渡槽课程设计计算书.doc
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1、渡槽设计任务书设计资料1. 槽身为等跨简支矩形槽,跨长15m.2. 槽内径尺寸:bh=3.02.5m.3. 流量:Q=10m3/s,设计水深:hd=2.0m 加大水深: hc=2.5m4. 槽顶外侧设1.0m宽人行道,人行道外侧设1.2m高栏杆5. 排架为单层门型钢架,立柱高度本跨可按5.0m计算6. 建筑材料参数值:本设计受力筋采用HRB400 ( )箍筋采用HPB300(),其中HRB400钢筋强度设计值=f=360N/mm2,弹性模量=2.0 N/mm2 .HRB300钢筋强度设计值=f=270N/mm2.混凝土强度等级轴心抗压轴心抗拉弹性模量Ec标准值fck设计值fc标准值fck设计值
2、fcC2516.711.91.781.272.81047. 使用规定:=0.25mm =l0/6008. 采用水工混凝土结构设计规范SL-191-20239. 荷载 钢筋混凝土重度:25 KN/m3 人行道人群荷载:2.5 KN/m2 栏杆重:1.5 KN/m 施工荷载:4 KN/m2 基本风压:w0=0.4 KN/m2 地基承载力特性值:fak=200 KN/m2 基础埋深:1.5m 抗震设计基本烈度:6度设计规定设计计算书一份,涉及计算依据资料、计算简图、计算过程、计算的最终成果。图纸一份,涉及槽身(1#图,594mm)、排架和基础(2#图420mm)各一张渡槽计算书水力计算及尺寸拟定渠道
3、断面水力计算由已知资料可知此渡槽设计流量Q设=10 m3/s渠道断面取m=1,n=0.014。按照明渠均匀流计算,根据公式 式中Q为渡槽的过水流量(m3/s)A过水断面面积(m2)C谢才系数R水力半径(m)X湿周(m)i-为槽底比降 n-为槽身糙率,钢筋混凝土槽身可取n=0.014A=bh=2=6m2X=b+2h=3+22=7mR=0.875mC=69.6 I= =1/1495取1/1200设计水深的流速V=C=1.67m/s对于混凝土;Q=1m/s10m/s时,不冲刷流速V=8 m/s不淤积流速V=0.3 m/s 0.5 m/s 综上 V V V流速满足规定。安全加高h=0.5m,则Q加大=
4、VBHC=12.5 m3/s加大流量系数为1.25符合规范,故满足设计规定。槽身设计参考已建工程,初定槽身结构尺寸如下所示,每跨长度选定15m,支撑结构选取简支梁式,按简支梁结构进行计算。本设计中槽身横断面采用的是矩形取侧墙厚度t上=200mm和t下350mm,侧墙高为H=2.5m,底板地面高于侧墙底缘,以减少底板的拉应力,底板厚度为30mm,侧墙和底板的连接处加设角度为的贴角。根据前面计算结果,槽内净宽B=3.0m,高H=2.5m。具体结构尺寸如图所示。槽身横断面图 槽身纵断面图槽身结构尺寸图(单位:mm)荷载计算该渡槽级别为2级,结构安全级别为级水工建筑物,采用C25混凝土。结构重要系数,
5、设计状况系数,承载能力极限状态使得结构系数,永久荷载分项系数,可变荷载分项系数。纵向计算中的荷载一般按均布荷载考虑,涉及槽身重力(拉杆等是少量集中荷载也换算为均布荷载)、槽中水体的重力及人群荷载,其中槽身自重为永久荷载,水重、人群荷载为可变荷载。槽身荷载计算:(单位:GKN;gKN/m)荷载类型标准值设计值计算式大小大小1、侧墙重(一侧)16.9117.76垂直方向16.9117.762、人行板重(一侧)2.52.63垂直流方向.5/0.83.133.27沿水流方向2.52.633、底板重36.7538.59垂直流方向12.7512.86沿水流方向36.7538.594、人群重(一侧)2.53
6、垂直流方向33.6沿水流方向2.535、栏杆重 (一侧)1.51.58垂直流方向1.51.58沿水流方向1.51.586、校核水重73.580.85垂直流方向24.526.95沿水流方向73.580.857、设计水重58.870.56垂直流方向19.623.52沿水流方向58.870.568、施工荷载2024垂直流方向44.8沿水流方向2024渡槽横向计算(单宽1m)人行板计算横向抗弯计算:计算简图如下施工状况为最不利工况,人行悬臂板当作一端固定悬臂梁,初估为单筋截面,c=25mm a=30mm h0=h-a=125-30=95mm=0.44= 选配 8150()分布钢筋选用 8200横向受剪
7、承载力计算:V=G51+ l0=1.58+ 0.95=12.1KN截面尺寸验算 h w=h0=95mm h w/b=0.0954.0KV=1.212.10.25fcbho=0.2511.9100095=283KN 截面尺寸满足规定截面抗剪腹筋计算:VC=0.7ftbh0=0.71.27100095=84.5KN故无需按计算拟定腹筋。侧墙计算将侧墙简化为一端固支悬臂梁,由于单宽截面风荷载较小,忽略不计,如图校核水深时为最不利状况,初估为单筋截面c=25mm,a=30mm,h0=h-a=270-30=240mm=0.44= 选配 12200()沿墙方向配置 8200构造筋抗裂验算:受弯构件正截面在
8、即将开裂的瞬间,受拉区边沿的应变达成混凝土的极限拉伸值,最大拉应力达成混凝土轴心抗拉强度。钢筋混凝土构件的抗裂验算公式如下:式中 由荷载标准值按荷载效应组合计算的弯矩值。ct混凝土拉应力限制系数,对标准荷载效应组合,ct取为0.85混凝土轴心抗拉强度标准值;钢筋ftk=1.78 N/mm2换算截面面积,其中为刚弹性模量与混凝土弹性模量之比,既;为钢筋截面面积,由承载力计算拟定;为混凝土截面面积。W0换算截面对受拉边沿的弹性抵抗距; 换算截面重心轴至受压边沿的距离; 换算截面对其重心轴的惯性距;混凝土的标号为,钢筋为HRB400,则,。E=Ec=2.02.8104=7.14 =AS/bh0= 作
9、为单筋矩形截面采用近似计算:y0=(0.5+0.425E)h=(0.5+0.4257.140.0024) 270=137mmI0=(0.0833+0.19E)bh3=(0.0833+0.197.140.0024)1000 2703=1704106mm4根据水工混凝土结构设计规范,选取值m。m=1.55,在m值附表中指出,根据h值的不同应对m值进行修正。修正系数取1.1, m=1.71MK=33.3KN.m需进行槽身横向限裂验算。标准荷载效应弯矩值MK=M/=33.3 kN.m对于受弯构件钢筋应力:=253.2N/有效配筋率计算: =0.01130.03 取0.03=30+c+0.07) 受弯构
10、件其中取2.1, =2.1(2530+0.07)=0.21mm0.25mm,故抗裂符合设计规定。底板计算底板配筋计算:最不利工况为半槽水深时,a=a=30mmN=0.5=0.51.2=16.07KNM=q水2-0.5g21l02+(g31+1.2)B2/8=(12.86+1.29.81.5)2/8-1.29.8(3.35/2)3/6-0.53.270.82=32.52 KN.m判断大小偏心e0=M/N=32.52/16.07=2.02m0.5h-a=0.12m属于大偏压构件,e=0.5h-a+e0=0.15-0.03+2.02=2.14me=-0.5h+a+e0=-0.15+0.03+2.02
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