4K 0+3K 02=1、工况一(施工完,填土结束,尚未投入运行),只有外部荷载J 1/J 2=(H 2+h+0.2)γ1=P 0P 1+H γ1=←———L 0———→P-2Q 1/L 0=↓↓↓↓↓↓↓↓↓↑↑↑↑↑↑↑↑↑(H 2+h+0.2)γ1-q z =P 1 ←←—P 2←——→ P 1—→——→P 2←———L 0———→Pq 0q 1 q 212(1)顶面作用荷载q5、设计依据《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191-96),按Ⅳ级建筑物考虑。
6、垂直土压集中系数K z =保护层厚(m)计算长度b(m)壁厚h(m)A 0=KM/(bh 02R w )=0.0640α=0.0662/R =A =2C-D构件max 8.93t·m b=cm h 0=37cmA 0=KM/(bh 02R w )=0.0676α=0.070121)、内部作用荷载M AB =M AC =M BA =M BD = 2.4477t·m M CA =M CD =M DB =M DC = 1.1362t·m A-B构件跨中弯矩 M 1max = 1.736t·mC-D构件跨中弯矩M 3max =-0.738t·mC-A构件跨中弯矩R AC = 4.085t解一元二次方程式=0→X 0= 1.261m a=0.40M 2max =-0.263t·m配筋计算A-B构件 M max = 1.736t·m b=cm h 0=37cmA 0=KM/(bh 02R w )=0.0132α=0.0132/R =A =2A-C构件max 1.136t·m b=cm h 0=37cmA 0=KM/(bh 02R w )=0.0086α=0.00862max h 0=37cmA 0=KM/(bh 02R w )=0.0056α=0.0056/R =A =2配筋结果A-B构件1排φ18@A-C、B-D构件1排φ18@C-D构件1排φ18@M=8.93t·mN=R CA = 3.787tA g =12.72cm 2d=18mm e 0=M/N=235.72cme=252.72cm裂缝计算系数取α1=0.055α2=0.22μ=A g /bh 0=0.0034Z=33.77cmσg = 1.93t/cm 2v=0.70平均裂缝间距 L f =24.36cm ψ=0.50>=0.3取ψ=0.503最大裂缝宽度ξfmax =0.020cm<[0.25mm]结论:裂缝宽度满足规范要求1-α2R f /(μσg )=2(ψσg /E g -0.7×10-4)L f =(N/A g )×(e/Z-1)=(6+α1d/μ)v=(大偏心受压构件)(0.93-5μ)h 0=H 0(q 1+2q 2)/6+(M CA -M AC )/H 0=e 0+h/2-a=250四、裂缝开展宽度验算3002501-√(1-2A 0)==1-√(1-2A 0)==1-√(1-2A 0)==-R AC X 0+P 1X 02/2+(P 2-P 1)/(6H 0)X 03+M AC =100H 0(2P 1+P 2)/6+(M AC -M CA )/H 0=R AC -P 1X 0-(P 2-P 1)/(2H 0)X 02PL 02/8-M AB =-P 0L 02/8+M CD =PL 02(2+3K 0)K 0/12n-P 0L 2K 0/12n+P 1H 02(3+8K 0)/60n+P 2H 02(2+7K 0)/60n=P 0L 02(2+3K 0)K 0/12n-PL 02K 0/12n+P 1H 02(2+7K 0)/60n+P 2H 02(3+8K 0)/60n=1-√(1-2A 0)==1-√(1-2A 0)==一、基本数据1、几何尺寸箱涵宽L(m) 2.40箱涵高H(m) 1.500.40计算宽度L 0(m) 2.80计算高度H 0(m) 1.900.03覆土厚度H 2(m) 1.735计算厚度H 1(m) 1.935 1.002、地质资料土壤容重γ 1.85土壤内摩擦角φ16.0水容重γ1 1.003、地面活荷载q h =0.50t/m 24、所用材料混凝土采用标号C20R w =135kg/cm 2R f =15kg/cm 2γf = 2.5t/m 3钢筋采用等级Ⅱ级钢R g =3350kg/cm 2E g = 2.0E+06kg/cm 21.2二、荷载计算1、外部荷载垂直土压力q t =K z H 2γ= 3.85t/m 2堆积荷载q h =0.50t/m 2↑顶板自重q z =γf h= 1.00t/m 2H 0q=q t +q h +q z = 5.35t/m 2↓(2)侧身作用荷载侧压力系数μ=tg 2(45°-φ/2)=0.57土侧压力q t1=H 1γμ=2.03t/m 2q t2=(H 1+H 0)γμ= 4.03t/m 2堆积荷载侧压q h1=q h2=q h μ=0.28t/m 2q 1=q t1+q h1= 2.32t/m 2q 2=q t2+q h2=4.31t/m 2(3)底面荷载侧墙自重Q 1=Hh γf =1.90t/m A Bq 0=q+2Hh γf /L 0= 6.71t/m 2↑2、内部作用荷载H 0P= 1.335t/m 2↓P 0=0.000t/m 2C DP 1= 2.335t/m 2P 2=3.835t/m 2三、应力分析J 1=J 2 1.0K 0= 1.47n=13.41M AB =M AC =M BA =M BD =-2.38t·mM CA =M CD =M DB =M DC =-3.12t·m A-B构件跨中弯矩 M 1max = 2.87t·mC-D构件跨中弯矩M 3max = 3.45t·m C-A构件跨中弯矩R AC = 2.44t解一元二次方程式=0→X 0=0.879m a=0.53M 2max =-1.246t·m配筋计算A-B构件 M max = 2.87t·m b=cm h 0=37cmA 0=KM/(bh 02R w )=0.0217α=0.022021-√(1-2A 0)==R AC X 0-q 1X 02/2-(q 2-q 1)/(6H 0)X 03-M AC =100H 0(2q 1+q 2)/6+(M AC -M CA )/H 0=R AC -q 1X 0-(q 2-q 1)/(2H 0)X 02qL 02/8-M AB =q 0L 02/8-M CD =-qL 02K 0(2+3K 0)/12n+q 0L 02K 0/12n-q 1H 02(3+8K 0)/60n-q 2H 02(2+7K 0)/60n=-K 0q 0L 02(2+3K 0)/12n+qL 02K 0/12n-q1H 02(2+7K 0)/60n-q 2H 02(3+8K 0)/60n=J 1/J 2×L 0/H 0=1+4K 0+3K 02=1、工况一(施工完,填土结束,尚未投入运行),只有外部荷载J 1/J 2=(H 2+h+0.2)γ1=P 0P 1+H γ1=←———L 0———→P 1 ←←—P 2←——→ P 1—→——→P 2P-2Q 1/L 0=↓↓↓↓↓↓↓↓↓↑↑↑↑↑↑↑↑↑(H 2+h+0.2)γ1-q z =←———L 0———→Pq 0q 1 q 212(1)顶面作用荷载5、设计依据《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191-96),按Ⅳ级建筑物考虑。