涵洞设计计算书

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涵洞设计计算书

涵洞设计计算书是水利工程、道路工程和市政工程中重要的技术文件,用于指导涵洞的设计与施工。它以科学的理论为基础,结合实际地形、水文条件及工程需求,详细阐述了涵洞的结构形式、尺寸选择、材料选用以及承载能力的计算过程。

本设计计算书主要围绕以下内容展开:首先,根据项目背景及功能要求,明确涵洞的设计目标与适用规范;其次,对区域水文地质条件进行分析,包括降雨量、径流量、洪水频率等关键参数,确保设计满足防洪排涝需求。接着,依据相关规范确定涵洞的孔径、净高、长度及进出口形式,并通过水力学计算验证其过流能力是否符合设计标准。同时,针对涵洞主体结构(如盖板、拱圈或箱型结构)进行受力分析,评估其在荷载作用下的安全性与稳定性,必要时引入有限元分析方法优化设计。此外,还考虑地基承载力、沉降变形等因素,提出基础处理方案。

最后,设计计算书总结了施工要点与质量控制措施,为后续施工提供技术支持。整体而言,该文档体现了科学性、实用性和经济性的统一,为工程实施奠定了坚实基础。

基本组合Sud=1.2SGK+1.4SQK=1.2×16.97+1.4×6.29=29.17 KN·m

危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法(最新)短期效应组合Sud=SGK+0.7SQK=16.97+0.7×6.29=21.37 KN·m

D节点恒载弯矩汇总=15.29+1.68=16.97 KN·m

D节点活载弯矩汇总=5.06+1.44=6.5 KN·m

基本组合Sud=1.2SGK+1.4SQK=1.2×16.97+1.4×6.5=29.46 KN·m

短期效应组合Sud=SGK+0.7SQK=16.97+0.7×6.5=21.52 KN·m

N1恒载状况下轴力汇总=40.78+0=40.78 KN

N1活载状况下轴力汇总=13.5+1.19=14.69 KN

基本组合Sud=1.2SGK+1.4SQK=1.2×40.78+1.4×14.69=69.5 KN

短期效应组合Sud=SGK+0.7SQK=40.78+0.7×14.69=51.06 KN

N2恒载状况下轴力汇总=12.52+0=12.52 KN

N2活载状况下轴力汇总=1.68+0=1.68 KN

基本组合Sud=1.2SGK+1.4SQK=1.2×12.52+1.4×1.68=17.38 KN

短期效应组合Sud=SGK+0.7SQK=12.52+0.7×1.68=13.7 KN

N3恒载状况下轴力汇总=40.78+0=40.78 KN

N3活载状况下轴力汇总=13.5+1.19=14.69 KN

基本组合Sud=1.2SGK+1.4SQK=1.2×40.78+1.4×14.69=69.5 KN

短期效应组合Sud=SGK+0.7SQK=40.78+0.7×14.69=51.6 KN

N4恒载状况下轴力汇总=16.62+0=16.62 KN

N4活载状况下轴力汇总=5.3+0=5.3 KN

基本组合Sud=1.2SGK+1.4SQK=1.2×16.62+1.4×5.3=27.36 KN

短期效应组合Sud=SGK+0.7SQK=16.62+0.7×5.3=20.33

顶板均布荷载设计值q=1.2qv+1.4qv车

=1.2×36.25+1.4×12

=60.4 KN/m2

=69.79 KN·m

底板均布荷载设计q'=3qh车h2/L2

=3×4×1.752/2.252

=7.26 KN/m2

w2=1.2qv+1.4(qv车+q')=1.2×36.25+1.4×(12+7.26)=70.46 KN/m2

=74.85 KN·m

w1=1.2 qh1+1.4 qh车=1.2×10+1.4×4=17.6 KN/m2

w2=1.2 qh2+1.4 qh车=1.2×23.3+1.4×4=33.56 KN/m2

=36.62 KN·m

w1=1.2 qh1=1.2×10=12 KN/m2

w2=1.2 qh2=1.2×23.3=27.96 KN/m2

=39.06 KN·m

( 四 ) 截面配筋计算

结构上下和左右对称配筋,在计算时采用最不利的荷载。

e0=M/N=69.79/51.06=1.367m=1367mm

ea=1/30×b=1/30×1000=33mm

ei= e0+ ea=1367+33=1400mm

ζ1=0.5fcA / N=0.5×14.3×250×1000/510600

=3.5>1

因为 L0/h=2250/200=11.25<15,故ζ2=1

所以 η=1+1/1400×e0/h0×(L0/h)2×ζ1×ζ2

=1+1/1400×1367/220×(2250/250)2×1×1

=1.009

故 ηei=1.009×1400=1413mm>0.3h0=0.3×175=52.5mm

所以先按大偏心受压情况计算

解此方程可得χ=26mm<ξbh0=0.55×220=121mm

所以得知,此构件为大偏心受压构件

=1069mm2 >ρminbh=0.002×200×1000=400 mm2

实配钢筋7φ14,AS=1077 mm2

跨中剪力值较小,故未做斜截面抗剪承载力验算

σss=M/0.87 ASh0

配筋率ρ= AS/bh0=1069/1000×220=0.0049

P=0.0049=0.49%>0.2%×h/h0=0.002×250/220=0.27%(故满足规范要求,规范规定,配筋率不能小于0.2%)

由《钢筋混凝土结构设计原理》可得:

C1=1.0(钢筋表面形状系数,带肋钢筋取1.0,光面钢筋取1.4),

C2为作用长期影响系数。

C2=1+0.5N1/N2 (N1取长期组合值弯矩,N2为长期组合值弯矩)

故C2=1+0.5×(30.53/29.82)=1.51

C3=1.0( 构件受力性质系数,本例中取为1.0)

裂缝宽度计算公式为Wfk=C1·C2·C3·σss/Es·( 30+d/0.28+10p),其中Es为钢筋弹性模量系数,Es=2.1×105N/mm2,d为钢筋直径,p为配筋率)

故Wfk=C1·C2·C3·σss/Es·( 30+d/0.28+10p)

=1.0×1.51×1.0×34.12/2.1×105×(30+14)/(0.28+10×0.0049)

=0.18mm<0.2mm(规范要求裂缝宽度为0.2mm)

故满足要求。

计算步骤同上

e0=M/N=29.46/51.06=0.577m=577mm

η=1+1/1400×e0/h0×(L0/h)2×ζ1×ζ2

=1+1/1400×577/220×(2250/250)2×1×1

解算可得χ=11.4mm<ξbh0=0.55×175=96.25mm为大偏心受压构件。

AS=(α1fcbχ–N )/fy

实际配置钢筋5φ10,AS=393 mm2

e0=M/N=74.85/27.36=2.736m=2736mm

η=1+1/1400×e0/h0×(L0/h)2×ζ1×ζ2

=1+1/1400×2736/220×(2250/250)2×1×1

解此方程可得χ=26.1<ξbh0=0.55×220=121为大偏心受压构件。

AS=(α1fcbχ–N )/fy

实际配置钢筋8φ14,AS=1230mm2

e0=M/N=30.53/27.36=1.116m=1116mm

η=1+1/1400×e0/h0×(L0/h)2×ζ1×ζ2

=1+1/1400×1116/220×(2250/250)2×1×1

解此方程可得χ=10.96<ξbh0=0.55×220=121为大偏心受压构件。

AS=(α1fcbχ–N )/fy

实际配置钢筋6φ10,AS=471 mm2

( 5 ) 左右侧墙跨中

e0=M/N=39.06/69.5=0.562m=562mm

ea=1/30×b=1/30×1000=33mm

ei= e0+ ea=562+33=595mm

ζ1=0.5fcA / N=0.5×14.3×250×1000/695000

=2.57>1

因为 L0/h=1750/250=7<15,故ζ2=1

钢筋混凝土现浇箱梁短周期整体浇筑施工工法η=1+1/1400×e0/h0×(L0/h)2×ζ1×ζ2

=1+1/1400×562/220×(1750/250)2×1×1

解此方程可得χ=15.2<ξbh0=0.55×220=121为大偏心受压构件。

AS=(α1fcbχ–N )/fy

实际配置钢筋6φ10,AS=471 mm2

( 6 ) 左右侧墙节点

e0=M/N=30.53/69.5=0.439m=439mm

η=1+1/1400×e0/h0×(L0/h)2×ζ1×ζ2

吊篮安装、拆除安全技术交底记录=1+1/1400×439/220×(1750/250)2×1×1

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