渡槽结构计算书
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1、模板底模δ=20mm的竹胶板。
模板容许应力[σ0]=12MPa,弹性模量E=9×103MPa。
2、纵横向方木纵向方木截面尺寸为15×15cm,放置于顶托上。
横向方木截面尺寸为15×15cm,放置于纵向方木上,间距为25cm。
3、支架支架采用碗扣式脚手架,碗扣支架钢管为φ48、d=3.6mm,材质为A3钢,轴向容许应力[σ0]=205 MPa。
支架布置:横向间距:80cm;纵向间距80cm,横杆步距120cm,每隔2.5m设置一道剪刀撑。
4、荷载计算:支架总长度为:1940米,支架总重量为:7.76T。
模板采用方木、胶合板组合而成,总方量约为3m³,木材容重为600kg/m3,则模板总重为:2T。
(1)、拱形渡槽考虑拱形条石45块×1m×0.3m×0.3m×2.2T/m³=8.91KN拱形上部受力区域F=12×1×1.2×2.2=31.68KN共计:8.91+31.68=40.59KN,考虑为渡槽拆除工程故考虑1.2系数,即为:48.7KN (2)、模板及方木取F2=1.0kN/m2(3)、施工人员、施工料具荷载均布施工荷载F3=1.5kN/m2根据《路桥施工计算手册》,验算强度时,荷载组合为1—3,验算刚度时,荷载组合为1、2,荷载分项系数,混凝土自重荷载和模板荷载取1.2,其余荷载取1.4。
底板区F=1.2×(25.22+1)+1.4×6=39.86KN/m2支架立杆立杆承受顺桥向方木传递给其的荷载,底板区80cm×80cm平面内的荷载。
(1)、单根立杆荷载底板区:N2=48.7×0.8×0.8=21.52kN/㎡故单根立杆承受的最大荷载N=N1+N3=30.39KN/㎡。
横杆步距按1.2m计算,故立杆计算长度l0=kμh=1.155×1.0×1.2=1.386。
渡槽设计任务书1.设计课题某灌区输水渠道上装配整体式钢筋混凝土矩形带横杆渡槽2.设计资料根据初步设计成果,提出设计资料及有关数据如下:1)该输水渡槽跨越142m长的低洼地带见下图,需修建通过15m3/s设计流量及16m3/s校核流量,渡槽无通航要求。
经水力计算结果,槽身最大设计水深H=2.75m,校核水深为2.90m。
支承结构采用刚架,槽身及刚架均采用整体吊装的预制装配结构。
设计一节槽身及一个最大高度的刚架。
2)建筑物等级4级。
3)建筑材料:混凝土强度等级槽身及刚架采用C25级;钢筋槽身及刚架受力筋为HRB335;分布筋、箍筋、基础钢筋HPB235。
4)荷载钢筋混凝土重力密度 25KN/m3;人行道人群荷载 2.5KN/m2栏杆重 1.5KN/m25)使用要求:槽身横向计算迎水面裂缝宽度允许值[W smax]=0.25mm,[W Lmax]=0.20mm。
槽身纵向计算底板有抗裂要求。
槽身纵向允许挠度[f s]=l0/500,[f L]=l0/550。
6)采用:水工混凝土结构设计规范(SL/T191-2008)。
3.设计要求在规定时间内,独立完成下列成果:1)设计计算书一份。
包括:设计题目、设计资料,结构布置及尺寸简图;槽身过水能力计算、槽身、刚架的结构计算(附必要的计算草图)。
2)设计说明书一份。
包括对计算书中没有表达完全部分的说明。
3)施工详图,一号图纸一张。
包括:槽身、刚架配筋图、钢筋表及必要说明。
图纸要求布局合理,线条粗细清晰,尺寸、符号标注齐全,符合制图标准要求。
4.附图渡槽计算书一、 水力计算,拟定渡槽尺寸初步选取每节槽身长度14.2m ,槽身底坡i=11000,取该渡槽槽壁糟率n=0.013,设底宽b=2.5m ,①按设计水深h=2.75m 过水面积:2A b 2.5 2.75 6.875h m =⨯=⨯=湿周:2 2.52 2.758X b h m =+=+⨯=水力半径:0.859A R mX ==111662110.85975/0.013C R m sn =⨯=⨯=流量:3m 6.8757515.1Q s ==⨯⨯=满足设计要求②按校核水深h=2.9m过水面积:2A b 2.5 2.97.25h m =⨯=⨯=湿周:2 2.52 2.98.3X b h m =+=+⨯=水力半径:0.873AR m X ==111662110.87375.2/0.013C R m sn =⨯=⨯=流量:3m 7.2575.216.1Q AC s ==⨯⨯=满足校核要求二、槽身计算纵向受拉钢筋配筋计算(满槽水+人群荷载)1、内力计算:(1)、半边槽身(见下图)每米长度的自重值()()1g KN1.052250.713 1.552.213m g k g RC g g S A g γγγ=∙=⨯⨯++=⨯⨯++=栏杆横杆每米内:2.50.6KN 0.30.1250.713m 2g-=⨯⨯⨯=横杆半边槽身面积:(0.30.4)0.10.80.10.3 1.1520.40.422 2.80.30.080.345220.160.070.840.160.3452S +⨯=⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯+⨯++⨯+++++=满槽水时半边槽身每米长度承受水重设计值(忽略托乘长度)222 1.100.5 2.5 2.911039.875Q k Q w KNq q V mγγγ=⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=水半边槽身每米长度承受人群荷载设计值:2 1.20 2.5113k Q k KNq q m γ=⨯=⨯⨯⨯=总的均布荷载:80.088KNP m =槽身跨度取7m(2)、槽身纵向受力时,按简支梁处理计算跨度:0 5.6,7,1.05 5.88, 6.35.88n n n l m l m l m l a m l m===+==(3)跨中截面弯矩设计值(四级建筑物 k=1.15)2011.152948m M KS p l KN M==⨯⨯⨯=∙2、配筋计算:211.9c Nf mm=,2300y Nf mm =①承载力计算中,由于侧墙受拉区混凝土会开裂,不考虑混凝土承受拉力,故把侧墙看做T 型梁:'400500b 300,4502f h mm +===H 选为校核水深,按短暂情况的基本组合考虑,估计钢筋需排成两排取a=90mm,0370*******h h a mm =-=-=,确定'f b ,'500f h mm=,'05000.13610fh h =>,为独立T 型梁:故'013940464733fl b mm===,''12300125006300f f b b h mm=+=+⨯=上述两值均大于翼缘实有宽度,取'400f b mm=②鉴别T 形梁所属类型1.15294338KM KN m=⨯=∙,'''0h 50011.940050036107996.822fc f f h b h h KN m KM ⎛⎫⎛⎫ ⎪-=⨯⨯⨯-=∙> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭故为第一类T 型截面()'fx h ≤,按宽度为400mm 的单筋矩形截面计算,6'220338100.05411.94003610s c f KM f b h α⨯===⨯⨯,10.0560.850.468b ξξ=-=<=,'0211.90.05640036103207300c f s yf b h A mm f ξ⨯⨯⨯===,min 032070.3%0.2%3003610s A bh ρρ===>=⨯,满足要求,故可配置6B18和6B2023411mm s A=实,③抗裂验算:()()'22'00''221826ff E s f f E sh bh b b A h y mm bh b b h A αα+-+==+-+,()()()3'''302114000 5.21033fff E s b bybb y I A h y mm α--=-+-=⨯300I 277.5h-W mm y ==,查附录表3得截面抵抗矩塑性系数m γ=1.50考虑截面高度的影响对m γ值进行修正,得:3000.7 1.50 1.23000m γ⎛⎫=+⨯= ⎪⎝⎭,在荷载效应标准组合下0.85ct α=,0330294m ct tk f W KN m KN m γα=∙>∙,故槽身抗裂满足要求。
渡槽设计计算书一、设计基本资料1.1项目的综合描述根据丰田灌区渠系规划,在灌区输水干渠上需建造一座跨越小禹河的渡槽,由左岸向右岸输水。
渡槽槽址及渡槽轴线已由规划选定(见渡槽槽址地形图)。
渡槽按4级建筑物设计。
1.2气候条件槽址地区位于大禹乡境内,植被良好。
夏季最高气温36℃,冬季最低气温-32℃,最大冻层深度1.7m。
地区最大风力为9级,相应风速v=24m/s。
1.3水文条件根据水文实测及调查,槽址处小禹河平时基流量在0.2―0.4m3/s之间,有时断流。
洪水多发生在每年7、8月份;春汛一般发生在每年3月上旬,但流量不大。
经水文计算,槽址处设计洪水位为1242.41m,相应流量q=698m3/s;最高洪水位为1243.83m,相应流量q=1075m3/s。
据调查,洪水中漂浮物多为树木、牲畜,最大不超过400kg。
在春汛中无流冰发生。
槽址处的小鱼河两岸表面为壤土;砂石分布在表层和河床以下(见渡槽轴线剖面)。
基础壤土的基本承载力为34 t/m2;砂卵石43吨/平方米。
1.4本项目的材料要求在建材方面,距槽址50km大禹镇有县办水泥厂一座,水泥质量合格,可满足渡槽建造水泥需要;槽址附近有大量砂石骨料分布,质量符合混凝土拌制需要,运距均在5km以内;槽址东北禹王山有石料可供开采,运距350km。
1.5上、下游渠道资料根据灌区渠系规划,渡槽上下游渠道坡度为1/5000。
渠道底宽按设计流量计算为2.7m,坡度为1:1.5,衬砌混凝土板。
渠道设计流量为每秒6立方米,增加流量为每秒7.5立方米。
渠道堤顶超高为0.5m。
根据灌区渠系规划,上游渠口(左岸)水面高程加大流量时为1251.04m。
下游渠口(右岸)水面高程加大流量时为1250.54m。
渠口位置见渡槽槽址地形图。
一1.6设计要求1.学生必须在规定期限内独立完成以下毕业设计内容,并提交毕业设计纸质版和电子版各一份。
2、毕业设计内容要达到设计的要求,设计说明书要叙述简明,计算正确,符合编写规程要求。
目录1. 工程概况 (1)2.槽身纵向内力计算及配筋计算 (1)(1)荷载计算 (2)(2)内力计算 (2)(3)正截面的配筋计算 (3)(4)斜截面强度计算 (4)(5)槽身纵向抗裂验算 (5)3.槽身横向内力计算及配筋计算 (6)(1)底板的结构计算 (8)(2)渡槽上顶边及悬挑部分的结构计算 (8)(3)侧墙的结构计算 (9)(4)基地正应力验算 (15)1. 工程概况重建渡槽带桥,原渡槽后溢洪道断面下挖,以满足校核标准泄洪要求。
目前,东方红干渠已整修改造完毕,东方红干渠设计成果显示,该渡槽上游侧渠底设计高程为165.50m,下游侧渠底设计高程为165.40m。
本次设计将现状渡槽拆除,按照上述干渠设计底高程,结合溢洪道现状布置及底宽,在原渡槽位重建渡槽带桥,上部桥梁按照四级道路标准,荷载标准为公路-Ⅱ级折减,建筑材料均采用钢筋砼,桥面总宽5m。
现状渡槽拆除后,为满足东方红干渠的过流要求及溢洪道交通要求,需重建跨溢洪道渡槽带桥。
新建渡槽带桥轴线布置于溢洪道桩号0+95.25,同现状渡槽桩号,下底面高程为165.20m,满足校核水位+0.5m超高要求,桥面高程167.40m,设计为现浇结合预制混凝土结构,根据溢洪道设计断面,确定渡槽带桥总长51m,8.5m×6跨。
上部结构设计如下:渡槽过水断面尺寸为2.7×1.6m,同干渠尺寸,采用C25钢筋砼,底及侧壁厚20cm,顶壁厚30cm,筒型结构,顶部两侧壁水平挑出1.25m,并在顺行车方向每隔2m设置一加劲肋,维持悬挑板侧向稳定,桥面总宽5m,路面净宽4.4m,设计荷载标准为公路-Ⅱ级折减,两侧设预制C20钢筋砼栏杆,基础宽0.5m。
下部结构设计如下:下部采用C30钢筋混凝土双柱排架结构,并设置横梁,由于地基为砂岩,基础采用人工挖孔端承桩,尺寸为1.2×1.2m,基础深入岩层弱风化层1.0m,盖梁尺寸为4×1.6×1.2m。
渡槽设计任务书1. 设计课题某灌区输水渠道上装配整体式钢筋混凝土矩形带横杆渡槽2. 设计资料根据初步设计成果,提出设计资料及有关数据如下:1) 该输水渡槽跨越142m 长的低洼地带见下图,需修建通过15m 3/s 设计流量及16m 3/s 校核流量,渡槽无通航要求。
经水力计算结果,槽身最大设计水深H=2.75m ,校核水深为2.90m 。
支承结构采用刚架,槽身及刚架均采用整体吊装的预制装配结构。
设计一节槽身及一个最大高度的刚架。
2) 建筑物等级4级。
3) 建筑材料:混凝土强度等级 槽身及刚架采用C25级;钢筋 槽身及刚架受力筋为HRB335;分布筋、箍筋、基础钢筋HPB235。
4) 荷载钢筋混凝土重力密度 25KN/m 3; 人行道人群荷载 2.5KN/m 2 栏杆重 1.5KN/m 2 5) 使用要求:槽身横向计算迎水面裂缝宽度允许值[W smax ]=0.25mm,[W Lmax ]=0.20mm 。
槽身纵向计算底板有抗裂要求。
槽身纵向允许挠度[f s ]=l/500,[fL]=l/550。
6)采用:水工混凝土结构设计规范(SL/T191-2008)。
3.设计要求在规定时间内,独立完成下列成果:1)设计计算书一份。
包括:设计题目、设计资料,结构布置及尺寸简图;槽身过水能力计算、槽身、刚架的结构计算(附必要的计算草图)。
2)设计说明书一份。
包括对计算书中没有表达完全部分的说明。
3)施工详图,一号图纸一张。
包括:槽身、刚架配筋图、钢筋表及必要说明。
图纸要求布局合理,线条粗细清晰,尺寸、符号标注齐全,符合制图标准要求。
4.附图渡槽计算书一、 水力计算,拟定渡槽尺寸初步选取每节槽身长度14.2m ,槽身底坡i=11000,取该渡槽槽壁糟率n=0.013,设底宽b=2.5m ,①按设计水深h=2.75m 过水面积:2A b 2.5 2.75 6.875h m =⨯=⨯=湿周:2 2.52 2.758X b h m =+=+⨯=水力半径:0.859A R mX ==111662110.85975/0.013C R m sn =⨯=⨯=流量:3m 6.8757515.1Q s ==⨯⨯=满足设计要求②按校核水深h=2.9m过水面积:2A b 2.5 2.97.25h m =⨯=⨯=湿周:2 2.52 2.98.3X b h m =+=+⨯= 水力半径:0.873AR m X ==111662110.87375.2/0.013C R m sn =⨯=⨯=流量:3m7.2575.216.1Q AC s==⨯⨯=满足校核要求二、槽身计算纵向受拉钢筋配筋计算(满槽水+人群荷载)1、内力计算:(1)、半边槽身(见下图)每米长度的自重值()()1gKN1.052250.713 1.552.213mg k g RCg g S A gγγγ=∙=⨯⨯++=⨯⨯++=栏杆横杆每米内:2.50.6KN0.30.1250.713m2g-=⨯⨯⨯=横杆半边槽身面积:(0.30.4)0.10.80.10.3 1.1520.40.422 2.80.30.080.345220.160.070.840.160.3452S+⨯=⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯+⨯++⨯+++++=满槽水时半边槽身每米长度承受水重设计值(忽略托乘长度)2221.100.52.5 2.911039.875Q k Q wKNq q V m γγγ=⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=水半边槽身每米长度承受人群荷载设计值:21.202.5113k Q kKNq q mγ=⨯=⨯⨯⨯=总的均布荷载:80.088KNP m =槽身跨度取7m(2)、槽身纵向受力时,按简支梁处理 计算跨度:0 5.6,7,1.05 5.88, 6.35.88n n n l m l m l m l a m l m===+==(3)跨中截面弯矩设计值(四级建筑物 k=1.15)2011.152948m M KS p l KN M==⨯⨯⨯=∙2、配筋计算:211.9c Nf mm=,2300y Nf mm =①承载力计算中,由于侧墙受拉区混凝土会开裂,不考虑混凝土承受拉力,故把侧墙看做T 型梁:'400500b 300,4502fh mm+===H 选为校核水深,按短暂情况的基本组合考虑,估计钢筋需排成两排取a=90mm,0370*******h h a mm =-=-=,确定'f b ,'500f h mm=,'05000.13610fh h =>,为独立T 型梁:故'013940464733fl b mm===,''12300125006300f f b b h mm=+=+⨯=上述两值均大于翼缘实有宽度,取'400f b mm=②鉴别T 形梁所属类型1.15294338KM KN m=⨯=∙,'''0h 50011.940050036107996.822fc ff h b h h KN m KM ⎛⎫⎛⎫ ⎪-=⨯⨯⨯-=∙> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭故为第一类T 型截面()'fx h ≤,按宽度为400mm 的单筋矩形截面计算,6'220338100.05411.94003610s c f KM f b h α⨯===⨯⨯,10.0560.850.468b ξξ=-=<=,'0211.90.05640036103207300c f s yf b h A mm f ξ⨯⨯⨯===,min 032070.3%0.2%3003610s A bh ρρ===>=⨯,满足要求,故可配置6B18和6B2023411mm s A =实,③抗裂验算:()()'22'00''221826ff E s f f E sh bh b b A h y mm bh b b h A αα+-+==+-+,()()()3'''302114000 5.21033fff E s b bybb y I A h y mm α--=-+-=⨯300I 277.5h-W mm y ==,查附录表3得截面抵抗矩塑性系数m γ=1.50考虑截面高度的影响对m γ值进行修正,得:3000.7 1.50 1.23000m γ⎛⎫=+⨯= ⎪⎝⎭,在荷载效应标准组合下0.85ct α=,0330294m ct tk f W KN m KN m γα=∙>∙,故槽身抗裂满足要求。
一、基本资料1.1工程等别根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)、《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99)和《村镇供水工程技术规范》(SL687—2014)的规定,工程设计引水流量为3.9m³/s,供水对象为一般,确定本项目为Ⅳ等小(1)型工程。
主要建筑物等级为4等,次要建筑物等级为5等,临时建筑物等级为5等。
渡槽过水流量≤5m³/s,故渡槽等级均为5级。
1.2设计流量及上下游渠道水力要素正常设计流量1.83m³/s,加大流量2.29 m³/s。
1.3渡槽长度槽身长725m,进出口总水头损失0.5m。
1.4地震烈度工程区位于安陆市北部的洑水镇、接官乡和赵鹏镇三个乡镇,属构造剥蚀丘岗地貌。
根据国家标准1:400万《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),工程区地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,相应的地震基本烈度小于Ⅵ度,建筑物不设防。
1.5水文气象资料安陆市属亚热带季风气候区,春秋短,冬夏长,四季分明,兼有南北气候特点。
年最高气温40.5℃,最低气温-15.3℃,多年平均气温15.9℃。
年日照时数1920—2440h,日照率49%,居邻近各县(市)之冠。
太阳总辐射年平均112千卡/cm2,年际变化不大,4-10月辐射量占全年的71.43%。
10℃以上积温为4486—4908℃。
多年平均无霜期246d。
境内多年平均降雨量1117mm,年降雨量很不稳定,最多年份可达1772.6mm (1954年),最少年份只有652.9 mm(1978年),降水量年内分配很不均匀,4-10月份平均降雨量占全年降雨量的85%以上,多年平均蒸发量1587.3mm,由于降水量年际和年内间变化大,导致洪涝旱灾发生频繁。
二、水力计算2.1槽身水力计算槽身水力计算采用明渠均匀流公式:Q=AR2/3i1/2/n式中:Q——设计流量,m3/s;A——槽身过水断面面积,m2;R——水力半径,m;i——槽身纵坡;n——糙率系数,混凝土槽身一般采用n=0.013~0.014。
一、设计基本资料1.1工程综合说明根据丰田灌区渠系规划,在灌区输水干渠上需建造一座跨越小禹河的渡槽,由左岸向右岸输水。
渡槽槽址及渡槽轴线已由规划选定(见渡槽槽址地形图)。
渡槽按4级建筑物设计。
1.2气候条件槽址地区位于大禹乡境内,植被良好。
夏季最高气温36℃,冬季最低气温-32℃,最大冻层深度1.7m。
地区最大风力为9级,相应风速v = 24 m / s。
1.3水文条件根据水文实测及调查,槽址处小禹河平时基流量在0.2—0.4 m3/S之间,有时断流。
洪水多发生在每年7、8月份;春汛一般发生在每年3月上旬,但流量不大。
经水文计算,槽址处设计洪水位为1242.41m,相应流量 Q = 698 m3/S;最高洪水位为1243.83m,相应流量 Q = 1075 m3/S。
据调查,洪水中漂浮物多为树木、牲畜,最大不超过400 kg。
在春汛中无流冰发生。
槽址处小禹河两岸表层为壤土分布;表层以下及河床为砂卵石分布(见渡槽轴线断面图)。
地基基本承载力壤土为34 t / m2;砂卵石为43 t / m2。
1.4工程所需材料要求在建材方面,距槽址50km大禹镇有县办水泥厂一座,水泥质量合格,可满足渡槽建造水泥需要;槽址附近有大量砂石骨料分布,质量符合混凝土拌制需要,运距均在5km以内;槽址东北禹王山有石料可供开采,运距350km。
1.5上、下游渠道资料根据灌区渠系规划,渡槽上下游渠道坡降均为1/5000。
渠道底宽按设计流量计算2.7 m,边坡1:1.5,采用混凝土板衬砌。
渠道设计流量6立方米每秒, 加大流量7.5立方米每秒。
渠道堤顶超高0.5m。
根据灌区渠系规划,上游渠口(左岸)水面高程加大流量时为1251.04m。
下游渠口(右岸)水面高程加大流量时为1250.54m。
渠口位置见渡槽槽址地形图。
1.6设计要求1、学生须在规定期限内独立完成下述毕业设计内容并提交纸质版和电子版毕业设计各一份。
2、毕业设计内容要达到设计的要求,设计说明书要叙述简明,计算正确,符合编写规程要求。
渡槽设计部分计算书渡槽设计任务书1.设计课题某灌区输水渠道上装配整体式钢筋混凝土矩形带横杆渡槽2.设计资料根据初步设计成果,提出设计资料及有关数据如下:1)该输水渡槽跨越142m长的低洼地带见下图,需修建通过15m3/s设计流量及16m3/s校核流量,渡槽无通航要求。
经水力计算结果,槽身最大设计水深H=2.75m,校核水深为2.90m。
支承结构采用刚架,槽身及刚架均采用整体吊装的预制装配结构。
设计一节槽身及一个最大高度的刚架。
2)建筑物等级4级。
3)建筑材料:混凝土强度等级槽身及刚架采用C25级;钢筋槽身及刚架受力筋为HRB335;分布筋、箍筋、基础钢筋HPB235。
4)荷载钢筋混凝土重力密度 25KN/m3;人行道人群荷载 2.5KN/m2栏杆重 1.5KN/m25)使用要求:槽身横向计算迎水面裂缝宽度允许值[W smax]=0.25mm,[W Lmax]=0.20mm。
槽身纵向计算底板有抗裂要求。
槽身纵向允许挠度[f s]=l0/500,[f L]=l0/550。
6)采用:水工混凝土结构设计规范(SL/T191-2008)。
3.设计要求在规定时间内,独立完成下列成果:1)设计计算书一份。
包括:设计题目、设计资料,结构布置及尺寸简图;槽身过水能力计算、槽身、刚架的结构计算(附必要的计算草图)。
2)设计说明书一份。
包括对计算书中没有表达完全部分的说明。
3)施工详图,一号图纸一张。
包括:槽身、刚架配筋图、钢筋表及必要说明。
图纸要求布局合理,线条粗细清晰,尺寸、符号标注齐全,符合制图标准要求。
4.附图渡槽计算书一、 水力计算,拟定渡槽尺寸初步选取每节槽身长度14.2m ,槽身底坡i=11000,取该渡槽槽壁糟率n=0.013,设底宽b=2.5m ,①按设计水深h=2.75m 过水面积:2A b 2.5 2.75 6.875h m =⨯=⨯=湿周:2 2.52 2.758X b h m =+=+⨯= 水力半径:0.859AR m X ==111662110.85975/0.013C R m sn =⨯=⨯= 流量:31m i 6.875750.85915.11000Q R s==⨯⨯⨯=满足设计要求②按校核水深h=2.9m过水面积:2A b 2.5 2.97.25h m =⨯=⨯=湿周:2 2.52 2.98.3X b h m =+=+⨯=水力半径:0.873A R mX ==111662110.87375.2/0.013C Rm sn =⨯=⨯=流量:3m 7.2575.216.1Q s ==⨯⨯=满足校核要求二、槽身计算纵向受拉钢筋配筋计算(满槽水+人群荷载)1、内力计算:(1)、半边槽身(见下图)每米长度的自重值()()1g KN1.052250.713 1.552.213m g k g RC g g S A g γγγ=∙=⨯⨯++=⨯⨯++=栏杆横杆每米内:2.50.6KN 0.30.1250.713m 2g-=⨯⨯⨯=横杆半边槽身面积:(0.30.4)0.10.80.10.3 1.1520.40.422 2.80.30.080.345220.160.070.840.160.3452S +⨯=⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯+⨯++⨯+++++=满槽水时半边槽身每米长度承受水重设计值(忽略托乘长度)222 1.100.5 2.5 2.911039.875Q k Q w KNq q V mγγγ=⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=水半边槽身每米长度承受人群荷载设计值:2 1.20 2.5113k Q k KNq q m γ=⨯=⨯⨯⨯=总的均布荷载:80.088KNP m =槽身跨度取7m(2)、槽身纵向受力时,按简支梁处理 计算跨度:0 5.6,7,1.05 5.88, 6.35.88n n n l m l m l m l a m l m===+==(3)跨中截面弯矩设计值(四级建筑物 k=1.15)2011.152948m M KS p l KN M==⨯⨯⨯=∙2、配筋计算:211.9c Nf mm=,2300y Nf mm =①承载力计算中,由于侧墙受拉区混凝土会开裂,不考虑混凝土承受拉力,故把侧墙看做T 型梁:'400500b 300,4502fh mm+===H 选为校核水深,按短暂情况的基本组合考虑,估计钢筋需排成两排取a=90mm,0370*******h h a mm =-=-=,确定'f b ,'500f h mm=,'05000.13610fh h =>,为独立T 型梁:故'013940464733fl b mm===,''12300125006300f f b b h mm=+=+⨯=上述两值均大于翼缘实有宽度,取'400f b mm=②鉴别T 形梁所属类型1.15294338KM KN m=⨯=∙,'''0h 50011.940050036107996.822fc ff h b h h KN m KM ⎛⎫⎛⎫ ⎪-=⨯⨯⨯-=∙> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭故为第一类T 型截面()'fx h ≤,按宽度为400mm 的单筋矩形截面计算,6'220338100.05411.94003610s c f KM f b h α⨯===⨯⨯,1120.0560.850.468s b ξαξ=--=<=,'0211.90.05640036103207300c f s yf b h A mm f ξ⨯⨯⨯===,min 032070.3%0.2%3003610s A bh ρρ===>=⨯,满足要求,故可配置6B 18和6B 2023411mm s A=实,③抗裂验算:()()'22'00''221826ff E s f f E sh bhb b A h y mm bh b b h A αα+-+==+-+,()()()3'''302114000 5.21033fff E s b bybb y I A h y mm α--=-+-=⨯300I 277.5h-W mm y ==,查附录表3得截面抵抗矩塑性系数m γ=1.50考虑截面高度的影响对m γ值进行修正,得:3000.7 1.50 1.23000m γ⎛⎫=+⨯= ⎪⎝⎭,在荷载效应标准组合下0.85ct α=,0330294m ct tk f W KN m KN m γα=∙>∙,故槽身抗裂满足要求。
一、槽身纵向内力计算及配筋计算根据支承形式,跨宽比及跨高比的大小以及槽身横断面形式等的不同,槽身应力状态与计算方法也不同,对于梁式渡槽的槽身,跨宽比、跨高比一般都比较大,故可以按梁理论计算。
槽身纵向按正常过水高程计算(本渡槽设计水位高程取60cm)。
图1—1 槽身横断面型式(单位:mm)1、荷载计算根据设计拟定,渡槽的设计标准为5级,使用年限50年所以渡槽的安全级别Ⅲ级,则安全系数为γ=0.9(DL-T 5057 -2009规范),C30混凝土重度为γ=25kN/m3(根据水工混凝土结构设计规范DL-T 5057-2009:6.1.7条),正常运行期为持久状况,其设计状况系数为ψ=1.0,荷载分项系数为:永久荷载分项系数γG=1.05,可变荷载分项系数γQ =1.20(《水工建筑物荷载设计规范》(DL 5057 -1997规范)),结构系数为γd=1.2(DL-T5057 -2009规范)。
纵向计算中的荷载一般按匀布荷载考虑,包括槽身重力(栏杆等小量集中荷载也换算为匀布的)、槽中水体的重力及人群荷载。
其中槽身自重、水重为永久荷载,而人群荷载为可变荷载。
(1)槽身自重:标准值:G1k =γψγ(V1+2V2+V3)=0.9×1×25×(0.15×2.3+0.7×0.25×2+1.4×0.2)=21.94(kN/m)设计值:G1=γG×g1k=1.05×21.94=23.04(kN/m)(a )面板自重设计值:g 1=γG γ0ψγV 1=1.05×0.9×1×25×(0.15×2.3)=8.15(kN/m ) (b )腹板自重设计值:g 2=γG γ0ψγ2V 2=1.05×0.9×1×25×(0.25×0.7)×2=8.27(kN/m ) (c )底板自重设计值:g 3=γG γ0ψγV 3=1.05×0.9×1×25×(1.4×0.2)=6.62(kN/m ) (2)水重:标准值:G 2k =γ0ψγV 4=0.9×9.81×1×(0.6×0.9)=4.77(kN/m )设计值:G 2=γG ×g 2k =1.05×4.77=5.01(kN/m )(3)栏杆荷载:本设计采用大理石栏杆,大理石的容重γ1=28kN/m3,缘石采用C30 混凝土预制,C25混凝土重度为γ=25kN/m 3。
渡槽设计任务书设计课题某灌区输水渠道上装配整体式钢筋混凝土矩形带横杆渡槽设计资料根据初步设计成果,提出设计资料及有关数据如下:该输水渡槽跨越142m 长的低洼地带见下图,需修建通过15m3/s 设计流量及16m3/s 校核流量,渡槽无通航要求。
经水力计算结果,槽身最大设计水深H二,校核水深为。
支承结构采用刚架,槽身及刚架均采用整体吊装的预制装配结构。
设计一节槽身及一个最大高度的刚架。
建筑物等级4 级。
建筑材料:混凝土强度等级槽身及刚架采用C25级;钢筋槽身及刚架受力筋为HRB335分布筋、箍筋、基础钢筋HPB235。
钢筋混凝土重力密度25KN/m3;人行道人群荷载m2栏杆重m2使用要求:槽身横向计算迎水面裂缝宽度允许值[W smax]=,[W Lmax]=槽身纵向计算底板有抗裂要求。
槽身纵向允许挠度[f s ]=l o /5OO,[f L ]=l o /55O 。
采用:水工混凝土结构设计规范(SL/T191-2008。
设计要求在规定时间内,独立完成下列成果:设计计算书一份。
包括:设计题目、设计资料,结构布置及尺寸简图; 槽身过水能力计算、槽身、刚架的结构计算(附必要的计算草图)。
设计说明书一份。
包括对计算书中没有表达完全部分的说明。
施工详图,一号图纸一张。
包括:槽身、刚架配筋图、钢筋表及必要 说明。
图纸要求布局合理,线条粗细清晰,尺寸、符号标注齐全,符合制图 标准要求。
附图洼地长(M--20.00MJ'lTI'b渠道 进口段5.00M渡槽计算书水力计算,拟定渡槽尺寸渠道 进口段槽底高程(M )初步选取每节槽身长度,槽身底坡i=1000,取该渡槽槽壁糟率n=,设底宽b=,①按设计水深h=过水面积: h 2.5 2.7526.875m湿周:X2h 2.5 2 2.758m水力半径: 1 C 二 R6nQ 10.013 0.859m1 0.859°75m'2/s75严8591000 15“满足设计要求 ②按校核水深 h=过水面积: A b h 2.5 2.97.25m湿周:Xb 2h 2.5 2 2.98.3mR A 0.873m水力半径: XACI RT6.875 2流量: 1C 丄R6n1 0.01310.873®75.2m'2/sQ AC VRT 流量: 核要求 7.25 75.2 宀8731000 値1满足校1、槽身计算纵向受拉钢筋配筋计算(满槽水 +人群荷载)1、内力计算:(1)、半边槽身(见下图)每米长度的自重值g1 g ? g k g S A RC g栏杆g横杆1.05 2 25 0.713 1.5 52.213«%r I i I每米内:g 横杆0.3 2.520.6 0.1 25 0.713K%半边槽身面积:S 0.8 0.1 0.3 1.15 2 0.4 0.4 2 (0.3 0.4) 0.1 2 2.8 0.3 0.08 0.345 220.16 0.07 0.84 0.16 0.345 2满槽水时半边槽身每米长度承受水重设计值(忽略托乘长度)q水Q2 q k2 Q2 V w 1.10 0.5 2.5 2.9 1 10 39.875KN m半边槽身每米长度承受人群荷载设计值:qk Q qk21.202.5 1 1 3KNm总的均布荷载:P 80-088KN m槽身跨度取7m(2)、槽身纵向受力时,按简支梁处理计算跨度:l n5.6m,l 7m,1.05l n5.88m,l n a 6.3ml0 5.88m(3)跨中截面弯矩设计值(四级建筑物k=)b 300, h 'f400 500450mm拉力,故把侧墙看做T 型梁:② 鉴别T 形梁所属类型故为第一类T 型截面x hf,按宽度为400mm 的单筋矩形截面KM338 1060.054s计算,f c b f h^ 11.9 400 361021 .12 s 0.056 0.85 b 0.468M KS m 1.15-p lo 294KN ? M 82、配筋计算:119Nmm 2,f y 300Nmm 2①承载力计算中,由于侧墙受拉区混凝土会开裂,不考虑混凝土承受H 选为校核水深, 按短暂情况的基本组合考虑,估计钢筋需排成两排h f b f b fa=90mm,500mm I 0 313940h 0 h a 3700 90 3610mm,确定bfh f500h 0 3610 4647mm12h f 300 12 5000.1,为独立T 型梁:6300mm上述两值均大于翼缘实有宽度,取bf400mmKM 1.15 294 338KN ?m h c b 'f h f h °h 'f11.9 400 500 3610 誣 27996.8KN ?mKM③抗裂验算:进行修正,得:ct 0.85④槽身挠度验算:荷载标准值在槽身纵向跨中产生的弯矩值:M 294KN ?m,槽身纵向抗弯刚度:Bs 0.85EcI1.24 1016N ?mm2B 0.65Bs 8.06 1015N ?mm2A s ^0 11.9°.°56 400 36103207mm2300A sbh o 300 361032070.3% 0.2%,满足要求,故可配置6B18 和6B20A^ 3411mm2y。
工程名称: 哈密市五堡镇五堡大桥渡槽工程设计阶段:施工阶段渡槽计算书计算:日期:2015.09.01哈密托实水利水电勘测设计有限责任公司2015.09.011 基本资料五堡大桥渡槽定为4级建筑物,设计流量Q设=1.2m³/s ,加大流量Q m=1.56m³/s。
,渡槽总长25.6m,进口与上游改建梯形现浇砼渠道连接,出口与下游改建矩形现浇砼渠道连接。
2 渡槽选型与布置2.1 结构型式选择梁式渡槽的槽身是直接搁置于槽墩或槽架之上的。
为适应温度变化及地基不均匀沉陷等原因而引起的变形,必须设置变形缝将槽身分为独立工作的若干节,并将槽身与进出口建筑物分开。
变形缝之间的每一节槽身沿纵向是两个支点所以既起输水作用又起纵向梁作用。
根据支点位置的不同,梁式渡槽有简支梁式双悬臂梁式和单悬臂梁式三种型式。
单悬臂梁式一般只在双悬臂梁式向简支梁式过渡或与进出口建筑物连接时使用。
简支梁式槽身施工吊装方便,接缝止水构造简单,但跨中弯矩较大,底板受拉对抗裂防渗不利。
简支梁式槽身常用的跨度为8-15m。
本设计采用简支梁式槽身,跨度取为12.8m。
梁式渡槽的槽身采用钢筋混凝土结构。
2.2 总体布置渡槽的位置选择是选定渡槽的中心线及槽身起止点的位置。
本设计的渡槽的中心线已选定。
具体选择时可以从以下几方面考虑:(1)槽址应尽量选在地质良好、地形有利和便于施工的地方,以便缩短槽身长度、减少工程量、降低墩架高度;(2)槽轴线最好成一直线,进口和出口避免急转弯,否则将恶化水流条件,影响正常输水;(3)跨越河流的渡槽,槽轴线应与河道水流方向尽量成正交,槽址应位于河床及岸坡稳定、水流顺直的地段,避免位于河流转弯处;2.3 结构布置根据渠系规划确定,选用钢筋混凝土简支梁式渡槽进行输水,槽身采用带拉杆的矩形槽,支承结构采用单排架型式,两立柱之间设横梁,基础采用整体板式基础支撑排架。
渡槽全长25.6m,采用等跨布置方案,一跨长度为12.8m。
一、基本资料1.1工程等别根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)、《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99)和《村镇供水工程技术规范》(SL687—2014)的规定,工程设计引水流量为3.9m³/s,供水对象为一般,确定本项目为Ⅳ等小(1)型工程。
主要建筑物等级为4等,次要建筑物等级为5等,临时建筑物等级为5等。
渡槽过水流量≤5m³/s,故渡槽等级均为5级。
1.2设计流量及上下游渠道水力要素正常设计流量1.83m³/s,加大流量2.29 m³/s。
1.3渡槽长度槽身长725m,进出口总水头损失0.5m。
1.4地震烈度工程区位于安陆市北部的洑水镇、接官乡和赵鹏镇三个乡镇,属构造剥蚀丘岗地貌。
根据国家标准1:400万《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),工程区地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,相应的地震基本烈度小于Ⅵ度,建筑物不设防。
1.5水文气象资料安陆市属亚热带季风气候区,春秋短,冬夏长,四季分明,兼有南北气候特点。
年最高气温40.5℃,最低气温-15.3℃,多年平均气温15.9℃。
年日照时数1920—2440h,日照率49%,居邻近各县(市)之冠。
太阳总辐射年平均112千卡/cm2,年际变化不大,4-10月辐射量占全年的71.43%。
10℃以上积温为4486—4908℃。
多年平均无霜期246d。
境内多年平均降雨量1117mm,年降雨量很不稳定,最多年份可达1772.6mm (1954年),最少年份只有652.9 mm(1978年),降水量年内分配很不均匀,4-10月份平均降雨量占全年降雨量的85%以上,多年平均蒸发量1587.3mm,由于降水量年际和年内间变化大,导致洪涝旱灾发生频繁。
二、水力计算2.1槽身水力计算槽身水力计算采用明渠均匀流公式:Q=AR2/3i1/2/n式中:Q——设计流量,m3/s;A——槽身过水断面面积,m2;R——水力半径,m;i——槽身纵坡;n——糙率系数,混凝土槽身一般采用n=0.013~0.014。
渡槽设计部分计算书渡槽设计任务书1.设计课题某灌区输水渠道上装配整体式钢筋混凝土矩形带横杆渡槽2.设计资料根据初步设计成果,提出设计资料及有关数据如下:1)该输水渡槽跨越142m长的低洼地带见下图,需修建通过15m3/s设计流量及16m3/s校核流量,渡槽无通航要求。
经水力计算结果,槽身最大设计水深H=2.75m,校核水深为2.90m。
支承结构采用刚架,槽身及刚架均采用整体吊装的预制装配结构。
设计一节槽身及一个最大高度的刚架。
2)建筑物等级4级。
3)建筑材料:混凝土强度等级槽身及刚架采用C25级;钢筋槽身及刚架受力筋为HRB335;分布筋、箍筋、基础钢筋HPB235。
4)荷载钢筋混凝土重力密度 25KN/m3;人行道人群荷载 2.5KN/m2栏杆重 1.5KN/m25)使用要求:槽身横向计算迎水面裂缝宽度允许值[W smax]=0.25mm,[W Lmax]=0.20mm。
槽身纵向计算底板有抗裂要求。
槽身纵向允许挠度[f s]=l0/500,[f L]=l0/550。
6)采用:水工混凝土结构设计规范(SL/T191-2008)。
3.设计要求在规定时间内,独立完成下列成果:1)设计计算书一份。
包括:设计题目、设计资料,结构布置及尺寸简图;槽身过水能力计算、槽身、刚架的结构计算(附必要的计算草图)。
2)设计说明书一份。
包括对计算书中没有表达完全部分的说明。
3)施工详图,一号图纸一张。
包括:槽身、刚架配筋图、钢筋表及必要说明。
图纸要求布局合理,线条粗细清晰,尺寸、符号标注齐全,符合制图标准要求。
4.附图渡槽计算书一、水力计算,拟定渡槽尺寸初步选取每节槽身长度14.2m ,槽身底坡i=11000,取该渡槽槽壁糟率n=0.013,设底宽b=2.5m ,①按设计水深h=2.75m过水面积:2A b 2.5 2.75 6.875h m =?=?=湿周:2 2.52 2.758X b h m =+=+?=水力半径:0.859A R mX ==111662110.85975/0.013C R m sn =?=?=流量:3m 6.8757515.1Q s ==??=满足设计要求②按校核水深h=2.9m过水面积:2A b 2.5 2.97.25h m =?=?=湿周:2 2.52 2.98.3X b h m =+=+?=水力半径:0.873AR m X ==111662110.87375.2/0.013C R m sn =?=?=流量:3m 7.2575.216.1Q s ==??=满足校核要求二、槽身计算纵向受拉钢筋配筋计算(满槽水+人群荷载)1、内力计算:(1)、半边槽身(见下图)每米长度的自重值()()1g KN1.052250.713 1.552.213m g k g RC g g S A g γγγ=?=??++=??++=栏杆横杆每米内:2.50.6KN 0.30.1250.713m 2g-==横杆半边槽身面积:(0.30.4)0.10.80.10.3 1.1520.40.422 2.80.30.080.345220.160.070.840.160.3452S +?=?+??+??+?+?++?+++++=满槽水时半边槽身每米长度承受水重设计值(忽略托乘长度)222 1.100.5 2.5 2.911039.875Q k Q w KNq q V mγγγ=?=??==水半边槽身每米长度承受人群荷载设计值:2 1.20 2.5113k Q k KNq q m γ=?==总的均布荷载:80.088KNP m =槽身跨度取7m(2)、槽身纵向受力时,按简支梁处理计算跨度:0 5.6,7,1.05 5.88, 6.35.88n n n l m l m l m l a m l m===+==(3)跨中截面弯矩设计值(四级建筑物 k=1.15)2011.152948m M KS p l KN M===?2、配筋计算:211.9c Nf mm=,2300y Nf mm =①承载力计算中,由于侧墙受拉区混凝土会开裂,不考虑混凝土承受拉力,故把侧墙看做T 型梁:'400500b 300,4502f h mm +===H 选为校核水深,按短暂情况的基本组合考虑,估计钢筋需排成两排取a=90mm,0370*******h h a mm =-=-=,确定'f b ,'500f h mm=,'05000.13610fh h =>,为独立T 型梁:故'013940464733fl b mm===,''12300125006300f f b b h mm=+=+?=上述两值均大于翼缘实有宽度,取'400f b mm =②鉴别T 形梁所属类型1.15294338KM KN m=?=?,'''0h 50011.940050036107996.822fc f f h b h h KN m KM ?-=-=?> ? ??故为第一类T 型截面()'fx h ≤,按宽度为400mm 的单筋矩形截面计算,6'220338100.05411.94003610s c f KM f b h α?===??,10.0560.850.468b ξξ=-=<=,'0211.90.05640036103207300c f s yf b h A mm f ξ===,min 032070.3%0.2%3003610s A bh ρρ===>=?,满足要求,故可配置6B 18和6B 2023411mm s A=实,③抗裂验算:()()'22'00''221826ff E s f f E sh bh b b A h y mm bh b b h A αα+-+==+-+, ()()()3'''302114000 5.21033fff E s b bybb y I A h y mm α--=-+-=?300I 277.5h-W mm y ==,查附录表3得截面抵抗矩塑性系数m γ=1.50考虑截面高度的影响对m γ值进行修正,得:3000.7 1.50 1.23000m γ?=+?= ,在荷载效应标准组合下0.85ct α=,0330294m ct tk f W KN m KN m γα=?>?,故槽身抗裂满足要求。
一、设计基本资料1.1工程综合说明根据丰田灌区渠系规划,在灌区输水干渠上需建造一座跨越小禹河的渡槽,由左岸向右岸输水。
渡槽槽址及渡槽轴线已由规划选定(见渡槽槽址地形图)。
渡槽按4级建筑物设计。
1.2气候条件槽址地区位于大禹乡境内,植被良好。
夏季最高气温36℃,冬季最低气温-32℃,最大冻层深度1.7m。
地区最大风力为9级,相应风速v = 24 m / s。
1.3水文条件根据水文实测及调查,槽址处小禹河平时基流量在0.2—0.4 m3/S之间,有时断流。
洪水多发生在每年7、8月份;春汛一般发生在每年3月上旬,但流量不大。
经水文计算,槽址处设计洪水位为1242.41m,相应流量 Q = 698 m3/S;最高洪水位为1243.83m,相应流量 Q = 1075 m3/S。
据调查,洪水中漂浮物多为树木、牲畜,最大不超过400 kg。
在春汛中无流冰发生。
槽址处小禹河两岸表层为壤土分布;表层以下及河床为砂卵石分布(见渡槽轴线断面图)。
地基基本承载力壤土为34 t / m2;砂卵石为43 t / m2。
1.4工程所需材料要求在建材方面,距槽址50km大禹镇有县办水泥厂一座,水泥质量合格,可满足渡槽建造水泥需要;槽址附近有大量砂石骨料分布,质量符合混凝土拌制需要,运距均在5km以内;槽址东北禹王山有石料可供开采,运距350km。
1.5上、下游渠道资料根据灌区渠系规划,渡槽上下游渠道坡降均为1/5000。
渠道底宽按设计流量计算2.7 m,边坡1:1.5,采用混凝土板衬砌。
渠道设计流量6立方米每秒, 加大流量7.5立方米每秒。
渠道堤顶超高0.5m。
根据灌区渠系规划,上游渠口(左岸)水面高程加大流量时为1251.04m。
下游渠口(右岸)水面高程加大流量时为1250.54m。
渠口位置见渡槽槽址地形图。
1.6设计要求1、学生须在规定期限内独立完成下述毕业设计内容并提交纸质版和电子版毕业设计各一份。
2、毕业设计内容要达到设计的要求,设计说明书要叙述简明,计算正确,符合编写规程要求。
目录目录 (1)摘要 (3)第一章设计基本资料 (4)1.1、工程概况 (4)1.2、设计要求 (5)1.3、主要参考书 (5)第二章渡槽总体布臵 (7)2.1、槽址选择 (7)2.1.1、注意问题 (7)2.1.2、在选择槽址时 (7)2.2、结构选型 (7)2.2.1、槽身的选择 (7)2.2.2、支承选择 (7)2.3、平面总体布臵 (7)第三章水力计算 (8)3.1、槽身过水断面尺寸拟定 (8)3.1.1、尺寸拟定 (8)3.1.2、输水水头高 (8)3.2、渡槽进出口的底部高程确定 (9)3.3、进出口渐变段 (10)第四章槽身设计 (11)4.1、槽身断面尺寸拟定 (11)4.2、荷载及荷载组合 (11)4.2.1永久荷载设计值 (11)4.2.2、可变荷载设计值 (11)4.3、横向结构计算 (13)4.3.1、受力情况分析: (13)4.3.2、拉杆轴向力计算: (14)4.3.3、侧墙内力计算: (15)4.3.4、底板内力计算: (17)4.3.5、横向配筋计算: (17)4.3.6、拉杆斜截面计算: (22)4.4、槽身纵向结构计算 (22)4.4.1、荷载计算: (23)4.4.2、计算纵向配筋: (23)4.4.3、斜截面强度计算: (24)4.5、抗裂计算 (24)4.5.1、纵向抗裂计算: (24)4.5.2、横向抗裂计算: (26)4.6、吊装计算 (30)第五章排架计算 (32)5.1、排架布臵 (32)5.2、排架尺寸拟定 (32)5.2.1、排架高度计算: (32)5.2.2、排架分组计算: (32)5.2.3、排架分组及尺寸拟定: (33)5.2.4、尺寸拟定: (34)5.3、荷载计算 (34)5.3.1、水平荷载: (34)5.3.2、垂直荷载(传给每各立柱的荷载): (36)5.4、排架横向计算 (38)5.4.1、求排架弯矩M: (39)5.4.2、轴向力计算: (40)5.4.3、排架的配筋计算: (40)5.4.3、横梁配筋: (42)5.4.4、排架的纵向计算: (43)5.4.5、排架吊装验算: (45)5.4.6、牛腿设计计算: (46)第六章基础计算 (48)6.1、基础结构尺寸拟定 (48)6.1.1、排架基础尺寸拟定: (48)6.1.2、基础尺寸见附图所示。
目录(1. 工程概况重建渡槽带桥,原渡槽后溢洪道断面下挖,以满足校核标准泄洪要求。
目前,东方红干渠已整修改造完毕,东方红干渠设计成果显示,该渡槽上游侧渠底设计高程为165.50m,下游侧渠底设计高程为165.40m。
本次设计将现状渡槽拆除,按照上述干渠设计底高程,结合溢洪道现状布置及底宽,在原渡槽位重建渡槽带桥,上部桥梁按照四级道路标准,荷载标准为公路-Ⅱ级折减,建筑材料均采用钢筋砼,桥面总宽5m。
现状渡槽拆除后,为满足东方红干渠的过流要求及溢洪道交通要求,需重建跨溢洪道渡槽带桥。
新建渡槽带桥轴线布置于溢洪道桩号0+,同现状渡槽桩号,下底面高程为165.20m,满足校核水位+0.5m 超高要求,桥面高程167.40m,设计为现浇结合预制混凝土结构,根据溢洪道设计断面,确定渡槽带桥总长51m,8.5m×6跨。
上部结构设计如下:渡槽过水断面尺寸为×1.6m,同干渠尺寸,采用C25钢筋砼,底及侧壁厚20cm,顶壁厚30cm,筒型结构,顶部两侧壁水平挑出1.25m,并在顺行车方向每隔2m设置一加劲肋,维持悬挑板侧向稳定,桥面总宽5m,路面净宽4.4m,设计荷载标准为公路-Ⅱ级折减,两侧设预制C20钢筋砼栏杆,基础宽0.5m。
下部结构设计如下:下部采用C30钢筋混凝土双柱排架结构,并设置横梁,由于地基为砂岩,基础采用人工挖孔端承桩,尺寸为×1.2m,基础深入岩层弱风化层1.0m,盖梁尺寸为4××1.2m。
2.槽身纵向内力计算及配筋计算根据支承形式,跨宽比及跨高比的大小以及槽身横断面形式等的不同,槽身应力状态与计算方法也不同,对于梁式渡槽的槽身,跨宽比、跨高比一般都比较大,故可以按梁理论计算。
槽身纵向一般按满槽水。
图2—1 槽身横断面型式(单位:mm)(1)荷载计算根据规划方案中拟定,渡槽的设计标准为4级,所以渡槽的安全级别Ⅲ级,则安全系数为γ=,混凝土重度为γ=25kN/m3,正常运行期为持久状况,其设计状况系数为ψ=,荷载分项系数为:永久荷载分项系数γG =,可变荷载分项系数γQ=,结构系数为γd=。
纵向计算中的荷载一般按匀布荷载考虑,包括槽身重力(栏杆等小量集中荷载也换算为匀布的)、槽中水体的重力、车道荷载及人群荷载。
其中槽身自重、水重为永久荷载,而车道荷载、人群荷载为可变荷载。
槽身自重:标准值:g1k =γψγV1=×25××5+×2×2+×+×+×+×+×2+×2)=(kN/m)设计值: g1=γG。
g1k=×=(kN/m)水重:标准值: g2k =γψγV2=××(×)=(kN/m)设计值: g 2=γG 。
g 2k =×=(kN/m ) 车辆荷载:集中荷载标准值: p k =140×2=280 kN设计值: p=×280=336 kN 人群荷载:标准值: q k =(kN/m ) 设计值: q=×3=(kN/m )(2)内力计算可按梁理论计算,沿渡槽水流方向按简支或双悬臂梁计算应力及内力:图2—2槽身纵向计算简图(单位:cm )计算长度l=l n +a=+=(m ) l==×=(m)所以计算长度取为7.25m跨中弯矩设计值为 M=γ0ψ×(g 1+g 1+q )l 2 +21pl =××81××+21×336×=()跨端剪力设计值 Q max =γψ×21(q+g 1+g 2)l+l =8500=××21××+×336=(kN ) (3)正截面的配筋计算对于简支梁式槽身的跨中部分底板处于受拉区,故在强度计算中不考虑底板的作用,但在抗裂验算中,只要底板与侧墙的接合能保证整体受力,就必须按翼缘宽度的规定计入部分或全部底板的作用。
不考虑底板与牛腿的抗弯作用,将渡槽简化为h=2.3m 、b=0.4m 的矩形梁进行配筋。
考虑双筋,a=,h 0=(m ),r d =。
(2—1)f c bx=f y A S (2—2)式中 M ——弯矩设计值,按承载能力极限状态荷载效应组合计算,并考虑结构重要性系数γ0及设计状况系数ψ在内;M u ——截面极限弯矩值; γd ————结构系数,γd =;f c ——混凝土轴心抗压强度设计值,混凝土选用C25,则f c =mm ; b ——矩形截面宽度;x ——混凝土受压区计算高度; h 0——截面有效高度; f y ——钢筋抗拉强度设计值; A s ——受拉区纵向钢筋截面面积;将ξ=x/h 0代入式(2—4)、(2—5),并令αs =ξ(ξ),则有 )(120bh f M s c dαγ≤(2—3)f c ξbh 0=f y A s (2—4)ξ≤ξb (2—5)根据以上各式,计算侧墙的钢筋面积如下:)]2([110x h bx f M M c d u d -=≤γγ20bh f Mc d s γα==2622004005.12105.18982.1⨯⨯⨯⨯= 544.0098.0211=〈=--=b s ξαξ)20(35483102200400098.05.12mm f bh f A y c s =⨯⨯⨯==38.0220040035480=⨯==bh A s ρ%>ρmin =% 选4φ20+6φ25 A S =1257+2945=4202(mm 2) (4)斜截面强度计算已知v=,4.022.2==b h b h w =b h w=4, bh w=6=(KN )>v=按受力计算不需要配置腹筋,考虑到侧墙的竖向受力筋可以起到腹筋作用,但为固定纵向受力筋位置,仍在两侧配置φ8@150的封闭箍筋。
同时沿墙高布置φ10@150的纵向钢筋。
(5)槽身纵向抗裂验算受弯构件正截面在即将开裂的瞬间,受拉区边缘的应变达到混凝土的极限拉伸值εmax ,最大拉应力达到混凝土抗拉强度f t 。
钢筋混凝土构件的抗裂验算公式如下:M s ≤γm αct f tk W 0 (2—7))22004005.1225.0(2.11⨯⨯⨯)2.0(10bh f r v c d≤)25.0(10bh f rv c d≤M L ≤γM αct f tk W 0 (2—8)式中 αct ——混凝土拉应力极限系数,对荷载效应的短期组合αct 取为;对荷载效应的长期组合,αct 取为;W 0——换算截面A 0对受拉边缘的弹性抵抗距; y 0——换算截面重心轴至受压边缘的距离; I 0——换算截面对其重心轴的惯性距; f tk ——混凝土轴心抗拉强度标准值。
混凝土的标号为C25,钢筋为Ⅱ级钢,则E c =×104N/mm 2, E s =×105N/mm 2。
根据《水工混凝土结构设计规范》,选取γm 值。
由b f /b >2,h f /h <,查得γm=,在γm 值附表中指出,根据h 值的不同应对γm 值进行修正。
19.140.1)27004007.0(40.1)4007.0(=⨯+=⨯+=h m γ 短期组合的跨中弯矩值 )8181(20200l q l g M k k s +=γ+21pl =××81××+21×336×=()).(22161250270010815.175.185.019.1120m kN W f tk ct m =-⨯⨯⨯⨯=αγ>M s长期组合的跨中弯矩值(人群荷载的准永久系数ρ=0))81(200l g M k l γ==×81××=()).(7.18241250270010815.175.17.019.1120m kN W f tk ct m =-⨯⨯⨯⨯=αγ>M l综合上述计算可知,槽身纵向符合抗裂要求。
3.槽身横向内力计算及配筋计算由于在设计中选用了加肋的矩形槽,所以横向计算时沿槽长取肋间距长度上的槽身进行分析。
作用于单位长脱离体上的荷载除q (自重力加水的重力)外,,两侧还有剪力Q 1及Q 2,其差值ΔQ 与荷载q 维持平衡。
ΔQ 在截面上的分布沿高度呈抛物线形,方向向上,它绝大部分分布在两边的侧墙截面上。
工程设计中一般不考虑底板截面上的剪力。
图3—1 槽身横向计算计算简图侧墙与底板均按四边固定支承板设计,计算条件为满槽水。
图3—1中l 1为肋间距,q 1为作用于侧墙底部的水压力,q 2为底板的重力与按满槽水计算的槽内水压力之和,根据条件可得h q γ=1 (3—1) δγγh h q +=2 (3—2) 以上各式中 γ——水的重度;γh ——钢筋混凝土的重度; δ——底板厚度。
4x123456( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 )( 6 )-0.46-131.86-107.8718.052.92-5.86-23.99-14.93-12.98-14.930.280.28-8.782.23图:结构弯距图123456( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 )( 6 )-2.63-142.63-149.38143.29136.54-3.46-15.469.3811.06-8.5436.83-24.678.54-11.06图:结构剪力图结构计算成果表⑴底板的结构计算按照底板中部弯矩配筋,采用c25砼,fcm=mm 根据《水工钢筋混凝土结构》,板厚200mm ,受力钢筋间距取为100mm ,具体配筋计算如下:a= a ’=30mm ,h 0=200-30=170mm ,取单宽计算b=1000mm选用Ⅰ级钢筋,则f C =210N/mm 2,计算弯矩最大位置的配筋量:M x =,N=时,)(120bh f M s c dαγ≤f c ξbh 0=f y A sξ≤ξb根据以上各式,计算底板的钢筋面积如下:20bh f Mc d s γα==2617010005.121093.142.1⨯⨯⨯⨯=544.0061.0211=〈=--=b s ξαξ)20(3.6172101701000061.05.12mm f bh f A y c s =⨯⨯⨯==36.010001703.6170=⨯==bh A s ρ%>ρmin =% 选Φ10@125 A S =628(mm 2) ⑵渡槽上顶边及悬挑部分的结构计算渡槽顶部两侧壁水平挑出1.25m ,并在顺行车方向每个两米设置一加劲肋,维持悬挑板侧向稳定,顶壁厚30cm 。
按照悬臂根部最大弯矩计算配筋,采用c25砼,fcm=mm 根据《水工钢筋混凝土结构》,板厚300mm ,受力钢筋间距取为100mm ,具体配筋计算如下:a= a ’=30mm ,h 0=300-40=260mm ,取单宽计算b=1000mm 选用Ⅱ级钢筋,则f C =310N/mm 2,计算弯矩最大位置的配筋量:M x =,N=时,)(120bh f M s c dαγ≤f c ξbh 0=f y A sξ≤ξb根据以上各式,计算钢筋面积如下:20bh f Mc d s γα==2626010005.121086.1312.1⨯⨯⨯⨯= 544.0209.0211=〈=--=b s ξαξ)20(21913102601000209.05.12mm f bh f A y c s =⨯⨯⨯==84.0100026021910=⨯==bh A s ρ%>ρmin =% 选φ20@140 A S =2244(mm 2) (3)侧墙的结构计算由于侧墙的受力为不均匀荷载,故按最大值的匀布荷载进行配筋,其结果更安全。