xxx铺盖体系计算书.docx

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xxx铺盖体系计算书

xxx车站

铺盖体系计算书

计算人：

复核人:

xxxxxxx设计

日期:

2012年02月

一、工程概况

xxx站铺盖体系由梁柱+盖板体系组成，为临时结构。

纵梁为（宽×高）1.2m×1.2m,柱直径为Φ1.0m，盖板为400mm厚现浇钢筋混凝土板，路面宽取10m，满足2个机动车道宽度。

铺盖体系平面图及剖面图见附图1、附图2。

二、计算程序及荷载计算

采用SAP2000结构分析软件分别对铺盖体系的梁柱结构体系和板柱结构体系进行计算。

承载力极限状态组合：

永久荷载分项系数取1.35,可变荷载分项系数取1.4,偶然荷载分项系数取1.0，结构重要性系数1.0，冲击荷载分项系数取1.3；正常使用极限状态组合取荷载标准值计算。

计算时，车道荷载及车辆荷载标准值均按照公路-Ⅰ级荷载标准取值，钢筋混凝土重度取25KN/m3，沥青混凝土重度取22KN/m3，计算单位取KN.m。

根据《公路桥涵设计通用规JTGD60-2004》第4.3.1条规定可知：

1）车道荷载的计算图式如下图：

图2.1车道荷载

2）车辆荷载的立面、平面尺寸见图2.2、图2.3以及车辆荷载横向布置如图2.4所示。

图2.2车辆荷载立面尺寸（图中尺寸单位为m，荷载单位为KN）

图2.3车辆荷载平面尺寸（图中尺寸单位为m，荷载单位为KN）

图2.4车辆荷载横向布置（图中尺寸单位为m）

公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级采用相同的车辆荷载技术指标，见表2.1。

表2.1车辆荷载的主要技术指标

结构计算模型尺寸拟定分别如图2.5、图2.6：

图2.5梁柱结构计算模型

图2.6板结构计算模型

荷载计算，采用荷载标准值加载：

（1）计算梁柱结构体系荷载

①盖板结构+沥青路面自重均布荷载如下：

板宽取5.25m，板厚0.4m，沥青层0.1m，则每延米荷载：

G板+G沥青=0.4m×5.25m×25KN/m3+0.1m×5.25m×22KN/m3=65KN/m。

图2.7盖板结构+沥青路面自重

②沿梁纵向布置的管线自重均布荷载如下：

主要存在的管线有：

直径900mm、600mm两根砼排水管，直径400mm、200mm两根铸铁给水管，经计算每延米自重分别为4.34KN/m，2.86KN/m，1.89KN/m，0.56KN/m，则G管=0.56+1.89+2.86+4.34=9.65KN/m，取整为10KN/m。

图2.8管线自重均布荷载

③车道荷载的均布荷载标准值：

根据《公路桥涵设计通用规JTGD60-2004》，车道荷载均布荷载标准值qk=10.5KN/m。

图2.9车道荷载的均布荷载

④车道荷载的集中荷载标准值：

根据《公路桥涵设计通用规JTGD60-2004》，车道荷载集中荷载标准值利用插值法求得PK=180+（5.25-5）/（50-5）×（360-180）=181KN/m。

车道荷载的集中荷载作用于跨中时：

图2.10车道荷载的集中荷载作用于跨中时

车道荷载的集中荷载作用于支座处时：

图2.11车道荷载的集中荷载作用于支座处时

（2）计算盖板结构荷载

①施工超载：

施工超载取20KN/m，加载方式如下：

图2.12施工荷载

②车辆荷载：

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规JTGD62-2004》第4.1.3条规定可知：

1）平行于板跨径方向的荷载分布宽宽：

（2.1）

2）单个车轮作用在跨中时，垂直于板跨径方向的荷载分布宽度：

≥（2.2）

3）多个相同车轮在板的跨径中部时，当单个车轮按上式计算的荷载分布有重叠时：

≥（2.3）

其中，—垂直于板跨方向的车轮着地尺寸；

—平行于板跨方向的车轮着地尺寸；

—铺装层厚度；

—板的厚度；

多个车轮时外轮之间的中距；

—板的计算跨径。

经分析，板结构为单向板，板厚0.4m，铺装厚度为0.1m，板的计算跨径为4.8m，根据规可知，车辆轴重取140KN。

平行于板跨径方向荷载分布宽度为=0.6+0.2=0.8m，

垂直于板的跨径方向荷载分布宽度a：

单个车轮在板的跨径中部时,2/3=（0.2+0.1*2）+4.8/3=2m>1.4m

，即多轮时，荷载分布有重叠则应按两轮计算a=2/3=（0.2+0.1*2）+

1.4+4.8/3=3.4m<=2*4.8/3+1.4=4.6m，则取a=4.6m；

两个车轮的作用于板的荷载分布面积为0.4×4.6m，荷载大小为140KN，则以每延米计算时，板上作用的汽车荷载为140/（4.6×0.8）×1=38KN/m，如图

图2.13车辆荷载

③沿梁纵向布置的管线形成的集中荷载：

经计算，主要存在的管线每延米自重分别为4.34KN/m，2.86KN/m，1.89KN/m，0.56KN/m。

图2.14管线集中荷载

三、计算结果分析及抗剪、裂缝、挠度验算

1、根据SAP2000软件分析，承载能力极限状态与正常使用极限状态下的最大弯矩、轴力、剪力计算结果如下列表：

1）纵梁力计算结果

梁

正常使用极限

最大跨中弯矩（KN.m）

最大支座负弯矩（KN.m）

最大支座剪力（KN）

轴力（KN）

1249.9

1136.5

815.8

15.4

承载力极限

最大跨中弯矩（KN.m）

最大支座负弯矩（KN.m）

最大支座剪力（KN）

轴力（KN）

1910.4

1674

1194.2

22.7

2）柱力计算结果

柱

正常使用极限

最大跨中弯矩（KN.m）

最大支座弯矩（KN.m）

最大支座剪力（KN）

轴力（KN）

0

192.4

18

2040

承载力极限

最大跨中弯矩（KN.m）

最大支座弯矩（KN.m）

最大支座剪力（KN）

轴力（KN）

0

272.9

25.5

2925

3）板力计算结果

板

正常使用极限

最大跨中弯矩（KN.m）

最大支座弯矩（KN.m）

最大支座剪力（KN）

轴力（KN）

30.9

173.4

102

0

承载力极限

最大跨中弯矩（KN.m）

最大支座弯矩（KN.m）

最大支座剪力（KN）

轴力（KN）

51.8

234.1

137.7

0

2、根据SAP2000计算得出的构件在正常使用极限状态下的最大弯矩和轴力，采用morgain结构快速计算软件进行梁和板裂缝及跨中挠度配筋验算，最大裂缝宽度为0.3mm，最大挠度为[/800]。

验算结果如下：

1）纵梁裂缝及挠度配筋验算结果

构件名称

尺寸

构件部位

弯矩（KN.m）

轴力（KN）

配筋

裂缝（mm）

挠度

梁

1200mm×1200mm

跨中

1249.9

0

10Φ28

0.245

支座

1136.5

0

10Φ28

0.191

2）板裂缝及挠度配筋验算结果

构件名称

尺寸

构件部位

弯矩（KN.m）

轴力（KN）

配筋

裂缝（mm）

挠度

板

400mm×1000mm

跨中

30.9

0

6.67Φ22

0.017

支座

173.4

0

6.67Φ22

0.236

3、根据SAP2000计算得出的柱和板在承载力极限状态下的轴力和剪力，采用morgain结构快速计算软件进行柱的抗压承载力配筋验算和梁、板抗剪承载力配筋验算，结果如下：

1）柱抗压承载力配筋验算结果

构件名称

尺寸

轴力（KN）

x向柱顶端弯矩（KN.m）

x向柱底端弯矩（KN.m）

y向柱顶端弯矩（KN.m）

y向柱底端弯矩（KN.m）

配筋

柱

Φ1000

2925

273

135

44

65

10Φ25

2）梁抗剪承载力配筋验算结果

构件名称

尺寸

构件部位

剪力（KN）

0.25βcfcbh0

截面素混凝土抗剪（KN）

按构造要求配置箍筋

梁

1200mm×1200mm

支座

876.7

4933.5

1381.38

3）板抗剪承载力配筋验算结果

构件名称

尺寸

构件部位

剪力（KN）

0.25βcfcbh0

截面素混凝土抗剪（KN）

无需配抗剪钢筋

板

400mm×1000mm

支座

137.7

1251.25

350.35

四、SAP2000计算结果附图

1.梁柱体系

1）正常使用极限状态

①车道荷载的集中荷载作用于跨中时：

图4.1.1正常使用极限状态弯矩

图4.1.2正常使用极限状态剪力

图4.1.3正常使用极限状态轴力

②车道荷载的集中荷载作用于支座时：

图4.1.4正常使用极限状态弯矩

图4.1.5正常使用极限状态剪力

图4.1.6正常使用极限状态轴力

2）承载力极限状态

①车道荷载的集中荷载作用于跨中时：

图4.1.7承载力极限状态弯矩

图4.1.8承载力极限状态剪力

图4.1.9承载力极限状态轴力

②车道荷载的集中荷载作用于支座时：

图4.1.10承载力极限状态弯矩

图4.1.11承载力极限状态剪力

图4.1.12承载力极限状态轴力

2.板柱体系

1）正常使用极限状态

图4.2.1正常使用极限状态弯矩

图4.2.2正常使用极限状态剪力

图4.2.3正常使用极限状态轴力

2）承载力极限状态

图4.2.4承载力极限状态弯矩

图4.2.5承载力极限状态剪力

图4.2.6承载力极限状态轴力

五、附图

附图1.铺盖体系平面图

附图2.铺盖体系剖面图

附图3.附Ⅲ号出入口围护结构基坑计算的力包络图

图5.1力包络图