雨污混流改造工程--排水涵洞结构计算书.docx

雨污混流改造工程排水涵洞结构计算书111e12 .设计依据13 .排水洞结构Tr十算23.1. 标准段A型23.2. B43.3.标准段C型7雨污混流改造工程排水涵洞结构计算书1 .设计资料箱涵考虑覆土厚度W2.5m,土容重W20kNm3,箱涵范围详水施总平面图，作用在箱涵顶的荷载除覆土外，还应计入可能作用其上的汽车活荷载，设计按Im厚等效覆土考虑。箱涵标准段采用单箱单室箱型断面，A型断面室内尺寸为1.5X1.8m,B型断面室内尺寸为1.8X2.Im,C型断面室内尺寸为2.0X2.3m,其中跌水高度为0.3m,顶、底板及侧墙厚度为0.30mo混凝土：C30混凝土。2 .设计依据建筑边坡工程技术规范(GB50330-2013)混凝土结构设计规范(GB50010-20102015年版)公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2015)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)地基基础设计规范(GB500072011)建筑与市政工程抗震通用规范GB55002-2021工程结构通用规范(GB55001-2021)建筑与市政地基基础通用规范(GB55003-2021)混凝土结构通用规范(GB55008-2021)3 .排水涵洞结构计算3.1. 标准段A型(1)构造型式及尺寸标准段A型断面采用单箱单室矩形断面，断面室内净空为1.5X1.8m,洞顶覆土按HW2. 5m考虑，汽车活荷载设计按Im厚等效覆土考虑,顶板、底板及侧墙厚均为0.3m,侧墙与顶底板相交处设置0.2x0.2m的倒角。、/建成后路面标高210030Q1500三(2)设计参数沿涵洞纵向取Im结构作为计算模型，作用在其上的荷载有如下几种类型:顶板自重：作用在顶板上的结构自重软件自动模拟顶板覆土，最大覆土厚度为20m,土的容重取20KNm3:q=20*2.5=50kNm地面活载：设计按20kNm2考虑；土的侧压力：作用在通道侧墙的土侧压力按下式计算:q=K(rhl+rh2)其中：K：为土的静止土压力系数,取0.5；r：土的容重(20KNm2);hl：计算截面距离地面的深度；h2：车辆荷载的换算覆土厚度；(3)内力计算计算简图及结构内力见下列附图：计算简图>4.4弯矩图(4)计算结果根据以上内力计算结果，对弯矩最大、最小截面进行裂缝宽度验算(裂缝按0.2mm考虑)，截面验算结果如下表：截面位置弯矩(kN-m)板厚度(mm)计算配筋面积(mm2)配筋顶板跨中18.2300603E16100支座24.4300603E16100侧墙跨中7.8300600E14100支座27.5300603E16100底板跨中19.4300603E16100支座27.5300603E161003. 2.标准段B型(1)构造型式及尺寸标准段A型断面采用单箱单室矩形断面，断面室内净空为1.8X2.1m,洞顶覆土按HW2. 5m考虑，汽车活荷载设计按Inl厚等效覆土考虑,顶板、底板及侧墙厚均为0.3m,侧墙与顶底板相交处设置0.2x0.2m的倒角。、潍成后路面标高rwsz=ww240050Q180030CO(2)设计参数沿涵洞纵向取Irn结构作为计算模型，作用在其上的荷载有如下几种类型:顶板自重：作用在顶板上的结构自重软件自动模拟顶板覆土：最大覆土厚度为20m,土的容重取20KNm3:q=20*2.5=50kNm地面活载：设计按20kNm2考虑；土的侧压力：作用在通道侧墙的土侧压力按下式计算：q=K(rhl+rh2)其中：K：为土的静止土压力系数,取0.5；r：土的容重(20KNm2);hl：计算截面距离地面的深度；h2：车辆荷载的换算覆土厚度；(3)内力计算计算简图及结构内力见下列附图:弯矩图(4)计算结果根据以上内力计算结果，对弯矩最大、最小截面进行裂缝宽度验算(裂缝按0.2mm考虑)，截面验算结果如下表：截面位置弯矩(kN-m)板厚度(mm)计算配筋面积(mm2)配筋顶板跨中24.8300603E16100支座33.2300603E16100侧墙跨中10.4300600E14100支座36.9300603E16100底板跨中25.8300603E16100支座36.9300603E161003. 3.标准段C型(1)构造型式及尺寸标准段A型断面采用单箱单室矩形断面，断面室内净空为2.0X2.3m,洞顶覆土按HW2.5m考虑，汽车活荷载设计按Inl厚等效覆土考虑,顶板、底板及侧墙厚均为0.3m,侧墙与顶底板相交处设置0.2x0.2m的倒角。、/建成后路面标高l''l.62100(2)设计参数沿涵洞纵向取Im结构作为计算模型，作用在其上的荷载有如下几种类型:顶板自重：作用在顶板上的结构自重软件自动模拟顶板覆土：最大覆土厚度为20m,土的容重取20KNm3:q=20*2.5=50kNm地面活载：设计按20kNm2考虑；土的侧压力：作用在通道侧墙的土侧压力按下式计算:q=K(rhl+rh2)其中：K：为土的静止土压力系数,取0.5；r：土的容重（20KNm2）;hl：计算截面距离地面的深度;h2：车辆荷载的换算覆土厚度;（3）内力计算计算简图及结构内力见下列附图:51.o1.1I1.38.0<J1.0J1.49.5.JhM1.J-51.0弯矩图(4)计算结果根据以上内力计算结果，对弯矩最大、最小截面进行裂缝宽度验算(裂缝按0.2mm考虑)，截面验算结果如下表：截面位置弯矩(kN-m)板厚度(mm)计算配筋面积(mm2)配筋顶板跨中29.8300603E16100支座39.8300603E16100侧墙跨中12.3300600E14100支座44.5300603E16100底板跨中34.7300603E16100支座44.5300603E161004. 检查井计算1基本资料1.1几何信息水池类型：有顶盖全地下长度1.=4.200m,宽度B=2.600n,高度H=5.OOOm,底板底标高=-6.00OnI池底厚h3=300mm,池壁厚tl=300mm,池顶板厚hl=250mm,底板外挑长度t2=0mm注：地面标高为±0.000。±0000-7=Al-Cxx*-T-X1.O（平面图）1.2土水信息（剖面图）土天然重度20.00kN,土饱和重度20.OOkN/,土内摩擦角30度地基承载力特征值fak=300.OkPa,宽度修正系数11b=0.00,埋深修正系数11d=l.00地下水位标高TO.OOOm,池内水深0.000m,池内水重度10.00kNm3,浮托力折减系数1.O0,抗浮安全系数Kf=1.o51.3荷载信息活荷载：池顶板20.OOkN/m；地面0.OOkN/,组合值系数0.90恒荷载分项系数：水池自重1.30,其它1.30活荷载分项系数：地下水压1.50,其它1.50活载调整系数：其它1.00活荷载准永久值系数：顶板0.40,地面0.40,地下水1.o0,温湿度1.OO考虑温湿度作用：池内外温差10.0度，内力折减系数0.65,碎线膨胀系数1.Oo（10。°c）不考虑温度材料强度折减1.4钢筋碎信息混凝土:等级C30,重度25.00kN11泊松比0.20纵筋保护层厚度(mm):顶板(上30,下30),池壁(内30,外30),底板(上30,下30)钢筋级别：HRB400,裂缝宽度限值：0.20mm,配筋调整系数：1.00构造配筋采用混凝土规范GB50010-20102计算内容(1)地基承载力验算(3)荷载计算(4)内力(考虑温度作用)计算(5)配筋计算(6)裂缝验算3计算过程及结果单位说明：弯矩:kN.m/m钢筋面积:加2裂缝宽度:mm计算说明：双向板计算按查表恒荷载:水池结构自重,±的竖向及侧向压力，内部盛水压力.活荷载:顶板活荷载,地面活荷载,地下水压力,温湿度变化作用.裂缝宽度计算按长期效应的准永久组合.水池方位定义如下：水池方位示意图3.1地基承载力验算3.1.1基底压力计算(1)水池自重GC计算顶板自重Gl=68.25kN池壁自重G2=413.85kN底板自重G3=81.90kN水池结构自重GC=Gl+G2+G3=564.00kN(2)池内水重GW计算池内水重GW=O.00kN(3)覆土重量计算池顶覆土重量Gtl=218.40kN池顶地下水重量GSl=0kN底板外挑覆土重量Gt2=0.00kN基底以上的覆盖土总重量Gt=Gtl+Gt2=218.40kN基底以上的地下水总重量GS=Gsl+Gs2=0.00kN(4)活荷载作用Gh顶板活荷载作用力GhI=218.40kN活荷载作用力总和Gh=218.40kN(5)基底压力Pk基底面积：A=(1.+2×t2)×(B+2×t2)=4.200X2.600=10.92m2基底压强：Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(564.00+0.00+218.40+0.00+218.40)/10.920=91.65kN/m3.1.2修正地基承载力(1)计算基础底面以上土的加权平均重度rmrm=20.00kNm3(2)计算基础底面以下土的重度r地下水位于底板下Iln以下，不考虑地下水作用，r=20.00kNm3(3)根据地基规范的要求，修正地基承载力：fa=fak+in(b-3)+<1rt(d-0.5)=300.00+0.00X20.00X000-3)+1.00×20.OOX(6.000-0.5)=410.OOkPa3.1.3结论：Pk=91.65<fa=410.00kPa,地基承载力满足要求。3.3荷载计算3.3.1顶板荷载计算：池顶的覆土压力标准值：Pt=I.000X20.00=20.00Wm池顶板自重荷载标准值:Pl=25.00X0.250=6.25kNm2顶板活荷载标准值：Phl=20.00kNm2池顶均布荷载基本组合：Qt=1.30×Pl+1.30×Pt+0.90×1.50×1.OOXPhl=61.13Wm池顶均布荷载准永久组合：Qte=Pl+Pt+0.40×Phl=34.25kNm23.3.2池壁荷载计算：(1)池外荷载：主动土压力系数Ka=0.33侧向土压力荷载组合(kMm"):部位(标高)土压力标准值水压力标准值活载标准值基本组合准永久组合地面(0.000)0.000.000.000.000.00池壁顶端(-1.250)8.330.000.0010.838.33底板顶面(-5.700)38.000.000.0049.4038.00(2)池内底部水压力：标准值二0.00kNm2,基本组合设计值二0.00kNm23.3.3底板荷载计算(池内无水，池外填土):水池结构自重标准值GC=564.OOkN基础底面以上土重标准值Gt=218.40kN基础底面以上水重标准值GS=0.OOkN基础底面以上活载标准值Gh=218.40kN水池底板以上全部竖向压力基本组合：Qb=(564.00X1.30+218.40×l.30+0.00×1.50+218.40×1.50X0.90×1.00)/10.920=120.14kNm2水池底板以上全部竖向压力准永久组合：Qbe=(564.00+218.40+0.00×1.00+20.00×10.920×0.40+0.OOX10.920X0.40)/10.920=79.65kNm2板底均布净反力基本组合：Q=120.14-0.300×25.OOX1.30=110.39kNm2板底均布净反力准永久组合：Qe=79.65-0.300×25.00=72.15Wm3. 3.4底板荷载计算(池内有水，池外无土)：水池底板以上全部竖向压力基本组合：Qb=564.OOX1.30+(3.600X2.000X0.000)X10.00×1.3010.920=67.14kNm2板底均布净反力基本组合：Q=67.14-(0.300X25.00×l.30+0.000×10.00×l.30)=57.39kNm2水池底板以上全部竖向压力准永久组合：Qbe=564.00+(3.600X2.000X0.000)X10.00/10.920=51.65kNm2板底均布净反力准永久组合：Qe=51.65-(0.300×25.00+0.000×10.00)=44.15kNm23.4内力,配筋及裂缝计算弯矩正负号规则：顶板:下侧受拉为正,上侧受拉为负池壁：内侧受拉为正,外侧受拉为负底板:上侧受拉为正,下侧受拉为负荷载组合方式:1 .池外土压力作用（池内无水，池外填土）2 .池内水压力作用（池内有水，池外无土）3 .池壁温湿度作用（池内外温差=池内温度-池外温度）（1）顶板内力：方矩示意图Mx平行于1.方向板中心点的弯矩；My平行于Iy方向板中心点的弯矩；Mfl平行于h方向板边缘弯矩；平行于1,方向板边缘弯矩。计算跨度：1.=3.850m,Iy=2.250m,四边简支按双向板计算.荷载组合作用弯矩表（kN.mm）内力组合X向跨中MXy向跨中MyX向边缘MOXy向边缘Moy基本组合12.4327.470.000.00准永久组合6.9615.390.000.00XZ（前后）侧池壁内力:I«IMx,F1弯矩示意图M平行于h方向板中心点的弯矩；M，平行于1.方向板中心点的弯矩；毗_平行于1.方向板边缘弯矩；平行于h方向板边缘弯矩。计算跨度：1.=3.900m,1.=4.450m,三边固定,顶边简支池壁类型：普通池壁,按双向板计算1 .池外填土,池内无水时,荷载组合作用弯矩表（kN.mm）基本组合作用弯矩表（kN.mm）池外土内力组合水平跨中MX竖向跨中立水平边缘边缘MOK底）边缘Mu顶）M13.9110.59-30.21-31.280.00池外土+温湿度作用内力组合水平跨中MX竖向跨中MZ水平边缘MoX边缘MOZ（底）边缘（顶）池外土压力13.9110.59-30.21-31.280.00温湿度作用-21.45-23.26-28.11-25.06-0.00M-7.54-12.67-58.33-56.34-0.00准永久组合作用弯矩表（kN.mm）池外土内力组合水平跨中MX竖向跨中比水平边缘玳边缘也（底）边缘讹（顶）M10.708.15-23.24-24.060.00池外土+温湿度作用内力组合水平跨中MX竖向跨中也水平边缘MoX边缘MOX（底）边缘（顶）池外土压力10.708.15-23.24-24.060.00温湿度作用-15.89-17.23-20.82-18.57-0.00M-5.19-9.08-44.07-42.62-0.002 .池内有水，池外无土时,荷载组合作用弯矩表（kN.mm）基本组合作用弯矩表（kN.mm）池内水内力组合水平跨中MX竖向跨中此水平边缘牝边缘好（底）边缘代（顶）M-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00池内水+温湿度作用内力组合水平跨中MX竖向跨中比水平边缘MoX边缘也（底）边缘地（顶）池内水压力-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00温湿度作用-21.45-23.26-28.11-25.06-0.00M-21.45-23.26-28.11-25.060.00准永久组合作用弯矩表（kN.mm）池内水内力组合水平跨中根竖向跨中MZ水平边缘玳边缘址（底）边缘地（顶）M-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00池内水+温湿度作用内力组合水平跨中MX竖向跨中MZ水平边缘边缘址（底）边缘MoZ（顶）池内水压力-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00温湿度作用-15.89-17.23-20.82-18.57-0.00M-15.89-17.23-20.82-18.57o.00I(3)YZ(左右)侧池壁内力:My平行于Iy方向板中心点的弯矩；平行于1,方向板中心点的弯矩；成_平行于1.方向板边缘弯矩；平行于IZ方向板边缘弯矩。计算跨度：1产2.300m,1.=4.450m,三边固定,顶边简支池壁类型：普通池壁,按双向板计算1 .池外填土,池内无水时,荷载组合作用弯矩表(kN.mm)基本组合作用弯矩表(kN.mm)池外土内力组合水平跨中以竖向跨中MZ水平边缘玳边缘MO式底)边缘吃(顶)M7.283.70-13.22-12.530.00池外土+温湿度作用内力组合水平跨中My竖向跨中立水平边缘Moy边缘MOK底)边缘MoX(顶)池外土压力7.283.70-13.22-12.530.00温湿度作用-22.98-23.65-24.91-23.73-0.00M-15.70-19.95-38.13-36.25-0.00准永久组合作用弯矩表(kN.m11)池外土内力组合水平跨中My竖向跨中水平边缘嚷边缘M0,（底）边缘忙（顶）M5.602.85-10.17-9.640.00池外土+温湿度作用内力组合水平跨中My竖向跨中比水平边缘边缘好（底）边缘代.（顶）池外土压力5.602.85-10.17-9.640.00温湿度作用-17.02-17.52-18.45-17.57-0.00M-11.42-14.67-28.62-27.21-0.002 .池内有水，池外无土时,荷载组合作用弯矩表（kN.mm）基本组合作用弯矩表（kN.mm）池内水内力组合水平跨中My竖向跨中MZ水平边缘成边缘址（底）边缘毗（顶）M-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00池内水+温湿度作用内力组合水平跨中My竖向跨中比水平边缘求边缘也（底）边缘池（顶）池内水压力-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00温湿度作用-22.98-23.65-24.91-23.73-0.00M-22.98-23.65-24.91-23.730.00准永久组合作用弯矩表（kN.mm）池内水内力组合水平跨中My竖向跨中立水平边缘限边缘MOK底）边缘Mu顶）M-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00池内水+温湿度作用内力组合水平跨中My竖向跨中MZ水平边缘成边缘地（底）边缘喂（顶）池内水压力-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00温湿度作用-17.02-17.52-18.45-17.57-0.00M-17.02-17.52-18.45-17.570.00底板内力：计算跨度：l=3.900m,ly=2.300m,四边简支+池壁传递弯矩按双向板计算.1 .池外填土,池内无水时,荷载组合作用弯矩表(kN.mm)基本组合作用弯矩表内力组合X向跨中风y向跨中风X向边缘MOXy向边缘MOy简支基底反力23.5651.450.000.00池壁传递弯矩-17.84-34.45-36.25-56.34M5.7217.01-36.25-56.34准永久组合作用弯矩表内力组合X向跨中MIy向跨中MyX向边缘MOXy向边缘MOy简支基底反力15.4033.630.000.00池壁传递弯矩-13.50-26.03-27.21-42.62M1.907.60-27.21-42.622 .池内有水,池外无土时,荷载组合作用弯矩表(kN.mm)基本组合作用弯矩表内力组合X向跨中MIy向跨中MyX向边缘MOXy向边缘MOy简支基底反力12.2526.750.000.00池壁传递弯矩0.000.000.000.00M12.2526.750.000.00准永久组合作用弯矩表内力组合X向跨中MIy向跨中风X向边缘MOXy向边缘MOy简支基底反力9.4220.580.000.00池壁传递弯矩0.000.000.000.00M9.4220.580.000.00（5）配筋及裂缝：配筋计算方法:按单筋受弯构件计算板受拉钢筋.裂缝计算根据给排水结构规范附录A公式计算.按基本组合弯矩计算配筋,按准永久组合弯矩计算裂缝,结果如下:届丁出出一Ax顶板配筋及裂缝表（弯矩:kN.mm,面积:11rn%n,裂缝:mm）1.1.l1J配筋示意图AX平行于1.方向的板跨中钢筋;Ay平行于1.方向的板跨中钢筋;鼠平行于h方向的板边缘钢筋；A0y平行于1，方向的板边缘钢筋。配筋部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度X向跨中AX下侧12.43500E1415010260.02y向跨中Ay下侧27.47500E1415010260.05X向边缘A°上侧0.00500E1415010260.00y向边缘A°y上侧0.00500E1415010260.00XZ（前后）侧池壁配筋及裂缝表（弯矩:kN.mm,面积:mnVm,裂缝:mm）配筋示意图Ax平行于h方向的板跨中钢筋;Az平行于1.方向的板跨中钢筋;平行于1.方向的板边缘钢筋；A02平行于h方向的板边缘钢筋。配筋部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度水平跨中AX内侧13.91600E1415010260.03外侧-21.45600E1415010260.05竖向跨中AZ内侧10.59600E1415010260.02外侧-23.26600E1415010260.05水平边缘肌内侧0.00600E1415010260.00外侧-58.33643E1415010260.13边缘AZ（底）内侧0.00600E1402007700.00外侧-56.34621E1415010260.13边缘鼠（顶）内侧0.00600E142007700.00外侧-0.00600E1415010260.00YZ（左右）侧池壁配筋及裂缝表（弯矩:kN.mm,面积:而加裂缝:mm）配筋示意图平行于1.方向的板跨中钢筋;Az平行于1.方向的板跨中钢筋;A0,平行于Iy方向的板边缘钢筋；A02平行于h方向的板边缘钢筋。配筋部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度水平跨中Ay内侧7.28600E1415010260.02外侧-22.98600E1415010260.05竖向跨中AZ内侧3.70600E1415010260.01外侧-23.65600E1415010260.05水平边缘Ai内侧0.00600E1415010260.00外侧-38.13600E1415010260.09边缘AZ（底）内侧0.00600E1415010260.00外侧-36.25600E1415010260.08边缘鼠（顶）内侧0.00600E1415010260.00外侧-0.00600E1415010260.00底板配筋及裂缝表（弯矩:kN.mm,面积:11m7n,裂缝:Inm）配筋部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度X向跨中AX上侧12.25600E1415010260.03下侧0.00600E1415010260.00y向跨中Ay上侧26.75600E1415010260.06下侧0.00600E1415010260.00X向边缘A°上侧0.00600E1415010260.00下侧-36.25600E1415010260.08y向边缘A°y上侧0.00600E1415010260.00下侧-56.34621E1415010260.13裂缝验算均满足.