[毕业设计]渡槽设计与计算
毕业设计渡槽设计与计算,毕业设计,渡槽,设计,计算
XX 水 利 职 业 技 术 学 院毕 业 设 计 报 告题目:渡 槽 学 生: XX 指导老师: XX 专 业: XX2005年6月20日目 录第1章 设计基本资料 (1)工程简介,设计要求及主要参考书(1)第2章 总体布置(3)2.1 槽址选址 (3)2.2 结构选型 (3)2.3 平面总体布置 (3)第3章 水力计算(4)3.1 槽身过水断面尺寸拟定 (4)3.2 渡槽进出口的底部高程的确定 (4)3.3 进出口渐变段 (6)第4章 槽身设计(7) 4.1 槽身断面尺寸拟定 (7)4.2 荷载及荷载组合 (7)4.3 槽身横向结构计算 (9)4.4 槽身纵向结构计算(16)4.5 抗裂计算(17)4.6 吊装验算(23)第5章 排架计算(24)5.1 排架布置(24)5.2 荷载计算(25)5.3 排架的横向计算 (29)5.4 排架的纵向计算 (33)5.5 排架的吊装验算 (35)5.6 牛腿设计 (36)第6章 基础设计 (38)6.1 基础结构尺寸拟定 (38)6.2 基础的荷载组合 (39) 6.3 基础应力计算 (39) 6.4 基础配筋计算 (39)第7章 稳定计算(42) 7.1 槽身稳定计算 (42)7.2 抗滑稳定计算 (42)7.3 抗倾计算 (42)7.4 地基稳定计算 (43)第8章 细部结构(44)8.1 伸缩缝及止水(44)8.2 支座(44)8.3 两岸连接(44)第1章 基本资料1.1工程概况XX县XX水库灌区引水干渠经黄家沟时需修建一座输水建筑物,经过渠道、倒虹吸和毒草三种方案比较,决定修建渡槽。干渠控制灌区农 田面积6.5万亩,工程为等工程,主要建筑物为3级1.1.1地形黄家沟顶宽约有110m沟深约为8m,属狭长V形断面,无常流水,沟内有良田,可种植经济作物。耕作深度1.0m1.1.2地质 沟内为XX店期黄土层,干重度为1314KN/m, =21,C=24KPa,地基承载力R=290KPa,基础与地基摩擦系数=0.31。1.1.3上、下游渠道资料 上游渠底高程为550.10m,Q设=4.4m/s,K加大=0.25,Q加大=5.5m/s,i=1/3500,渡槽上、下游渠道,渠底宽=2.5m,糙率n=0.014。内外边坡分别为1:1.0和1:1.5,该毒草规划时允许水头损失为0.25m。水利要素如表1。渡槽糙率n为0.014。表1.1 上、下游渠道过水断面水利要素 流量 (m/s) 纵坡 i 底宽 b(m) 流速v(m/s) 堤高 H(m) 边坡 糙率n 水深 h(m)超高H(m) 渠口宽B(m)Q=4.4 1/35002.50.861.831:1 1:1.50.0141.330.56.16Q=5.5 1/35002.50.922.001:1 1:1.50.0141.500.56.501.1.4建筑材料即安全系数 该工程主要的建筑材料为水泥、混凝土、钢筋等。混凝土重度 r=24KN/m,线胀系数=1.0105 1/,混凝土其他特性指标如表2。采用和级钢筋,级钢筋强度设计值y=y=210N/mm,弹性模量Es=2.1105 N/mm;级钢筋强度设计值y=y=310N/mm,弹性模量Es=2.1105 N/mm.钢筋混凝土重度h=25KN/m.构件裂缝宽度允许值短期组合为max =0.3mm,长期组合为min=0.25mm。表2 混凝土特性指标 单位:N/mm混凝土强度等级轴心抗压抗拉弹性模量 Ec标准值ck设计值c标准值tk设计值tC2013.510.01.501.102.5510C2517.012.51.751.302.810 浆砌石采用M15砂浆砌块石 工程回填土及地基的力学特性根据有关试验报告结果如下 =16KN/m,=20.8,c=23KPa,修正后地基承载力特征值a=290KPa.基础与地基摩擦系数=0.35,抗滑抗倾稳定系数K=1.5根据水利水电工程等级划分及洪水标准规定以及灌区规划要求,确定该渡槽为三级永久建筑物,结构安全级别为级,结构重要性系数0=1,持久设计状况系数=1.0,短暂设计状况系数=0.95,偶然设计状况系数=0.85,钢筋混凝土结构系数d=1.21.1.5其它荷载人群荷载2.0KN/m (人行桥上的活荷载)基本风压0.35KN/m1.1.6气象最高日平均气温30,最低日平均气温0。不考虑冻土深度。1.1.7.施工条件采用装配式钢筋混凝土渡槽,预制吊装。1.2设计要求按初步设计标准设计,局部可深入考虑。1.2.1进行渡槽总体布置,包括槽身、支撑、基础等结构形式的选择。1.2.2水力计算1.2.3槽身设计1.2.4支撑结构设计1.2.5基础设计1.2.6细部构造设计第2章 渡槽总体布置 渡槽总体布置的主要内容包括槽址选择、形式选择、进出口布置、基础布置。 渡槽总体布置的基本要求是:流量、水位满足灌区需要,基础、岸坡稳定,结构选型合理;进出口顺直通畅,避免填方接头;少占农田,交通方便,就地取材等。2.1槽址选择选择槽址时,一般须考虑以下几个方面:2.1.1应结合渠道线路布置,尽量利用有利的地形、地质条件,以便缩短槽身长度,减少基础工程量降低墩架高度。2.1.2槽轴线力求短直,进出口要避免急转弯并力求布置在挖方渠道上。2.1.3跨越河流的渡槽,槽轴线应与河道水流方向正交,槽址应位于河床及岸坡稳定、水流顺直的地段,避免选在河流急转弯处。2.1.4少占耕地,少拆迁民房,并尽可能有交宽敞的施工场地。争取靠近建筑材料产地,以便就地取材。2.1.5交通方便,水电供应条件较好,有利于管理维修。综合分析各方面因素,在平面图上确定槽址位置,绘制出断面图。断面图见附图12.2结构选型2.2.1槽身的选择。槽身的横断面形式有矩形、U型、圆形和抛物线型,其中常用的是矩形和U型。本设计中Q设=4.4m/s,属中小流量。渡槽长度为中型渡槽,矩形渡槽具有抗冻、耐久性好的特点,施工方便,故最后选用矩形渡槽。2.2.2支撑选择。该渡槽地址处沟深约8m,跨度较大(约120m),宜用梁式渡槽。2.3总体布置本设计布置得等跨间距8m得单排架13跨,矩形采用简支。上下游渐变段各8m与梯形混凝土渠道相连。渡槽全长共120m,槽上根据交通要求设置人行桥,净宽0.85m。拱墩台及排架基础墩均采用浆砌石重力墩。槽下两岸墩台与基础墩间用浆砌石护坡。总体布置见附图1。第3章 水力计算渡槽水力计算的目的,一是选定经济合理的过水断面;二是复核渡槽槽址所在河道的泄洪能力及冲刷情况,确定槽跨净宽和基础位置的深度。黄家沟渡槽常年无常年流水,故本设计仅要求第一目的。3.1槽身过水断面尺寸拟定选取纵坡i=1/580,底宽B=2.0,糙率n=0.014,Q设=4.4,Q加=5.5,因槽长大于1520倍槽内水深,故按明渠均匀流计算。 (31)式中 R水力半径,m; C谢才系数,m1/2/s; i 水力坡度; A过水断面面积,m2。计算结果:Q设=4.4m3/s时,h设=1.13m;Q加=5.5m3/s时,h加=1.34。B/h分别是1.77和1.49。槽身过水断面的宽深比不同,槽身的工程量也不同,为使工程经济,应有适宜的宽深比。从过水能力方面考虑,应取宽深比b/h=2.0,但从受力条件考虑,梁式渡槽的槽身侧墙在纵向起着梁的作用,加高侧墙可提高槽身的纵向承载能力故宜适当降低宽深比,工程中常采用b/h=1.251.67。本设计中由于B/h=1.771.67,故应加宽侧墙,使其满足承载力要求。为了防止因风浪或其他原因而引起侧墙顶溢水,侧墙应有一定的超高。可用经验公式计算:h = h/12+5 (32)式中 h槽内水深,cm;将h =1.13代入公式计算得h =14.4(cm)134-113=21(cm),故H=1.34+0.1=1.44m)(考虑拉杆高)。3.2渡槽进出口的底部高程的确定通过渡槽的输水水头损失,包括进口水头损失、槽身沿程水头损失与出口水面回升三方面,详见图31。3.2.1进口水头损失Z水流过渠道渐变段进入槽身时,流速增大,水面发生降落。工程中常近似按淹没宽顶堰计算:Z= (33)式中 K1进口段局部水头损失系数,与渐变段形式有关,扭曲面为0.10,八字斜墙为0.20,圆弧直墙为0.2,急变形式为0.4; v,v0槽身与上游渠道流速,m/s; g重力加速度,取9.8m/s.具体计算结果见表31。3.2.2槽身沿程水头损失Z1水流经过全槽后水面发生降落,按明娶均匀流计算: (34)式中 L槽身长度,L=138=104(m); i槽身比降。具体计算结果见表31。3.2.3出口水面回升水流经过槽身、渠道出口渐变段进入下游渠道因流速减小,部分动能转化为势能,水面回升: (35)式中 K2出口局部水头损失系数,常取0.2; v槽身流速,m/s; v1下游渠道流速,m/s。3.2.4总水头损失 (36)规划中允许水头损失为0.25m,计算值应等于或小于此值,具体计算见表3.1。表3.1 输水水头损失计算设计情况ih(m)A(m)(m)R(m)Q(m/s)V (m/s)Z(m)Z1(m)Z2(m)Z (m)设计1/5501.112.224.220.5264.41.980.1790.1890.1300.238校核1/5501.322.644.640.5695.52.080.1950.1890.1420.242设计1/5801.132.264.260.5314.41.950.1720.1790.1250.226校核1/5801.342.684.680.5735.52.050.1880.1790.1370.230设计1/6501.182.364.360.5414.41.860.1530.1600.1110.202校核1/6501.402.804.800.5835.51.960.1680.1600.1220.206注:本设计进口采用扭曲面式翼墙,在计算Z时,K1取0.1通过计算,用允许水头损失作为一个重要指标,当=1/590时,Z=0.223m,小于规划允许水头损失0.25m,所以初步选定的规划尺寸符合规划要求。3.2.5 进出口底部高程的确定为了使渡槽与上下游渠道水面平顺连接,合理利用水头损失而不影响过水能力,使渡槽进口底部抬高和出口渠底的降低要与水流情况相适应。进口抬高值:y1=h1Zh2=1.330.1721.13=0.028(m)出口抬高值:y2=h3Z2h2=1.330.1251.13=0.075(m)进口槽底高程:1=3y1=550.100.028=550.13(m)出口槽底高程:2=1Z1=551.0130.179=549.95(m)出口渠底高程:4=2y2=549.950.075=549.88(m)具体计算结果见图3.1。图3.1 渡槽水力计算图3.3进出口渐变段水流通过渡槽,由于槽身宽与渠宽不一致,为了使水流能平顺通过,渡槽进出口常采用渐变段衔接。本设计中采用扭面,参照中国水利水电出版社出版的水工建筑物计算渐变段长度:进口段:L14h1 = 41.33 = 5.32(m),取8m。出口段:L26h2 = 61.33 = 7.98(m),取8m。第4章 槽身设计4.1槽身断面尺寸拟定 根据前面计算结果,槽内净宽B=2.0m,高H=1.44m(拉杆为0.1m)。其他尺寸按下面计算确定。 该渡槽无通航要求,槽顶设拉杆,间距2m,侧墙厚度t按经验数t /H=1/12 1/16确定。H为侧墙高1.44m,t = (1/12 1/16 )H=0.12 0.09m。因为本设计宽深比B / h = 1.77 1.67,故应适当加大侧墙厚度,以满足纵向承载能力的要求,取t = 15cm。渡槽要满足行人要求,故在拉杆上设置人行板,板宽取85cm,厚取10cm。底板厚15cm,其断面尺寸如图4.1所示。 图4.1 槽身断面图 (单位:cm)4.2荷 载 及 荷 载 组 合 永久荷载设计值 = 永久荷载分项系数G永久荷载标准值Gk,其中,G = 1.05。可变荷载设计值 = 可变荷载分项系数Q可变荷载标准值QK,其中,Q = 1.2。按纵向和横向取单位长度来计算。计算结果见表4-1。 荷载种类标准值设计值计算式大小计算式大小1侧墙侧墙重G1k=251.690.156.34G1=1.056.346.66纵向q11k=6.346.34q11=1.056.346.66横向q12k=6.34/0.1542.27q12=1.0542.2744.382拉杆拉杆重G2k=250.122.00.50G2=1.050.500.53纵向q21k=0.50.31q21=1.050.310.33横向q22k=0.16q22=1.050.160.173人行板人行板重G3k=250.850.12.13G3=1.052.132.24纵向q31k=2.132.13q31=1.052.132.24横向q32k=2.51q32=1.052.512.644底板底板重G6k=25(2.00.15+0.150.152+0.150.12)8.81G4=1.058.819.25纵向q41k=8.818.81q41=1.058.819.25横向q42k=4.41q42=1.054.414.635人群人群重G5k=2.00.801.60G5=1.21.601.92纵向q51k=1.601.60q51=1.21.601.92横向q52k=1.88q52=1.21.882.266栏杆栏杆重G61k= 1.801.80G6=1.051.801.89纵向q61k=1.801.80q61=1.051.801.89横向q62k=2.12q62=1.052.122.237设计水重设计水重G7k=9.8(1.132.00.152)21.93G7=1.221.9326.32纵向q71k=21.9321.93q71=1.221.9326.32横向q72k=10.97q72=1.210.9713.168校核水重校核水重G8k=9.8(1.342.00.152)26.04G8=1.126.0428.64纵向q81k=26.0426.04q81=1.126.0428.64横向q82k=13.02q82=1.113.0214.324.3槽身横向结构计算4.3.1受力情况分析由于槽身在拉杆之间的断面和设置拉杆处的断面其横向变位相差甚小,故仍可沿槽身纵向取1.0m长的脱离体,按平面问题进行横向计算。作用在脱离体上的荷载由两侧的剪力差维持平衡Q= Q2Q1 ,侧墙与底板交结处视为刚性节点,拉杆与墙顶连接处可视为铰接,沿中心线切口处可视为上下移动的双链杆支座,计算简图如图4-2所示。图4.2 槽身横向内力计算剪图由于侧墙与底板等厚,且B/H =(2.0+0.3)/1.44 =1.60,在1.25 1.67之间,槽内水位取至拉杆中心作为控制条件。槽顶荷载产生的集中力P0和力矩M0按标准荷载计算,分别为:Pk0= = = 2.92(KN)Mk0 = =1.57(KNm)按设计荷载计算分别为:P0= = 3.19(KN)M0 = = 1.71(KNm)4.3.2拉杆轴向力计算简化后的结构为一次超静定结构,可用力学中的力法计算拉杆拉力X1,也可用下式直接计算,按标准荷载计算分别为:Xk1 = (4 1)式中 Xk1 单位槽长拉杆的轴向拉力,KN; H 拉杆中心线至底板的距离,H = 1.465m; qk1侧墙底部静水压强,KPa; L 两侧墙中心线间距的一半,L = (2.0 + 0.15)/2 =1.075(m) qk2底板上均布荷载强度,KN / m; Iab、Iad底板和侧墙的截面惯性矩,m4;Xk1= = 2.214(KNm)Xk1s = Xk1S = 2.2142 = 4.428(KN)式中 X1s 拉杆间距为S时,一根拉杆的轴向拉力。按设计荷载计算为:X1 = (42) = 2.442 (KNm)4.3.3侧墙内力计算4.3.3.1侧墙弯矩。 由拉杆中心线到侧墙计算截面的距离为y的弯矩,按标准荷载计算为:Mky = = (43)当y = 0m时,Mk侧1 = 1.57(KNm)当y = 1.465m时, Mk侧2 = 2.2141.465 + 1.57=0.322(KNm)当y = ym = = =0.672(m)MK侧m =2.2140.672 + 1.55=2.542(KNm)按设计荷载计算为 My = (44) = 当y = 0时,M侧1 = 1.71(KNm) 当y = 1.465m时,M侧2 = 0.362(KNm) 当y = ym = = = 0.673(m)时,弯矩最大为: Mmax = 2.353(KNm)4.3.3.2侧墙轴力Ny。轴力Ny只近似考虑侧墙截面承受的剪力Q。按标准荷载计算为: Nky = (45)式中 Q 作用在槽身截面上的计算剪力,其值等于1.0m槽身长的总荷载,即纵向计算中的均布荷载q。Q = q11K + q21K + q31K + q41 + q51K + q61K + q81K (46)= 6.34 + 0.31 + 2.13 + 8.81 + 1.60 + 1.80 +26.04= 46.91(KN)当y = 0时, N1 = PK0 = 2.92 KN (压)当 y = 1.465m时,N2 = =15.04 KN (拉) 令 Ny = = 0 即44.76y2 + 65.57y 3.75 = 0 解得:y1 = 1.405 ; y2 = 0.060 当 y = 1.405 m 时, N3 = 15.15 KN (拉) 当 y = 0.060 m 时, N3 = 3.03 KN (压)按设计荷载计算为: Ny = (47)式中 Q 作用在槽身截面上的计算剪力,其值等于1.0m槽身长的总荷载,即纵向计算的均布荷载q。 Q = q11 + q21 + q31 + q41 + q51 + q61 +q81= 6.66 + 0.33 + 2.24 + 9.25 + 1.92 + 1.89 + 28.64=50.93 (KN) 当y = 0时, N1 =P0 = 3.19 (KN)(压)当 y = 1.465 m时, N2 = 16.51 (KN)(拉) 令Ny= = 0 即 48.59y2 + 71.19y 3.94 = 0解得: y1 = 0.058 ; y2 = 1.408当 y=1.408 m 时,N3 =16.62(KN)(拉)当 y=0.058 m 时,N3 =3.30(KN)(拉)4.3.4底板内力计算4.3.4.1底板弯矩。离侧墙中心底线X处的底板弯矩计算,按标准荷载计算。Mkx = Xk1 Mk0(whC)(L)X (48)= 9.054 X2 19.465 X 0.322 当X = 0 时,底板端部弯矩M底1 = 0.322(KNm)当 X = L = 1.075 m 时,底板跨中弯矩为:M底1 = 10.14(KNm)按设计荷载计算为:Mx = = 令X = 0,底板端部弯矩M底1 = 0.362(KNm);令 X = L = 1.075 m 时底板跨中弯矩为M底2 = 11.04(KNm)4.3.4.2底板轴力。底板轴力等于侧墙底端的剪力,按标准荷载算 为:NKA = NKB = Xk1= 9.81.46522.214= 8.303(KNm)(拉)按设计荷载计算为:NA = NB = = 1.19.81.46522.442 = 9.126(KNm)(拉)弯矩图(KNm) 轴力图(KN)4.3.5横向配筋计算4.3.5.1底板配筋。按底板中部弯矩配筋,采用C20混凝土,fc = 10N/mm2,I 级钢筋,fy = fy = 210N/mm2,M = 11.04KNm,N = 9.126KNm。设a=as =25mm,h=150 mm,h0 =has =15025=125mm 。M=011.04 =1 0.9511.04=10.448(KNm)N=09.126 =1 0.95 9.126=8.670(KNm)e0 =10.448/8.670 = 1.210(m)=150/225=50(mm)故按大偏心受拉构件配筋 e= 1210150/2 + 25 = 1160(mm) e= = 1210 + 150/225 = 1260(mm)查表得 = 0.614,As= = = 2591.2(mm2)计算表明不需要配筋,但仍应按构造要求配筋。 Mmin = 0.2% ,Asmin= 0.0021000125 = 250(mm2) 配置8200,As = Asmin= 251(mm2)S = = = 0.043 = 1 = 1 = 0.044 X = 0.044125 = 5.5(mm) 2as故要按唯一公式进行配筋。 As = =624.2(mm2)配置12/14200,As = 668(mm2)4.3.5.2侧墙配筋: 对侧墙最大弯矩处(y = 0.673 m)的配筋,as = as= 25 mm,b=1000mm,h 0 = 125 mm,f c = 10N/mm2 ,fy = fy= 210KN/mm2d = 1.2,0 = 1.0, = 0.95。 Mmax = = N =1.05250.150.6793.19 = 5.345(KN) e0 =0.418(m)50(mm)故按大偏心受拉构件计算。 e = =4180.515025=368(mm) X =0.614125=76.25(mm) As= = = 3038.3(mm2) 0虽按受力计算不需要配筋,但仍应按构造要求配筋。 Asmin = 0.0021000125 = 250(mm2)配置6200,As = 141(mm2) 对侧墙拉力最大处(y = 1.41m)的配筋,计算如下: N =16.62 = 10.9516.62 = 15.79(KN)(拉) M =10.95(2.4421.411.711.19.81.413) =0.111(KNm) e0 = 7(mm)= 50(mm)故按小偏心受拉构件计算。 e0 =257 = 43(mm) e=25+7 = 57(mm) As= = 38.8(mm2) As = = 51.4(mm2)按构造要求配筋。 As =As=Asmin=0.00151000125=187.5(mm2)配置6/8200, As =As=196(mm2)。最后,侧墙配置8200,As =As=196(mm2)。 4.3.5.3人行板配筋按受弯构件配筋: q = q32 + q52 + q62 = 2.64 + 2.26 + 2.23 =7.13(KNm) M = = 10.957.1322 = 3.387(KNm)按单排单筋计算,取 =25mm,=850mm,=100mm,=75mm,=1.2。= = 0.085 = =1=0.089 =0.089=0.0042=0.15% As =0.004285075 =267.8(mm2)配置410, As =314(mm2)4.3.5.4拉杆的横向配筋。人行板作用于拉杆上的荷载q板1=7.13(KNm),其对跨中弯矩的等效荷载为: q板1=0.425 q板1=(20.4250.4252)7.13 = 4.77(KN)8m长一跨渡槽共5根拉杆,作用在每根拉杆上的荷载为: q杆=7.89(KNm)跨中弯矩:M=3.75(KNm)支座剪力:V =1.00.957.892.0=7.496(KNm) Nc=4.884(kNm)(拉)取=25 mm ,= =10025=75mm,=150mm e0=0.768(m)=25(mm)故按大偏心受拉构件计算。 e=e0 0.5h=7685025 =743(mm) As = = =72.8(mm2)配置36,As =85(mm)。 = = = 0.410 =0.576 X =h0=0.57675=43.2 =50(mm) e=768+5025=793(mm) As = 442.6(mm2)配置314, As =462(mm2)4.3.5.5拉杆的斜截面计算。 =0.5 4.0 =0.251015075 =28.13(KN) =1.27.496=8.996(KN) = 28.13(KN)故截面尺寸满足抗剪条件。 Vc=0.071015075=7.88(KN)=8.996(kNm)需要按计算配置腹筋: =0.148(mm2/mm)选用双只肢4箍筋,Asv1 =12.6 mm2,n=2代入上式得S170mm,取S=150 mm。 Vcs = = 7.88 3.31 = 11.2(KN) Vcs = 1.27.496=9.0KN满足斜截面抗剪要求。 4.4槽身纵向结构计算纵向计算中的荷载一般按均布荷载考虑,它包括槽身重、槽中的水重及人群荷载、人行板荷载等(拉杆重集中荷载应换算成均布荷载),并按通过加大流量计算,计算时采用满槽水深h=1.34(m)。计算简图如图 4.3 所示。图4.3 槽身纵向计算简图4.4.1荷载计算槽的纵向荷载:6.6620.332.249.251.921.8928.64 57.59(KN/m)槽身净跨:80.527(m),1.0,0.95计算跨度:7 + 0.5 = 7.5() 1.051.0577.35(),取7.35()跨中最大弯矩:MC10.9557.597.352369.45(KN/m)最大剪力:V10.950.557.597191.49(KN)4.4.2计算纵向配筋计算配筋时应注意:简支梁跨中部分底板因处于受拉区,故在强度计算中不考虑底板的作用;侧墙高度较大时,沿墙壁高配置612的纵向构造钢筋,其间距不宜大于30;因槽身底板在受拉区,故槽身在纵向按1.69,0.30的矩形梁进行配筋计算。考虑双筋,1.690.081.61(),1.2。=0.057 (mm2)配置812,As =904(mm2)。4.4.3斜截面强度计算已知:V191.49(kN),;,故 ,截面尺寸满足截面限制条件要求。按受力计算不要求配置腹筋,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6330的封闭箍筋。同时沿墙高布置8250的纵向钢筋,槽身的配筋的横断面图如图 所示。 4.5抗裂计算 4.5.1纵向抗裂计算忽略补角作用,将断面化成如图沿槽身纵向的危险断面是在跨中,按标准荷载计算,通过加大流量时弯矩为:(KNm)按标准荷载计算,通过设计流量时弯矩为:(KNm)0.3,2.3,1.69,0.15,1.59。可按下列公式进行抗裂验算: 图4.4 槽身配筋图 (单位:mm) 式中 受弯构件塑性影响系,;按标准荷载计算的弯矩;混凝土拉应力限制系数,长期组合为0.7,短期组合为0.85;换算截面对受拉边缘的弹性抗矩,换算截面重心轴惯性矩;换算截面重心轴至受 图4.5 抗裂计算断面简图 (单位:m)压边缘距离;混凝土抗拉强度标准值,C20混凝土抗拉强度标准值1.5N/mm2、可按下列公式计算:() ()0.206()(KN)(KN)通过设计流量时332.6(KN)(KN)(KN)故槽身纵向满足抗裂要求。4.5.2横向抗裂计算4.5.2.1底板抗裂计算;验算断面为跨中断面,按标准荷载计算,考虑钢筋的作用。N8.303KN,M10.14KN,1000,150式中轴向力的偏心矩,;受弯构件的塑性影响系数,因,故。、可按下列近似公式计算:()故故底板不满足横向抗裂要求,需要进行裂缝宽度验算。对于矩形、型及工字型截面的钢筋混凝土受拉、受弯及偏心受压构件,按荷载效应的短期组合及长期组合的最大裂缝宽度分别按下列公式计算:式中构件受力特征系数(偏心受拉构件);钢筋表面形状系数(变形钢筋,光面钢筋);荷载长期作用影响系数(荷载效应的短期组合,荷载效应的长期组合);纵向受拉钢筋的混凝土保护层厚度,;受拉钢筋直径,;纵向受拉钢筋的有效配筋率,当时,取;有效受拉混凝土截面面积,;受拉区纵向钢筋截面面积;、按荷载效应的短期组合及长期组合计算的构件纵向受拉钢筋应力。通过加大流量时:M10.14KN;N8.303KN;()(N)通过设计流量时:M10.28;N4.04; 9()(N/mm2)故满足要求。4.5.2.2侧墙抗裂计算:4.5.2.2.1弯矩最大处:通过加大流量时,(KNm),。由公式(45)计算得N4.514(KN)。(mm)故满足抗裂要求。通过设计流量时,(KNm),由公式(45)计算得N2.918(KN)。()故满足抗裂要求。4.5.2.2.2轴力最大处:通过加大流量时,(KN),。由公式(43)计算得M0.113(KNm)()故满足抗裂要求。通过设计流量时,(KN),M0.544(KN)。()故满足抗裂要求。4.6吊装计算设置四个吊点,按双悬臂梁计算。吊点设在第二根拉杆处。因吊点处产生负弯矩,上部受拉,故按形梁校核上部配筋。如图4.6所示。图4.6 槽身吊装计算 (单位:m)(KN/m)考虑动力系数1.2,故(KN/m)计算时,忽略槽底突出部分的作用,断面尺寸取b300,h1590, 2300,150的形梁。按短暂状况设计:1;0.95计算弯矩M 52.21(KN)侧墙顶部共有4根8的钢筋,(KN)(KN),形梁,属第一种情况。按梁宽为的矩形梁计算。()(KN)(KN)故槽身纵向配筋满足吊装要求。第5章 排架设计 5.1排架布置 黄家沟渡槽离地面在8m以下,可采用单排架支撑槽身,考虑排架不宜过高,对稳定有利。同时为了便于施工,现将渡槽归纳成三种高度,1、11、12号排架高4m;2、10号排架高五米;39号排架高6.6m。排架横梁间距为2m,最下层为2.4m。现以最高的排架(7号)为计算示例,其他排架计算相同,故略去。为使立柱在竖向荷载作用下为轴心受压构件,立柱中心线与槽身支承中心线相重合。排架的各部位尺寸如图5-1所示。详见下表5-1。表5.1 排架高程计算表 名称排架号排架顶部高程2排架埋置高程排架底部高程3排架高度2-31#-549.78548.10546.403.382#549.76546.40544.705.063#549.75545.35543.656.104#549.73544.85543.156.585#549.72544.65542.956.776#549.71544.68542.986.737#549.69544.75543.056.648#549.68544.95543.256.439#549.67545.35543.656.0210#549.65546.30544.605.0511#549.64547.10545.404.2412#549.62548.15546.453.17表5.2排架分组表编号顶底排架高调整后高调整后底分组1#-549.78546.403.383.40546.38(一)2#-549.76544.705.065.10544.66(二)3#-549.75543.656.106.80542.95(三)4#-549.73543.156.586.80542.93(三)5#-549.72542.956.776.80542.92(三)6#-549.71542.986.736.80542.61(三)7#-549.69543.056.646.80542.89(三)8#-549.68543.256.436.80542.88(三)9#-549.67543.656.026.80542.87(三)10#-549.65544.605.055.10544.55(二)11#-549.64545.404.245.10544.54(二)12#-549.62546.453.173.40546.22(一)表5.3 排架分组及各部分尺寸拟定 (单位:mm)分 组一二三排 架 号1#-、12#-2#-、10#-、11#-3#-9#- 高 度 H(m)3.45.16.8肢柱b1500500500h1300300300横梁b2200200200h2300300300牛腿2502502505005005004545458008008005.2荷载计算人群荷载、风荷载分项系数5.2.1水平荷载槽下沟内无常年流水,故不考虑水的作用。槽身风荷载:风压力按下式计算:式中 s风载系数,迎风面取1.0,被风面取0.5; 风压高度变化系数,基本风压,。迎风面风荷载标准为:设计值为:背风面荷载标准值为:设计值为:吹到8m长一跨的总风荷载(包括端肋)为:迎风面按标准荷载计算:按设计荷载计算: 背风面按标准荷载计算:kN按设计荷载计算: kN排架风荷载按标准荷载计算:按设计荷载计算: 其中: 立柱净距与立柱迎风面宽度之比为。当比值大于或等于10时,不计前柱对后柱的挡风作用,取。当比值小于10时,在0.21.0之间变化,由于此比值为2.42,取近似为0.44。 N/m2 kN5.2.2垂直荷载(传给每一个立柱的荷载)排架垂直荷载计算见表5-4表5.4 排架荷载计算荷载种 类标准值设计值计算公式大小槽 身 荷 载(传给各个立柱荷载)槽 身 自 重P槽K=(6.342+0.31+2.13+8.81)895.72P满水k100.506人 群荷 载P人K=6.40P人7.680满 槽水 重P满水K=104.16P满水114.576设计流量 水 重P设水K=87.72P设水105.264排 架 自 重顶横梁(1.850.30.2+1/20.15220.2)252.893.032中 间横 梁(1.850.30.21/240.1520.2)253.003.150立柱顶两个牛腿及端部重(0.250.250.3+1/20.2520.3)225+0.50.30.2252.162.2642m高立柱重0.50.32257.507.8752.5m高立柱重0.50.32.6259.7510.238 作用在槽身上的水平风压力通过纵梁支座传至立柱顶,形成拉力,等于槽身上的总风压力对排架顶横梁中心轴取距,再除以立柱轴线的距离,即: kNkN各节点荷载计算见表5-5。计算结果如图5-5所示表5.5节点荷载的计算荷 栽 种 类节点计算情况标准值设计值说明计算公式大小计算公式大小节 点 水 平 荷 载1、5T1K=T2K=3.549+1/20.3093.704T1=T54.445T=(4.732+2.366)2=3.549T=0.393(10.251/20.25220.50.9)2、6T2K=T2K=1/20.3780.520.189T2=T60.2273、7T3K=T3K=1/20.3780.5(12.6/2)0.217T3=T70.2604、8T4K=
收藏
编号:121407367
类型:共享资源
大小:981.99KB
格式:RAR
上传时间:2022-07-19
30
积分
- 关 键 词:
-
毕业设计
渡槽
设计
计算
- 资源描述:
-
[毕业设计]渡槽设计与计算,毕业设计,渡槽,设计,计算
展开阅读全文
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 装配图网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
装配图网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。