渡槽設計--鋼筋混凝土結構課程設計.doc

鋼筋混凝土結構課程設計設計題目: 渡槽（三） 姓 名： 學 號： 年級專業(yè)： 水利水電工程 指導老師： 提交時間： 鋼筋混泥土結構課程設計目錄目錄1摘要2第一章 設計基礎資料4第二章 渡槽計算51. 擬定渡槽尺寸52. 槽身縱向計算61) 內力計算：62) 配筋計算：73. 槽身橫向計算91) 框架內力計算92) 人行道板103) 側墻的配筋計算114) 底板計算125) 橫桿計算146) 人行道板計算16第三章 剛架計算171. 剛架縱向計算172. 剛架橫向計算213. 剛架橫向內力計算224. 剛架橫向配筋計算22 立柱配筋計算22 橫梁的配筋計算：23第四章 牛腿配筋計算2527摘要渡槽是輸送渠道水流跨越河渠，道路，山谷等的架空輸水建筑物，是罐區(qū)水工建筑物中應用最廣的建筑物之一，除用于輸送渠水外還可以排洪和導流等之用。現(xiàn)支架鋼筋混凝土矩形渡槽是渡槽的一種，由于它具有設計和施工上比較簡單，架模容易，不易漏水等特點，因此廣泛應用于丘陵罐區(qū)。許多水利工程、引水工程等大量地使用著渡槽，創(chuàng)造出很多富有特色的新式渡槽、現(xiàn)代化渡槽。為了擺脫這種困境，引水灌溉就成為一項突出的民生工程。隨著大型灌區(qū)工程的發(fā)展，各種輕型結構渡槽、大跨度拱式渡槽被廣泛應用，預制裝配式施工方法也得到推廣。結構形式優(yōu)選理論、新型材料、電子計算機技術及先進施工技術等已開始應用。關鍵詞：渡槽；鋼筋混凝土；排洪；灌溉AbstractThe aqueduct is conveying channel flow across the river, the overhead road, valley water building, is one of the most widely used building tank hydraulic buildings, except for transporting water diversion and drainage can also be used. Presently, the reinforced concrete rectangular aqueduct is a kind of aqueduct. It is widely used in hilly storage area because of its simple design and construction, easy construction and difficult water leakage. Many water conservancy projects, water diversion projects and other large use aqueduct, and created a lot of characteristics of the new aqueduct, modern aqueduct. In order to get rid of this predicament, water diversion irrigation has become a prominent livelihood project. With the development of large-scale irrigation projects, various light structure aqueduct, large span arch aqueduct is widely applied, prefabricated construction method has been popularized. Structural form optimization theory, new materials, electronic computer technology and advanced construction technology have already begun to be applied. Key word ：aqueduct；Reinforced concrete；Flood；irrigation第1章 設計基礎資料1.1根據(jù)初步設計成果，提出設計資料及有關數(shù)據(jù)如下：1. 該輸水渡槽跨越142m長的低洼 地帶見下圖，需修建通過15m3/s設計流量及16m3/s校核流量，渡槽無通航要求。經(jīng)水力計算結果，槽身最大設計水深H=2.75m，校核水深為2.90m。支承結構采用剛架，槽身及剛架均采用整體吊裝的預制裝配結構。設計一節(jié)槽身及一個最大高度的剛架。建筑物等級4級。2. 建筑材料：混凝土強度等級：槽身及剛架采用C20級；基礎采用C15級;基礎墊層為C10級。剛筋混泥土槽身及剛架受力筋為HRB335；分布筋、箍筋、基礎鋼筋HPB235。3. 荷載 洼地高 2.2m鋼筋混凝土重力密度 25KN/m3;人行道人群荷載 3KN/m2施工荷載 5KN/渡槽所在地區(qū)基本風壓 0.35 KN/地基允許承載力 200 KN/基礎埋置深度 1.3m。欄桿重 1.5KN/m2 4.使用要求：槽身橫向計算迎水面裂縫寬度允許值Wsmax=0.3mm,WLmax=0.3mm。槽身縱向計算底板有抗裂要求。槽身縱向允許撓度fs=l0/500,fL=l0/550。鋼筋 槽身、縱梁級剛架受力筋為級；分布筋、箍筋及基礎鋼筋為級；支座鋼墊板用厚度為6mm的級鋼板。（7）附圖：高程單位（m）5.附圖6.設計要求在規(guī)定時間內，獨立完成下列成果：（1）設計計算書一份。包括：設計題目、設計資料、結構布置及說明、槽身過水能力計算、槽身、剛架及基礎的結構配筋計算（附必要的計算草圖）。在全過程需詳細的設計說明對計算書中沒有表達完全部分的說明。（2）施工詳圖不少于2張（A2圖紙），至少一張手工繪制圖紙。一張用AutoCAD繪制。包括：槽身、剛架基礎配筋圖、鋼筋表及必要說明。圖紙要求布局合理，線條粗細清晰，尺寸、符號標注齊全，符合制圖標準要求。第2章 渡槽計算1. 擬定渡槽尺寸初步選取每節(jié)槽身長度14.2m，槽身底坡，取該渡槽槽壁糟率n=0.013，設底寬b=2.5m，按設計水深h=2.75m 過水面積： 濕周： 水力半徑： 謝才系數(shù) 流量：滿足設計要求按校核水深h=2.9m過水面積：濕周：水力半徑：謝才系數(shù)流量：滿足校核要求2. 槽身縱向計算縱向受拉鋼筋配筋計算（滿槽水+人群荷載）1) 內力計算：（1） 半邊槽身面積：半邊槽身每米長度承受人群荷載設計值：半邊槽身每米長度的自重值=滿槽水時半邊槽身每米長度承受水重設計值（忽略托乘長度）總的均布荷載：槽身跨度取7m(2)槽身縱向受力時，按簡支梁處理計算跨度：（3）跨中截面彎矩設計值（四級建筑物 k=1.15）2) 配筋計算：因為： ，承載力計算中，不考慮混凝土承受拉力，故把側墻看做T型梁：mm，H選為校核水深，鋼筋需排成兩排取a=90mm, ,確定，0.1，為獨立t型梁：故，上述兩值均大于翼緣實有寬度，取第一類T型截面按寬度為400mm的單筋矩形截面計算，,滿足要求，故可置；6A18，6A20()抗裂驗算:查附錄表3得截面抵抗矩塑性系數(shù)考慮截面高度的影響對值進行修正，得：，在荷載效應標準組合下:故槽身抗裂滿足要求。槽身撓度驗算：荷載標準值在槽身縱向跨中產生的彎矩值：槽身縱向抗彎剛度：故槽身縱向撓度驗算滿足要求。槽身縱向斜截面受剪承載力計算應為所以滿足抗剪要求，故不需要由計算配置抗剪腹筋，抗剪腹筋，架立筋，腰筋按構造要求配筋。3. 槽身橫向計算1) 框架內力計算沿槽身縱向取單位長度脫離體進行計算。側墻與底板為整體連接，交接處為剛性節(jié)點。橫桿與側墻也是整體連接，但因橫桿剛度遠比側墻剛度小，故可假設與側墻鉸接。作用在矩形槽身上的荷載有槽身結構自重，包括人行道板自重ga,底板自重gc,側墻自重可略去不計；人行道板上的人群荷載gk;槽內側向水壓力及水重H，H為最大水深，水位可近似取至橫桿中心線處。HHP1為人行道板、橫桿、人群荷載傳給側墻頂?shù)募辛Φ脑O計值。2) 人行道板計算寬度：計算跨度：荷載：板自重，人群荷載3) 側墻的配筋計算1 環(huán)境類別為第三類，取c=30mm,a=40mm,則：，故截面尺寸滿足抗剪要求。2 計算受彎鋼筋：選取4A12（），A122003 跨中最大正彎矩截面配筋背水面按二類環(huán)境，取，則所以取選取A12280側墻底部迎水面限裂驗算：有效配筋率：=滿足限裂要求。4) 底板計算1 按端部截面配筋，背水面a=35mm,c=25mm迎水面a=40mm,c=30mm 由于N作用于縱向鋼筋范圍之外，屬于大偏拉構件，所以應該按最小配筋率配筋選取A122802 底板端部限裂驗算: 因為，所以滿足抗裂要求。3 最大彎矩抗剪要求 取， 則：，且；故截面尺寸滿足抗剪要求。4 配筋：故按最小配筋率配筋，選取A12280斜截面受剪承載力計算：因為；故不需要由計算確定抗剪腹筋。5) 橫桿計算1 截面尺寸抗剪計算與配筋取橫桿間距，因為橫桿為大偏拉， 因為0，最小配筋率配筋所以選配2A10因為滿足截面尺寸抗剪要求。2 跨中最大彎矩配筋計算，因為，故為小偏心受拉故按最小配筋率配筋最小配筋為：選取2A10選取2A106) 人行道板計算取，板自重：人群荷載：跨中彎矩：配筋計算：取，則：，滿足故可以選配：2A10，分布鋼筋選擇A6250第3章 剛架計算1. 剛架縱向計算剛架縱向計算取單根立柱，按柱頂和柱底兩個截面進行。分為正常運行和施工時兩種情況進行配筋計算?？紤]縱向彎曲影響，立柱視為下端固定，上端槽身對立柱有一定支承作用，因此立柱的計算長度取0.7l=0.715.25=10.675m.支撐剛架采用三層單剛架。高度為15.25m，兩立柱中心距為2.8m。剛架立柱縱向、橫向尺寸如左圖所示。為加大槽身和剛架頂部的支承面積，剛架頂部沿縱向設有牛腿，尺寸如圖所示。橫梁與立柱連接處設有100mm100mm托承以改善交角處的應力狀態(tài)。（1）正常運行時，左右跨槽身傳來的垂直力相等，按軸心受壓構件計算（邊剛架除外）。柱頂截面配筋計算：承受軸向壓力設計值為立柱截面形狀為300500的矩形，長細比8考慮縱向彎曲的影響，查表得0說明柱頂截面的受壓筋將不能達到屈服，按構造配筋即可。取故選配4A18() 柱底截面配筋計算：柱底承受的軸向壓力除槽身傳下來的荷載外，還有剛架自重。P1、P2、P3為剛架自重化成的節(jié)點力，承受軸向壓力設計值為: 故按實際偏心距計算。因為1，取故按大偏心受壓構件計算。0，按最小配筋率配筋選配4A18，故也按最小配筋率配筋。選配4A182 柱底截面配筋計算：，承受壓力設計值為偏心距1，故取故按大偏心受壓構件計算。0，故按最小配筋率配筋選配4A188，所以需要考慮縱向彎曲的影響。1，取，故按大偏心受壓構件計算。，橫梁兩端接點按固定端考慮，其計算長度：故按大偏心受壓構件計算。 故選配4A14b. 橫梁2配筋計算（按受彎構件計算）受彎剛筋配筋控制截面為梁端截面：選配4A18c. 斜截面承載力計算：驗算截面尺寸：，故截面尺寸滿足抗剪要求。不需要由計算確定抗剪腹筋。第4章 牛腿配筋計算按正常運行滿槽時荷載計算，其荷載組合為滿槽水重+槽身自重+活荷重。荷載分布按三角形分布。由剛架內力計算結果可知 取混凝土保護層厚度:,1 驗算牛腿截面尺寸: 所以截面尺寸滿足要求。2 剪跨比選配3A20參考文獻【1】 SL 191-2008 水工混凝土結構設計規(guī)范【S】.北京：中國水利水電出版社，2009【2】 水工鋼筋混凝土結構學/河海大學等編.-4般.-北京：中國水利水電出版社，2009【3】 水工混凝土結構習題與課程設計/趙魯光主編.北京：中國水利水電出版社，1998【4】 水工建筑物/林繼鏞主編.5版.北京:中國水利水電出版社, 2009.【5】 GB 50010-2010 混泥土結構設計規(guī)范S.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.【6】 SDJ 20-78 水工鋼筋混泥土結構設計規(guī)范S。北京：水利水電出版社，1978.【7】 GB 500092012 建筑結構荷載規(guī)范S.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012【8】 SL 252200 水利水電工程等級劃分及洪水標注S.北京：中國水利水電出版社，2001【9】 DL 51802003 水利樞紐工程等級劃分及設計安全標準S.北京：電力出版社，2003【10】 GB 500112010 建筑抗震設計規(guī)范S.北京：中國建筑工業(yè)出版社，20120.