水闸工作桥课程设计2.

《水工钢筋混凝土》课程设计整体效果图学院班级:姓名学号:指导老师:时间:2011年7月水闸工作桥课程设计第一部:拟定工作桥尺寸一、工作桥纵向布置1、工作桥长度:为便于安装,工桥桥长度=两闸墩中心线距离-20~30mm=7000+500+500-20=7980mm但计算时工作桥长度仍用8000mm计算。2、横梁位置:为简化计算,我们将地螺栓安装在横梁与纵梁相交处,不考虑其偏移。横梁尺寸初步拟定为,高:500;宽:250.横梁上面的机敦取高:250;宽:250.3、活动铺板:为减轻吊装重量,面板做成活动铺板,简支在纵梁上。活动铺板选用的,宽850;长度:1500+2*80=1660;高度:80。中间共四块面板。桥两边再一边一块板。总的横向布置图及个尺寸如图所示:二、工作桥横向布置1、纵梁尺寸:高度:800;宽度:300。2、悬臂板:高度:端部取100,根部取200;宽度:500尺寸如图所示:三、刚架布置(在此不计算1、刚架高度计算用的高度:H=31.4-24.0-h实际高度:H+H1,其中:H1为柱插入杯口的高度。H1需满足:a.大体为1.2~0.8倍柱长边尺寸;b.大于0.05H。图3:钢桁架布置第二部:配筋一、面板配筋设计1、活动铺板1安装检修工况:a荷载计算板自重:0.080.85251.7/kgKNm=⨯⨯=1.051.71.785/GkggKNmγ==⨯=一个绳鼓重:6.54kGKN=,6.541.056.867GkGGKNγ==⨯=桥面活载不考虑b计算简图和内力计算01500801580nllamm=+=+=01500801580nllhmm=+=+=01.11.115001650nllmm==⨯=因此计算跨度取1580mmc.跨中弯矩:2200116.8671.581.7851.583.268484plMglKNm⨯⨯=+=⨯⨯+=∙2正常使用工况,持久状况a.荷载:板自重0.080.85251.7/kgKNm=⨯⨯=1.051.71.785/GkggKNmγ==⨯=人群荷载1.240.854.08/GkqqbKNmγ==⨯⨯=b.跨中弯矩:(20111.838MgqlKNm=⨯+=∙从以上两种状态可知,安装工况下的弯矩更大,取大值进行计算3配筋计算:查表得25(,d302dcmmacmm==+=二类环境估计钢筋直径为=10mm,050hhamm=-=由书2-7查k=1.2,采用C25混凝土,查表211.9/cfNmm=,面板用HPB335的钢筋,查表2300/yfNmm=800bmm=,62201.23.26100.15511.985050scKMfbhα⨯⨯===⨯⨯,10.1690.850.468bξξ=-==2011.98500.16950285.2300csyfbhAmmfξ⨯⨯⨯===0min285.2/0.67%0.15%85050sAbhρρ====⨯查附录3表1,选用6φ8(2302mmsA=在受力钢筋内侧布置与受力钢筋垂直的分布钢筋,按要求取φ6@250。配筋图如图所示:2、悬臂板绳鼓取1m板宽计算,由根部最大弯矩计算板的钢筋用量。1安装与检修工况a.荷载与弯矩计算自重:1k12k2g=h=0.125=2.5kN/mg=h0.2255kN/mγγ⨯=⨯=(人群荷载不计对根部产生的弯矩:221k2k1kM1=0.5g+(g-g/6GGllγγ22M1=0.51.052.50.5+1.05(5-2.50.5/6=0.9843KNm⨯⨯⨯⨯⨯∙栏杆重:1kP=1.5kN/m对根部产生的弯矩:3KM2=1.051.50.50.7875GPlKNmγ=⨯⨯=∙绳鼓重:P,将集中力放置离纵梁最远处。取c为绳鼓集中力P到悬壁根部的距离c=500-350/2=325,a=350为绳鼓的着地面积,则P对根部的弯矩为Pc=6.540.3252.1255⨯=,由宽度为b=a+2c的板带承受,绳鼓为可控可变荷载,分项系数取1.1则对根部产生的弯矩:1.16.540.325M3=Pc/(a+2c=2.3380.3520.325GKNmγ⨯⨯=∙+⨯总弯矩:M=M1+M2+M3=0.9843+0.7875+2.338=4.11kNm∙2正常使用工况,持久状况a.荷载与弯矩计算自重:1k12k2g=h=0.125=2.5kN/mg=h0.2255kN/mγγ⨯=⨯=对根部产生的弯矩:221k2k1kM1=0.5g+(g-g/6GGllγγ22M1=0.51.052.50.5+1.05(5-2.50.5/6=0.9843KNm⨯⨯⨯⨯⨯∙栏杆重:1kP=1.5kN/m产生的弯矩:3KM2=1.051.50.50.7875GPlKNmγ=⨯⨯=∙人群荷载:q=1.240.52.4kN/m⨯⨯=产生的弯矩:22012.40.530.322MqlKNm⨯===∙总弯矩:(M=M1+M2+M3=1(0.9843+0.7875+0.3=2.072kNmϕ⨯∙从以上两种状态可知,安装工况下的弯矩更大,取大值进行计算b.配筋计算只计算正截面,采用HPB235钢筋,查2210/yfNmm=受力筋:d302dacmm=+=估计钢筋直径为=10mm,020030170hhamm=-=-=62201.24.11100.028711.9500170scKMfbhα⨯⨯===⨯⨯,10.02930.850.468bξξ=-==2011.95000.0293170141210csyfbhAmmfξ⨯⨯⨯===又因为,规定中说,悬臂板的受力钢筋每米不少于5φ8(252mm2.则悬臂板的配筋就取φ8@200HPB235钢筋的来布置。分布钢筋按要求取,直径不小于6mm,间距不大于300.这里我们取φ6@200来布置。悬臂板配筋如图所示:二.横梁配筋设计横梁与纵梁浇筑在一起,计算弯矩时按简支结构计算,横梁计算跨径:015003001800lmm=+=1.11.0515001575nllmm==⨯=计算跨径按1575计1、荷载计算横梁自重:1500250251.053.28/gkNm=⨯⨯⨯=机敦自重:2250250251.051.64/gkNm=⨯⨯⨯=地螺栓传来的设计力:11.11.156.1261.73/QkNm=⨯=41.11.176.1383.74/QkNm=⨯=2、计算简图及内力计算为简化计算,使螺栓正好安装在横梁与纵梁相交处。则启闭门对横梁不产生弯矩。考虑到启闭门中心与横梁中心不重合,我们对计算弯矩取k=1.2的放大系数。横梁实际为半固定状态,精确计算应采用有限单元法。工程简化:先按简支梁计算,得跨中弯矩M0,实际梁的支座负弯矩=0.7M0,跨中正弯矩=0.5M0。2012011.05(1.68MgglKNm=⨯⨯+=∙支座弯矩较大,取0.7M0进行计算,最终上下截面配置相同钢筋00.71.21.35MkNm⨯=∙35(,d402dcmmacmm==+=二类环境估计钢筋直径为=10mm,050040460hhamm=-=-=62201.21.35100.0025611.9250460scKMfbhα⨯⨯===⨯⨯,10.002570.850.468bξξ=-==2011.92500.0025746016.74210csyfbhAmmfξ⨯⨯⨯===0min16.74/0.015%0.25%250460sAbhρρ====⨯取minρ的钢筋进行配置,2min0288sAbhmmρ==查附录3表1,受力钢筋取2φ14(2308sAmm=按规定取直径为6mm,间距200的双肢箍筋横梁上下缘布置相同的钢筋。配筋图如图所示:三.纵梁配筋计算取受力大的一根计算,另一根配筋相同。1.荷载计算a恒载:均布荷载g:纵梁自重标准值:1250.30.86/kgkNm=⨯⨯=一边栏杆重标准值:21.5kgkNm=∙一半面板重标准值:63100200(8075050025103.375/2kgkNm-+=⨯+⨯⨯⨯=均布荷载设计值:1.05(61.53.37511.42/kggkNmγ==⨯++=集中荷载G一半横梁自重:91210050025025103.282kGkN-=⨯⨯⨯⨯=一半机墩重:92210050025025103.282kGkN-=⨯⨯⨯⨯=1.05(3.283.286.9GKGGkNγ==⨯+=b.可变荷载分布荷载q,人群荷载(一半桥面:3.146.2/2kqkNm=⨯=1.26.27.44/GkqqkNmγ==⨯=集中荷载P:直接作用于纵梁上的启门力通过横梁传递的启门力,求出横梁的反力,作用于在纵梁上。由于启门力的标准值为320kN,简化计算,将其平均分配在四个地螺栓上,每个螺栓说承担的力为GK=80kN.横梁传给纵梁的集中力设计值:1.1806.994.9GkN=⨯+=2.内力计算计算跨径:070005007500lmm=+=01.051.0570007350nllmm==⨯=计算跨径按7350计,纵梁受力如图所示。其弯矩最大值在跨中:弯矩设计值为:'20210.751.8581(11.427.447.3594.92.68374.1MglGGKNm=+⨯+⨯=⨯+⨯+⨯=∙考虑次梁并不是对称的T型梁,在最大弯矩值下考虑1.1的放大系数。M=374.1⨯1.1=411.5KNm∙.纵向钢筋配置HPB400的钢筋,查表2360/yfNmm=估计配置双层钢筋,70amm=0730hhamm=-=确定翼缘计算宽度'150(fhmm=平均''0/150/7300.2050.1fhhmm==是独立T型梁'025003flbmm==''122100ffbbhmm=+=上述宽度均大于翼缘的实有宽度(800mm,取'800fbmm=1.2411.5493.8KMkNm=⨯=∙'''0150(11.9800150(730935.3422fcffhfbhhkNm-=⨯⨯⨯-=∙'''0(2fcffhKMfbhh-属于第一类T型梁6'220493.8100.973411.9800730scfKMfbhα⨯===⨯⨯,10.1030.850.468bξξ=-==2011.98000.1037301981360csyfbhAmmfξ⨯⨯⨯===预计配置6φ22(22281sAmm=的HPB400的受力钢筋。横向全梁拉通布置。三、抗剪计算1、支座边缘剪力设计值:01221(11.427.447.3594.922259.11VglGKNm=+⨯=⨯+⨯+⨯=∙2、截面尺寸验算2730200530whmm=-=27302.434.0300whmmb==00.250.2511.9300730651.5=1.2259.11=311cfbhkNKVkN=⨯⨯⨯=⨯截面尺寸满足抗剪要求3、抗剪腹筋计算箍筋采用HPB335钢筋00.70.71.27300730194.7=311ctVfbhkNKVkN==⨯⨯⨯=应由计算确定腹筋sv00AKV-0.7311194.7==0.425s1.251.25300730tyfbhkNfh-=⨯⨯选用双肢箍筋,直径φ8(2svA101mm=21012480.425smm==,取maxs=200250smm=满足最小配筋率要求,最后选配双肢φ8@200HPB335箍筋。考虑到箍筋的绑扎固定,我们在纵梁上缘配置两根架立钢筋,直径按规范取的φ12的HPB235钢筋,纵梁高大于450,在中部布置两根腰筋,直径取12。整个纵梁配筋图如图所示四、裂缝开展宽度验算查附录5表1，，纵梁为受弯构件，查主梁标准值在跨中产生的弯矩值为MK0，裂缝宽度满足要求五、挠度验算查本教程附录5表3，该构件的挠度限值为跨中标准值计算得到的弯矩10，则取0）（则构件挠度满足要求。