渡槽结构计算书Word文档格式.docx

1、 g2k=Y 0 Uy V2=0.9 X 9.81 X（ 1.6 X 2.7-0.1 X 0.1-0.4 X 0.2 ）=37.35 （kN/m）设计值：g 2=y g g2k=1.05 X 37.35=39.22 （kN/m）车辆荷载：集中荷载标准值： p k=140X 2=280 kNp=1.2 X 280=336 kN人群荷载： q k=3.0 （ kN/m）q=1.2 X 3=3.6 （ 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:l 0 =8500图2 2 槽身纵向计算简图（单位：cm）计算长度 1=1 n+a=6.9+0.8=7.7 （m

2、）1=1.051 n=1.05 X 6.9=7.245（m）所以计算长度取为7.25m, 2 1跨中弯矩设计值为 M= 丫 o X（ gi+gi+q） l + pl21 2 1=0.9 X 1.0 X X 118.6 X 7.25 2+ X 336 X 7.258 2=1898.5 （kN.m）跨端剪力设计值1Q ma）F 丫 2 X （ q+g1 + g2） I+1.2P=0.9 X 1.0 X 1 X 118.6 X 7.25+1.2 X 336=797.42 （ 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

3、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=0.08 , h0=2.3-0.08=2.22 （ m） , rd=1.2。（2 1）1 1 xM Mu fcbx（hr）d d 2f cbx=f yAS （ 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 系数丫 0及设计状况系数2在内；M u 截面极限弯矩值；丫 d 结构系数，丫 d=1.20 ；f c混凝土轴心抗压强度设计值，混凝土选用 C25,则fc=12.5N/mm；b 矩形

4、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 E =x/h 0代入式（2 4）、（2 5）,并令 a s=E （1-0.5 E ）,则有（2 3）（2 4）（2 5）M 乞丄（f-sbh；）df c E bho=fyA根据以上各式，计算侧墙的钢筋面积如下:dM 1.2 1898.5 106 fcbho =12.5 400 22002=1 - 1 -2： s =0.098 b =0.544八 fcbh。Af| y12.5 0.098 400 2200310=3548（ mm2）、As 3548 门“- 0.38% p min=

5、0.15%bh。 400 2200选 4山20+6立25 A s=1257+2945=4202 （ m（4 ）斜截面强度计算 已知 v=797.42kN , 仏=h = 2.22 =5.55b b 0.4虹=4,bv 岂丄（0.25fcbho） rdv （O.2fcbho）rd（0.25 12.5 400 2200）1.2hw金=6=2291.75 （KN v=797.42KN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$ 8150的圭寸闭箍筋。同时沿墙高布置 虫10150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

6、瞬间，受拉区边缘的应变达到混凝土的极限拉伸值 max,最大拉应力达到混凝土抗拉强度 ft。钢筋混凝土构件的抗裂验算公式如下：MW 丫 ma ctftkW （ 2 7）MW y Ma ctftkW （ 2 8）式中a ct 混凝土拉应力极限系数， 对荷载效应的短期组合 a ct取为0.85 ;对荷载效应的长期组合，a ct取为0.70 ；W 0换算截面A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n级钢，贝y Ec=2.8 x 104N/mnm,5 2Es=2.0 x 10 N/

7、mm。根据水工混凝土结构设计规范，选取丫 m值。由bf/b 2, hf/h v 0.2，查得丫 m=1.40,在丫 m值附表中指出，根据 h值的不同应 对丫 m值进行修正。m =（0.7 型）1.40=（0.7 400） 1.40=1.19h 2700111短期组合的跨中弯矩值 +1pl8 8 2=0.9X 1.0 X 1 X 118.6 X 7.25 2+ 1 X 336 X 7.25二 2216（kN.m） MS1 815 x 1。12 m：ctftkW0 =1.19 0.85 1.75 -2700 1250长期组合的跨中弯矩值（人群荷载的准永久系数P =0）M ；0（1gkl（2） =

8、0.9 X 1 X 118.6 X 7.25 28 8=858.67 （kN.m）121.815 10mSk%19 0.775 2700 _1250= 1824.7（kN.m） M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及Q,其差值 Q与荷载q维持平衡。Q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。W川1I1 ? f I1 If T J V 1

9、| V I If 1 I l 1 11 1 11 （ 1 ）2. （ 2 ）bh0 170 1000选 10125 As=628 （mm2）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=12.5N/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： =30mm ho=3OO-4O=26Omm,取单宽计算 b=1000mm选用n级钢筋，则fc=310N/mm,计算弯矩最大位置的配筋量：MX=131.86kN.m

10、 , N=143.29KN 时，M sbh。f c E bh0=f yAsET b根据以上各式，计算钢筋面积如下：1.2 X131.86X06s - 2= 2=.187fcbh： 12.5 1000 2602=1 - _1匚2二=0.209 b =0.54412.5 0.209 1000 260= 2191（mm2）、As 2191- 0.84 %bh0 260 1000选也20140 A s=2244 （mrr）（3）侧墙的结构计算其结果更安全。故可简化成矩形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,侧墙与肋所构成的T形梁的配筋计算由于侧墙与肋所构成的 T形截面梁，翼缘受拉

11、不考虑其抗弯作用, 进行配筋计算。不考虑纵向弯矩的影响。内力组合： Mnax=-14.93kN.m , N=-292.67kN计算n值：M 14.93 1 06 h 850e0 3 = 58.3mm 28mmN 292.67 103 30 30-9 -故取偏心距为实际值 eo=58.3mm。=3 1,，取 Z 1=1.0广 0.5fcbh 0.5 “2.5 汉 850 汉 2001 一 ？dN 一 1.2x292670上：15,. 2 =1.0h=1亠=1蛊詈瞬2皿51400e0 /h0判断大小偏心，因为 n e=1.035 x 58.3=60mm0.3h=0.3 x 810=243mm所以，

12、按小偏心受压构件计算。e = e0 h -a = 60 850 -40 二 445（ mm）2 2按最小配筋率计算 As, p min=0.2%，所以As= p minbh0=0.2%x 200x 810=324 （ mrri）用25 （丄16,EI1As=4丄3002选-st1 3 4 h 1 1 2 2 1 3評 1h -M0h -） 1T-（-q1（lh ,-M0.-严 h）1 1 1 1亦匚曲）瓦評八嘶一严3h）dNe-fy As （h。-a）mmfcbh。12 292670 541 一31 167 （410一4叭 0.013212.5 200 41021 一 J 一 2： st、1

13、一 一 2 0.0132一 = 0.0134 ： 0.544h0 二 0.0134 410 二 5.5mm : 2a 二 80 mmAsdNe1 .2 292670 （356 - 50 40）fy（h - a ）310 （410 - 40 ）-?minbh0选用 2 10, A =157mrn斜截面受剪承载力计算：（O.25fcbh0） 0.25 12.5 200 810 = 373.541kN V =24.4kN故截面尺寸满足抗剪要求。1 0.2（十脚0）.07N12.5 200 810 0.07 294630 V=14.58kN1.4 1.5故可不进行斜截面受剪承载力计算，而按构造要求配置

14、箍筋选 6200钢筋抗裂验算:般情况需按荷载效应的短期组合及长期组合分别验算，本设计因为是粗略计算,且可变荷载非常小，故只按荷载效应的长期组合进行抗裂验算。抗裂演算的对象为 T形截面梁。基本数据：民=2.0 X 105N/mm, Ec=2.0 X 104N/mrii, f tk=1.75N/mm2, 丫 d=1.75 ,a st =0.7。具体计算如下：换算截面面积A）=bh+ （bf-b ） bf+ a eA+ a eAsz=200 X 850+ （2000-200 ）x 200+2.0 102.8 104X（ 226+402）=454485.7 （mrn）换算截面的重心至受拉边缘的距离bh

15、2 h -（bf -b）hf （h - ： e Ash。 eAs a200 8502八 A1800 200 （850 -100） 愆 （402 810 226 40）454485 .7二 324.5（mm）,by 3 bf（hy。）3 （bf 一 b）（h 一 y。一 hf）3I 03n.二 e As （h y） -As （y a ）3 3200 324.5 2000 （850 -324.5）1800（850 -324.5 -200）+2.8 10=85524541087（mr4）402 （810 _324.5）2 226 （324.5 40）28552541087mSkW。1.75 0.7

16、454485.7 - 850-324.58552541087 443.3 454485.7 -850-324.5= 489.2（kN） Nl =162.2kN换算截面对其重心的惯性矩经过以上的验算可知，侧墙肋的配筋满足抗裂要求。底板与肋所构成的T形截面梁的结构计算根据底板的内力图，选取两组内力按偏心受拉构件进行结构计算。第一组内力组合：M=14.93kN.m, N=8.54kN.m由于底板与肋所构成的 T形截面梁，翼缘受拉不起抵抗弯矩的作用，故可简化成矩 形截面进行配筋计算。I 0/h=2300十400=5.75bho 360 200选用 2 也8, As=101 （ mrn）第二组内力组合：

17、 M=12.65kN.m, N=8.54kN在此组内力组合作用下，肋的外侧受拉，所以必须通过配筋计算来保证肋外侧的受拉强度。计算截面为T形，受拉翼缘宽度 br=2000mm高度hfz =200mm肋宽b=200mm肋高 h=400mmM 7460 he。 305.7（mm） ，故按大偏心计算。N 24.4 30重心轴到受拉边缘的距离为bh2（bf-b）hf （hhf2bh （bf -b）hf200 4002（2000 -200） 200 （400-100）200 400 （2000 - 200） 200= 281.8（mm）e = e0 y -a 二 484.9 281.8-40 = 726.

18、7（mm）对于n级钢筋，a st =0.396故按第一组内力组合求得的 Ate=101mrn满足第二组内力组合的配筋要求,所以 A“ 2 ” ” h fdm- 5仇盲）fy （hg -a ）1.2 8540 726.7 -12.5 0.396 2000 400310 （360 -40）.（2000 -200） 400 （360 -40）310 x （360 40）=157mrK同理可得，第一组内力组合的 Asz =157mrn亦满足第二组内力组合已知：Es=2.0 X 105N/mm, Es=2.8 X 104N/mrn, ftk=1.75N/mm2, 丫 m=1.75As的要求。a ct =0.7 ,换算截面面积 Ac=bh+ （bf-b ） hf+ a eA+ a eA，=200X 400+ （2000-200 ）X 200+2.0 105X（ 157+101）=375428.57 （mrr）bh2 hf+（bf b）hf（h EAsa y0 = A3 3 0 3I0 隔3 3 1800 200 （40（3-100） （101 360 157 40）Fo换算截面的重心到受压边缘的距离二 2.8e As（ho -