鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目: 渡槽（三） 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 年級(jí)專業(yè)： 水利水電工程 指導(dǎo)老師： 提交時(shí)間： 鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)目錄目錄1摘要2第一章 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料4第二章 渡槽計(jì)算51. 擬定渡槽尺寸52. 槽身縱向計(jì)算61) 內(nèi)力計(jì)算：62) 配筋計(jì)算：73. 槽身橫向計(jì)算91) 框架內(nèi)力計(jì)算92) 人行道板103) 側(cè)墻的配筋計(jì)算114) 底板計(jì)算125) 橫桿計(jì)算146) 人行道板計(jì)算16第三章 剛架計(jì)算171. 剛架縱向計(jì)算172. 剛架橫向計(jì)算213. 剛架橫向內(nèi)力計(jì)算224. 剛架橫向配筋計(jì)算22 立柱配筋計(jì)算22 橫梁的配筋計(jì)算：23第四章 牛腿配筋計(jì)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(yīng)用最廣的建筑物之一，除用于輸送渠水外還可以排洪和導(dǎo)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(shè)計(jì)和施工上比較簡(jiǎn)單，架模容易，不易漏水等特點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)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(xiàng)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(jié)構(gòu)渡槽、大跨度拱式渡槽被廣泛應(yīng)用，預(yù)制裝配式施工方法也得到推廣。結(jié)構(gòu)形式優(yōu)選理論、新型材料、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)及先進(jìn)施工技術(shù)等已開(kāi)始應(yīng)用。關(guān)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(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料1.1根據(jù)初步設(shè)計(jì)成果，提出設(shè)計(jì)資料及有關(guān)數(shù)據(jù)如下：1. 該輸水渡槽跨越142m長(zhǎng)的低洼 地帶見(jiàn)下圖，需修建通過(guò)15m3/s設(shè)計(jì)流量及16m3/s校核流量，渡槽無(wú)通航要求。經(jīng)水力計(jì)算結(jié)果，槽身最大設(shè)計(jì)水深H=2.75m，校核水深為2.90m。支承結(jié)構(gòu)采用剛架，槽身及剛架均采用整體吊裝的預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)一節(jié)槽身及一個(gè)最大高度的剛架。建筑物等級(jí)4級(jí)。2. 建筑材料：混凝土強(qiáng)度等級(jí)：槽身及剛架采用C20級(jí)；基礎(chǔ)采用C15級(jí);基礎(chǔ)墊層為C10級(jí)。剛筋混泥土槽身及剛架受力筋為HRB335；分布筋、箍筋、基礎(chǔ)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(fēng)壓 0.35 KN/地基允許承載力 200 KN/基礎(chǔ)埋置深度 1.3m。欄桿重 1.5KN/m2 4.使用要求：槽身橫向計(jì)算迎水面裂縫寬度允許值Wsmax=0.3mm,WLmax=0.3mm。槽身縱向計(jì)算底板有抗裂要求。槽身縱向允許撓度f(wàn)s=l0/500,fL=l0/550。鋼筋 槽身、縱梁級(jí)剛架受力筋為級(jí)；分布筋、箍筋及基礎(chǔ)鋼筋為級(jí)；支座鋼墊板用厚度為6mm的級(jí)鋼板。（7）附圖：高程單位（m）5.附圖6.設(shè)計(jì)要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，獨(dú)立完成下列成果：（1）設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)一份。包括：設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)資料、結(jié)構(gòu)布置及說(shuō)明、槽身過(guò)水能力計(jì)算、槽身、剛架及基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算（附必要的計(jì)算草圖）。在全過(guò)程需詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明對(duì)計(jì)算書(shū)中沒(méi)有表達(dá)完全部分的說(shuō)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(chǔ)配筋圖、鋼筋表及必要說(shuō)明。圖紙要求布局合理，線條粗細(xì)清晰，尺寸、符號(hào)標(biāo)注齊全，符合制圖標(biāo)準(zhǔn)要求。第2章 渡槽計(jì)算1. 擬定渡槽尺寸初步選取每節(jié)槽身長(zhǎng)度14.2m，槽身底坡，取該渡槽槽壁糟率n=0.013，設(shè)底寬b=2.5m，按設(shè)計(jì)水深h=2.75m 過(guò)水面積： 濕周： 水力半徑： 謝才系數(shù) 流量：滿足設(shè)計(jì)要求按校核水深h=2.9m過(guò)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(jì)算縱向受拉鋼筋配筋計(jì)算（滿槽水+人群荷載）1) 內(nèi)力計(jì)算：（1） 半邊槽身面積：半邊槽身每米長(zhǎng)度承受人群荷載設(shè)計(jì)值：半邊槽身每米長(zhǎng)度的自重值=滿槽水時(shí)半邊槽身每米長(zhǎng)度承受水重設(shè)計(jì)值（忽略托乘長(zhǎng)度）總的均布荷載：槽身跨度取7m(2)槽身縱向受力時(shí)，按簡(jiǎn)支梁處理計(jì)算跨度：（3）跨中截面彎矩設(shè)計(jì)值（四級(jí)建筑物 k=1.15）2) 配筋計(jì)算：因?yàn)椋?，承載力計(jì)算中，不考慮混凝土承受拉力，故把側(cè)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(dú)立t型梁：故，上述兩值均大于翼緣實(shí)有寬度，取第一類T型截面按寬度為400mm的單筋矩形截面計(jì)算，,滿足要求，故可置；6A18，6A20()抗裂驗(yàn)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(duì)值進(jìn)行修正，得：，在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下:故槽身抗裂滿足要求。槽身?yè)隙闰?yàn)算：荷載標(biāo)準(zhǔn)值在槽身縱向跨中產(chǎn)生的彎矩值：槽身縱向抗彎剛度：故槽身縱向撓度驗(yàn)算滿足要求。槽身縱向斜截面受剪承載力計(jì)算應(yīng)為所以滿足抗剪要求，故不需要由計(jì)算配置抗剪腹筋，抗剪腹筋，架立筋，腰筋按構(gòu)造要求配筋。3. 槽身橫向計(jì)算1) 框架內(nèi)力計(jì)算沿槽身縱向取單位長(zhǎng)度脫離體進(jìn)行計(jì)算。側(cè)墻與底板為整體連接，交接處為剛性節(jié)點(diǎn)。橫桿與側(cè)墻也是整體連接，但因橫桿剛度遠(yuǎn)比側(cè)墻剛度小，故可假設(shè)與側(cè)墻鉸接。作用在矩形槽身上的荷載有槽身結(jié)構(gòu)自重，包括人行道板自重ga,底板自重gc,側(cè)墻自重可略去不計(jì)；人行道板上的人群荷載gk;槽內(nèi)側(cè)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(cè)墻頂?shù)募辛Φ脑O(shè)計(jì)值。2) 人行道板計(jì)算寬度：計(jì)算跨度：荷載：板自重，人群荷載3) 側(cè)墻的配筋計(jì)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(jì)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(cè)墻底部迎水面限裂驗(yàn)算：有效配筋率：=滿足限裂要求。4) 底板計(jì)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(gòu)件，所以應(yīng)該按最小配筋率配筋選取A122802 底板端部限裂驗(yàn)算: 因?yàn)?，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(jì)算：因?yàn)?；故不需要由?jì)算確定抗剪腹筋。5) 橫桿計(jì)算1 截面尺寸抗剪計(jì)算與配筋取橫桿間距，因?yàn)闄M桿為大偏拉， 因?yàn)?，最小配筋率配筋所以選配2A10因?yàn)闈M足截面尺寸抗剪要求。2 跨中最大彎矩配筋計(jì)算，因?yàn)?，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(jì)算取，板自重：人群荷載：跨中彎矩：配筋計(jì)算：取，則：，滿足故可以選配：2A10，分布鋼筋選擇A6250第3章 剛架計(jì)算1. 剛架縱向計(jì)算剛架縱向計(jì)算取單根立柱，按柱頂和柱底兩個(gè)截面進(jìn)行。分為正常運(yùn)行和施工時(shí)兩種情況進(jìn)行配筋計(jì)算?？紤]縱向彎曲影響，立柱視為下端固定，上端槽身對(duì)立柱有一定支承作用，因此立柱的計(jì)算長(zhǎng)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(shè)有牛腿，尺寸如圖所示。橫梁與立柱連接處設(shè)有100mm100mm托承以改善交角處的應(yīng)力狀態(tài)。（1）正常運(yùn)行時(shí)，左右跨槽身傳來(lái)的垂直力相等，按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算（邊剛架除外）。柱頂截面配筋計(jì)算：承受軸向壓力設(shè)計(jì)值為立柱截面形狀為300500的矩形，長(zhǎng)細(xì)比8考慮縱向彎曲的影響，查表得0說(shuō)明柱頂截面的受壓筋將不能達(dá)到屈服，按構(gòu)造配筋即可。取故選配4A18() 柱底截面配筋計(jì)算：柱底承受的軸向壓力除槽身傳下來(lái)的荷載外，還有剛架自重。P1、P2、P3為剛架自重化成的節(jié)點(diǎn)力，承受軸向壓力設(shè)計(jì)值為: 故按實(shí)際偏心距計(jì)算。因?yàn)?，取故按大偏心受壓構(gòu)件計(jì)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(jì)算：，承受壓力設(shè)計(jì)值為偏心距1，故取故按大偏心受壓構(gòu)件計(jì)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(gòu)件計(jì)算。，橫梁兩端接點(diǎn)按固定端考慮，其計(jì)算長(zhǎng)度：故按大偏心受壓構(gòu)件計(jì)算。 故選配4A14b. 橫梁2配筋計(jì)算（按受彎構(gòu)件計(jì)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(jì)算：驗(yàn)算截面尺寸：，故截面尺寸滿足抗剪要求。不需要由計(jì)算確定抗剪腹筋。第4章 牛腿配筋計(jì)算按正常運(yùn)行滿槽時(shí)荷載計(jì)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(nèi)力計(jì)算結(jié)果可知 取混凝土保護(hù)層厚度:,1 驗(yàn)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(xiàn)【1】 SL 191-2008 水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范【S】.北京：中國(guó)水利水電出版社，2009【2】 水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)/河海大學(xué)等編.-4般.-北京：中國(guó)水利水電出版社，2009【3】 水工混凝土結(jié)構(gòu)習(xí)題與課程設(shè)計(jì)/趙魯光主編.北京：中國(guó)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(guó)水利水電出版社, 2009.【5】 GB 50010-2010 混泥土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范S.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.【6】 SDJ 20-78 水工鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范S。北京：水利水電出版社，1978.【7】 GB 500092012 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范S.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012【8】 SL 252200 水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)注S.北京：中國(guó)水利水電出版社，2001【9】 DL 51802003 水利樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)S.北京：電力出版社，2003【10】 GB 500112010 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范S.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20120.