水闸工作桥课程设计西华

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1、#并2孚课程设计报告（理工类）课程名称:钢筋混凝土结构课程设计课程代码:8511961学院（直属系）:能源与环境学院年级/专业/班:2008级/水利水电工程12班 学生姓名：黄军学号:实验总成绩：任课教师:张焕敏开课学院:能源与环境学院学院班级 : 能源与环境学院姓名学号：指导老师：时间： 2011 年 7 月水闸工作桥课程设计第一部：拟定工作桥尺寸一、工作桥纵向布置1、工作桥长度 ：为便于安装，工桥桥长度=两闸墩中心线距离2030mm=7000+ 500+ 500 20 = 7980mm但计算时工作桥长度仍用8000 mm计算。2、横梁位置 ：为简化计算，我们将地螺栓安装在横梁与纵梁相交处，

2、不考虑其偏移。 横梁尺寸初步拟定为， 高：500；宽：250. 横梁上面的机敦取 高：250；宽：250.3、活动铺板：为减轻吊装重量，面板做成活动铺板，简支在纵梁上。活动铺板选用的，宽 850；长度：1500+2*80=1660 ；高度：80。中间共四块面板。桥两边再一边一块板。总的横向布置图及个尺寸如图所示：二、工作桥横向布置1、 纵梁尺寸：高度：800; 宽度：300。宽度：5002、悬臂板：高度：端部取100,根部取200； 尺寸如图所示：图2：纵向尺寸布置图三、刚架布置（在此不计算）1、刚架高度 计算用的高度：H=31.4 24.0 h实际高度：H + H1,其中：H1为柱插入杯口的

3、高度。H1 需满足：a.大体为1.20.8倍柱长边尺寸；b.大于 0.05H。图3:钢桁架布置第二部：配筋一、面板配筋设计1、活动铺板1）安装检修工况： a荷载计算板自重：gk=°08 085 25 = 1 7KN/mg = Ga 二 105 17 二 1.785KN /m一个绳鼓重：Gk=654KN , G= gG 6.54 1.05= 6.867KN桥面活载不考虑b计算简图和内力计算10 = ln a 二 1500 80 二 1580mm10 = ln h= 1500 80 = 1580mmIo = 1 1ln =1 1 1500 = 1650mm因此计算跨度取1580mmHl

4、Mm Him 绸鼓放在板中间ic.跨中弯矩:1 2= 8gl°p Io4二 1 1.785 1 58286.867 1.584二 3.26 KN * m2）正常使用工况，持久状况a.荷载：板自重g 0.08 0.85 25 = 1.7KN/mg= Gg 1.05 1.7 = 1.785KN /m人群荷载 q 二 Gqkb = 1.2 4 0.85 二 4.08KN / mb.跨中弯矩：1 2 M = 1 一 g q l行 1.83KN *m8从以上两种状态可知，安装工况下的弯矩更大，取大值进行计算3）配筋计算：查表得30mmflc二25mm（二类环境）,估计钢筋直径为d=10mm日二

5、c，2h0 = h - a = 50mm由书2-7查k=1.2，采用C25混凝土，查表fc二11.9N/mm2 面板用HPB335的钢筋，查表fy二300N /mm2b = 800mm,KM 1.2 汉 3.26汉 106二 0.155,CE sfcbh2 11 9 汉 850 江 502=1 一 1 一 2 s 二 0 169 0.85 b 二 0468fcb hofy11.9 850 0.169 503002二 2852mm二 As/b%285.2850 50=0.67%'min二 0.15%查附录3表1,选用6也8（乓=302mm2）在受力钢筋内侧布置与受力钢筋垂直的分布钢筋，按

6、要求取© 6250配筋图如图所示:图4：活动面板配筋图2、悬臂板取1m板宽计算，由根部最大弯矩计算板的钢筋用量。1）安装与检修工况a.荷载与弯矩计算g1k= h1=0.1 汉 25=25kN/m自重：g2k = ?h2 = 02汇 25 = 5kN/m（人群荷载不计）对根部产生的弯矩：M1=0.5 Ggikl2+ G(g2k-gik)l2/6M1=0.5 1.05 2.5 0.52+1.05 (5-2.5) 052/6=0.9843KN m栏杆重：P1k=1.5kN/m对根部产生的弯矩：M2= GP3Kn 1.05 1.5 0.5= 0.7875KN *m绳鼓重：P，将集中力放置离纵

7、梁最远处。取c为绳鼓集中力P到悬壁根部的距离c=500-350/2=325 , a=350为绳鼓的着地面积，则 P对根 部的弯矩为Pc=6.54 0.325二2.1255，由宽度为b=a+2c的板带承受， 绳鼓为可控可变荷载，分项系数取 1.1则对根部产生的弯矩：1.1 6.54 0.325M3= GPc/(a+2c)=2.338KN * m0.35+20.325总弯矩：M=M1+M2+M3=0.9843+0.7875+2.338=4.11kN* m2)正常使用工况，持久状况a.荷载与弯矩计算g1k=山=0.1 沃 25=2.5kN/m自重：g2k = Yh2 =0.2 25 二 5kN/m对

8、根部产生的弯矩：m仁0.5 Gg1kl2+ G(g2k-g1k)i2/6M1=0.5 1.05 2.5 0.52+1.05 (5-2.5) 0.52/6=0.9843 KN m产生的弯矩：M2= gPbkI=1 05 1.5 0.5 = 0.7875KN m栏杆重：pik=i.5kN/m人群荷载：q=12 4 0.5= 24kN/m产生的弯矩：21 22.4 0.5M 3ql003KN m2 2总弯矩：M= M1+M2+M3=1 (0.9843+0.7875+0.3)=2072kN * m从以上两种状态可知，安装工况下的弯矩更大，取大值进行计算b.配筋计算只计算正截面，采用 HPB235钢筋，

9、查fy二210N / mm2受力筋：d估计钢筋直径为d=10mm, a = c 二30 mm2h0 二 h - a 二 200 - 30 二 170mmKMfcbh21.2 4.11 10611.9 500 1702二 0.0287，=1 一 1 一 2 s 二 0.0293 0.850.468Afcbt% 11.9江 5005.0293570 一“ 2A141mmfy210又因为，规定中说，悬臂板的受力钢筋每米不少于5直8 (252mm2).则悬臂板的配筋就取© 8200 HPB23钢筋的来布置。分布钢筋按要求取，直径不小于 6mm间距不大于300.这里我们取© 6200

10、来布 置。悬臂板配筋如图所示：分布钢筋6胧0Q图乩悬臂板配筋图二.横梁配筋设计横梁与纵梁浇筑在一起，计算弯矩时按简支结构计算，横梁计算跨径：10 = 1500 300 二 1800mm10 二 1.1ln = 1 05 1500 = 1575mm计算跨径按1575计1、荷载计算横梁自重：$= 500 250 25 1.05=328kN/m机敦自重：g2 = 250 250 25 1.05=1 64kN/m地螺栓传来的设计力：1.104=1.1 56.12 =61.73kN / m1.1Q4=1.1 76.13= 83.74kN / m2、计算简图及内力计算为简化计算，使螺栓正好安装在横梁与纵梁

11、相交处。 则启闭门对横梁不产生 弯矩。考虑到启闭门中心与横梁中心不重合， 我们对计算弯矩取k=1.2的放大系 数。横梁实际为半固定状态，精确计算应采用有限单元法。工程简化：先按简 支梁计算，得跨中弯矩 M0，实际梁的支座负弯矩=0.7 M0，跨中正弯矩=0.5 M0，D.1 2Mo =1.05 (g gjl； = 1.6KN - m8支座弯矩较大，取0.7M0进行计算，最终上下截面配置相同钢筋0.7 12M0 = 1.35kN *mc = 35mm(二类环境),估计钢筋直径为d=10mm日=c 一 = 40mm2h0 二 h - a 二 500 - 40 = 460mmKMfc二 0.0025

12、6,1.2 1.35 10611.9 250 4602M - J -20.00257 0.850.468fcb h0fy11.9 250 0.00257 4602102=16.74mm7/吋25二 0.015%min 二 0.25%取-in的钢筋进行配置,As 八 minbg 二 288mm2查附录3表1,受力钢筋取2A14 ( A = 308mm2)s按规定取直径为6mm间距200的双肢箍筋横梁上下缘布置相同的钢筋。配筋图如图所示：2A14 （受力钢筋）2A14 （受力钢筋）6200 （分布钢筋）6200 （分布钢筋）3535图6：横梁配筋图三.纵梁配筋计算取受力大的一根计算，另一根配筋相同

13、。1. 荷载计算a恒载：均布荷载g :纵梁自重标准值：g1 25 0.3 0.8=6kN/m一边栏杆重标准值：g2k = 15kN * m一半面板重标准值：100+ 200 .g3k=（80 750500） 25 10 = 3375kN/m均布荷载设计值：g= gk = 1.05 （6 1.5 3.375）=11.42kN/m集中荷载G一半横梁自重：G1 500 250 25 兰00 10=328kN 2一半机墩重：G2k= 500 250 25 2100 10=328kN2k 2G = gGk 二 105 (328 3.28) = 6.9kNb.可变荷载分布荷载q,人群荷载(一半桥面)：qk

14、 = 4 31 二 6.2kN / m 2q = gQ = 1 2 6.2 二 7.44kN /m集中荷载P :直接作用于纵梁上的启门力通过横梁传递的启门力，求出横梁的反力，作 用于在纵梁上。由于启门力的标准值为 320kN,简化计算，将其平均分配在四个 地螺栓上，每个螺栓说承担的力为 GK=80kN.横梁传给纵梁的集中力设计值： G = 1.1 80 6.9二94.9kN2. 内力计算计算跨径：I。= 7000 500 二 7500mmI。= 1.051. = 1 05 7000 二 7350mm计算跨径按7350计，纵梁受力如图所示。其弯矩最大值在跨中：弯矩设计值为：1 2Mglo G 0

15、.75 G 1.8581 2 (11.427.44) 7.35294.9 2.6= 3741KN *m考虑次梁并不是对称的T型梁，在最大弯矩值下考虑1.1的放大系数M=374.1 1.1=411.5 KN *m.2纵向钢筋配置HPB400的钢筋，查表fy二360N /mm估计配置双层钢筋，a二70mmh0 = h - a = 730mm确定翼缘计算宽度hf = 150mm(平均)hf /h0 二 150/ 730 二 0.2050.1mm 是独立 T 型梁l0bf 二 2500mmf 3IIbf = b 12hf = 2100mm上述宽度均大于翼缘的实有宽度(800mm,取bf = 800mm

16、KM = 1.2 411.5 二 4938kN *mfcb； h；(ho -= 11.9 800 150 (730 -150)- 93534kN m2 2 ' hfKM fcbfhf(h0 -)2属于第一类T型梁二 0.9734，KM493.8 106fcb'fho11.9 800 7302=1 一 1 一 2 s = 0.103 0.85 b = 0.468fcb h0fy11.9 800 0.103 7303602=佃 81mm预计配置6也22 ( As = 2281mm2)的HPB400的受力钢筋。横向全梁拉通布三、抗剪计算1、支座边缘剪力设计值：1V 二訓 G 21 (

17、11.427.44)7.3594.9 2二 259.11 KN *m2、截面尺寸验算hw 二 730 - 200 二 530mm2瓦=空=2.43 4.0mm2 b 3000.25fcbh)= 0.25 11.9 300 730=651 5kN KV=1.2 259.1仁311kN截面尺寸满足抗剪要求3、抗剪腹筋计算箍筋采用HPB335钢筋y 0.7ftbhj = 0.7 1.27 300 730= 194.7kNKV =311 kN应由计算确定腹筋311194.71.25 300 730=0.425kNAsv=KV - 0.7 ftbh0 s1.25fyh)选用双肢箍筋，直径© 8

18、 ( Asv = 101mm2)101 2 s248mm，取 s=200<sma 250mm0.425满足最小配筋率要求，最后选配双肢 © 8200 HPB33箍筋。考虑到箍筋的绑扎固定，我们在纵梁上缘配置两根架立钢筋， 直径按规范取 的虫12的HPB235钢筋，纵梁高大于450,在中部布置两根腰筋，直径取12。 整个纵梁配筋图如图所示巾 6200纵向钢筋配筋图四、裂缝开展宽度验算查附录 5 表 1, W|im = 0.3mm6 kdWmax(30 c 007 .)，纵梁为受弯构件，查Es»te主梁标准值在跨中产生的弯矩值为1 2 gklo Gk 0.75 Gk 1.

19、8581 2(61.53.3756.2) 7.352(8028340KN *m二 2.1Mk3.28) 2.6skMk0.87 h0340 1060.87 730 2281234.7N/mm2d 二 22mm_ As _ ASAte 2ab22810.05432 70 300Es二 2 105Jkd234.722Wmaxsk(30 c 0.07) = 2.15 (30 35 0.07)= 0.23EsPte2父 100.0543Wmax W|jm二0.3mm,裂缝宽度满足要求五、挠度验算查本教程附录 5 表 3 , 该构件的挠度限值为l0/ 4 0 07 3=5 0 / m 0n018. 37

20、5跨中标准值计算得到的弯矩 M k二340KN * mbh0300 730込".01042Es2 1054 = 7.14EC 2.8 104hf二 150 0.2h。= 146,贝U取 hf = 146mm(bf b)h；(800 300) 146 , “c300 7300.333f =0Bs 二(0.025 0.2& E )(1 0.55 'f 0.12 f)Ecbh3= (0.025 0.28 7.14 0.0104) ( 1+0.55 0.333)2.80 104 300 7303= 1.77 1014N *mm2B=0,65Bs = 0.65 1.77 1014 = 11.5 10132 6 2r 5 M/5 340 10 7350f亦16.6mm48B4811.5 1013f l0 /400二7350/ 400二18.375mm,则构件挠度满足要求。