渡槽设计计算书西华

-1-课程设计报告（理工类）课程名称:钢筋混凝土课程设计课程代码:8511961学院(直属系):能源与环境学院年级/专业/班:2009级/水利水电工程/2班学生姓名:学号:332010080801003实验总成绩:任课教师:开课学院:能源与环境学院-2-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：建筑材料等级：槽身及刚架采用C25级，基础采用C15级，基础垫层为C10级。钢筋：槽身及刚架受力筋为Ⅱ级；分布筋，箍筋和基础钢筋为Ⅰ级。荷载：钢筋混凝土重力密度：253/KNm人行道人群荷载：2.52/KNm施工荷载：42/KNm渡槽所在地区基本风压：00/500,/550.slflfl=0.352/KNm渡槽抗震设计烈度：07地基允许承载力：2002/KNm使用要求：槽身横向计算迎水面裂缝宽度允许值maxmax0.25,0.20.slWmmWmm槽身纵向计算底版有抗裂要求，槽身纵向允许挠度00/500,/550.slflfl采用水工砼结构设计规范。-3-4)使用要求：槽身横向计算迎水面裂缝宽度允许值[Wsmax]=0.25mm,[WLmax]=0.20mm。槽身纵向计算底板有抗裂要求。槽身纵向允许挠度[fs]=l0/500,[fL]=l0/550。5)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-4-槽底高程(M)洼地长（M）渠道进口段渠道进口段20.00M5.00M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：2Ab2.52.756.875hm湿周：22.522.758Xbhm水力半径：0.859ARmX111662110.85975/0.013CRmsn流量：31mi6.875750.85915.11000QACRs满足设计要求②按校核水深h=2.9m-5-过水面积：2Ab2.52.97.25hm湿周：22.522.98.3Xbhm水力半径：0.873ARmX111662110.87375.2/0.013CRmsn流量：31mi7.2575.20.87316.11000QACRs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1gKN1.052250.7131.552.213mgkgRCggSAg栏杆横杆每米内：2.50.6KN0.30.1250.713m2g横杆半边槽身面积：(0.30.4)0.10.80.10.31.1520.40.4222.80.30.080.345220.160.070.840.160.3452S-6-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）2221.100.52.52.911039.875QkQwKNqqVm水半边槽身每米长度承受人群荷载设计值：21.202.5113kQkKNqqm总的均布荷载：80.088KNPm槽身跨度取7m(2)、槽身纵向受力时，按简支梁处理计算跨度：05.6,7,1.055.88,6.35.88nnnlmlmlmlamlm（3）跨中截面弯矩设计值（四级建筑物k=1.15）2011.152948mMKSplKNM2、配筋计算：211.9cNfmm，2300yNfmm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：'400500b300,4502fhmm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,03700903610hhamm,确定'fb，'500fhmm，'05000.13610fhh，为独立T型梁：故-7-'013940464733flbmm，''12300125006300ffbbhmm上述两值均大于翼缘实有宽度，取'400fbmm②鉴别T形梁所属类型1.15294338KMKNm，'''0h50011.940050036107996.822fcffhbhhKNmKM故为第一类T型截面'fxh，按宽度为400mm的单筋矩形截面计算，6'220338100.05411.94003610scfKMfbh，1120.0560.850.468sb，'0211.90.05640036103207300cfsyfbhAmmf，min032070.3%0.2%3003610sAbh,满足要求，故可配置6B18和6B2023411mmsA实,③抗裂验算:'22'00''221826ffEsffEshbhbbAhymmbhbbhA,3'''30021140005.21033fffEsbbybbyIAhymm-8-3000I277.5h-Wmmy,查附录表3得截面抵抗矩塑性系数m=1.50考虑截面高度的影响对m值进行修正，得：3000.71.501.23000m，在荷载效应标准组合下0.85ct，0330294mcttkfWKNmKNm，故槽身抗裂满足要求。④槽身挠度验算：荷载标准值在槽身纵向跨中产生的弯矩值：294MKNm，槽身纵向抗弯刚度：16200.851.2410scBEINmm1520.658.0610sBBNmm20050.1311.7650048LMllfmmfmmB故槽身纵向挠度验算满足要求。槽身纵向斜截面受剪承载力计算max01.15301.51346.70.70.71.273003610962.8tKVKNfbhKN满足抗剪要求，故不需要由计算配置抗剪腹筋，-9-抗剪腹筋，架立筋，腰筋按构造要求配筋。槽身横向计算1、框架内力计算沿槽身纵向取单位长度脱离体进行计算。侧墙与底板为整体连接，交接处为刚性节点。横杆与侧墙也是整体连接，但因横杆刚度远比侧墙刚度小，故可假设与侧墙铰接。作用在矩形槽身上的荷载有①槽身结构自重，包括人行道板自重ga,底板自重gc,侧墙自重可略去不计；②人行道板上的人群荷载gk;③槽内侧向水压力及水重γH，H为最大水深，水位可近似取至横杆中心线处。P1为人行道板、横杆、人群荷载传给侧墙顶的H¦ΓH-10-集中力的设计值。1g111.050.3(2.50.8)0.1111.0510.10.82525228.79/baQkgpgqKNm每米槽身承受的P1为8.79KN/m侧墙底部压力值为103.7137/wHKNmq2为单位长度水重+底板自重g22g2.91010.312536.5/bqqKNm水H=3700¦ΓH-11-侧墙的FQ图侧墙计算简图2、侧墙的配筋计算底部最大负弯矩截面配筋，迎水面位于水位变化区，环境类别为第三类，取c=30mm,a=40mm,则：030040260hhamm，0260whhmm，2600.264.01000whb，max1.155360.95KVKN，0max0.250.2511.91000260773.5cfbhKNKV，故截面尺寸满足抗剪要求。计算受弯钢筋：-12-62201.1524.36100.03511.91000260scKMfbh，1120.036s2011.910000.036260371.28300csyfbhAmmf，选取4B12（452mmsA实），B12@2002(565mm)sAsA实2min00.15%1000260390bhmma)跨中最大正弯矩截面配筋背水面按二类环境，c=25mm,a=35mm,h0=h-a=300-35=265mm,62201.1511.8100.01611.91000265scKMfbh,1120.0160.850.468sb,220min011.910000.016265168.2397.5300csyfbhAmmbhmmf取2min0397.5sAbhmm，选取B12@2802(404mm)sA实，受力筋总面积为856mm2/m,分布筋面积应大于2215%856/128.4/mmmmmm侧墙底部迎水面限裂验算：有效配筋率：0.72ssteteAAAab，20126.7/0.87ksksMNmmhAmaxmax300.070.210.25skstedcmmmmE，满足限裂要求。-13-3、底板计算计算简图按端部截面配筋，背水面a’=35mm,c=25mm迎水面a=40mm,c=30mm0260hhamm,'265hamm,M=24.36KN.m,N=53KN04601102MhemmammNN作用于纵向钢筋范围之外，属于大偏拉构件，上侧迎水面受拉，下侧受压，03004604035022heeamm232'0''01.1553103500.3581000260030026035csbsyKNefbhAfha取'2min00.15%1000260390sAbhmm，选配B12@280'2min0404mm/sAmbh实，'''30s2201.155310350300390225011.91000260yscKNefAhafbh所以应该按最小配筋率配筋2min00.15%1000260390sAbhmm，选取-14-B12@2802404mmsA实底板端部限裂验算:0.5052ssteteAAAab2011.1325.4/kssksNeNmmAhmaxmax300.070.190.20sklstedcmmmmE满足抗裂要求。跨中最大弯矩截面取a=35mm,0265hhamm,0265whhmm,0.2654.0whb,max1.154754.05KVKN0max0.250.2511.91000265788.4cfbhKNKV故截面尺寸满足抗剪要求6s2201.1512100.0211.91000265cKMfbh，s1120.020.850.468