U型渡槽结构计算和配筋计算EXCEL表格.xls

一 基本资料及已知条件 参数 流量Q设 m3 s 半径r m 纵坡I糙率n直段加高f m 2 4910 0010 0150 55 槽身计算跨度L 11 7 m 槽身宽度D 2 m abcBt 0 20 150 150 2250 15 跨宽比l D 5 85 因此可以按梁法计算槽身内力 二 槽身纵向内力计算 槽壳横截面几何力学参数计算 将槽身截面分成 块 求截面重心轴的位置几截面惯性矩 分块号面积 i m2 各分块面积的 重心到槽顶距 离yi m Aiyi 分块重心至重 心轴I I的距离 y y1 yi 10 060000000 075000000 004500000 96946737 20 030000000 200000000 006000000 84446737 30 165000000 275000000 045375000 76946737 42 077647501 037600002 155767050 00686737 5 1 571000000 97400000 1 530154000 07046737 60 090000001 775000000 159750000 73053263 70 073650001 700000000 125205000 65553263 总计0 925297500 96644305 截面重心轴I I轴离槽顶的距离 y1 Aiyi A 1 044 m I 轴至槽底的距离y2 y2 H y1 0 806 m 重心轴至槽壳圆心轴的距离 K y1 f 0 494 m 截面惯性矩 I Aiy2 Ii 0 334m4 受拉区面积对截面形心轴的静面距 Sl 2tR2 sinx xcosx S6 S7 其中 cosx K R 0 460 sinx 1 cosx2 1 2 0 888 S6 todo y2 to 2 0 066 S7 2 0 5toso y2 to 0 048 则Sl 0 248 2 求作用在槽身上的均布荷载q 计算中 人群荷载取2 5kN m2 钢筋混凝土重度rh 25kN m3 水重度r 9 81kN m3 槽壳重 Gk 277 500kN 槽顶结构重 Gd 拉杆重 桥面板重 71 600kN 人群荷载 Gz q人eL 60 000kN 设计水深是水重 Gw1 213 191kN 校核水深是水重 Gw 232 026kN 作用于槽身的均布荷载为 设计水深时 q设 51 858kN m 校核水深时 q校 53 427kN m 3 槽身纵向跨中弯矩 正应力及总拉力计算 跨中弯距 设计水深作用下 M设 q设l2 8 887 348kN m 校核水深作用下 M校 q校l2 8 914 206kN m 由 水工钢筋混凝土结构设计规范 查得钢筋混凝土结构构件的强度安全系数 基本荷载组合K 1 55 特殊荷载组合K 1 4 则 设计水深时 KM 1 55 M设 1375 389kN m 校核水深时 KM 1 4 M校 1279 888kN m 故以槽中通过设计水深为控制情况 跨中截面圆弧纵向正应力 lmax My2 I 2138 387kN m2 2 138N mm2 受拉区总拉力 Z 657 269 A 3180 334 斜截面强度及抗裂验算 设计水深Q 295 588kN KQ 443 382kN 校核水深Q 304 535kN KQ 426 349kN 取设计水深为控制情况 1 25M设 斜截面强度计算 1 2M校 0 710 0 778 RL KZ 0 778 斜截面抗裂验算 ZL 0 730 计算槽顶集中力G0和槽顶荷载对直段顶部中点的力矩M0 槽顶结构重力 槽壳顶部加大部分的重力及槽顶人群荷载之和为 G0 6 608kN m M0 0 169kN m m 2 计算直段上的剪力 T1 q y1B2 2 B3 6 t a I 1 332kN m T2 q ty1 f2 2 Bf B2 2 t f3 6 B2f 2 B3 3 t a y1B B2 2 f B I T T1 T2 5 907kN m 3 计算形变位 h R 0 419 K R 0 460 11 R3 0 333 3 1 571 2 2 0 785 EIt 2 388 m kN 4 计算载变位 1G0 G0R3 0 571 0 5 6 067 m 1M0 M0R2 0 5 2 1 57 1 0 342 m 1h htR4 0 571 2 0 929 0 393 4 417 m 1W 0 008h5 0 04h4h1 0 082h3h12 0 083h2h13 R h13 0 262h 0 167R h13R 0 5h 0 393R h1R0R 0 57h 0 5R R02R 0 215h 0 197R 4 689 m 1 qtR6 0 214 0 294 0 264 0 197 I TR3 0 571 0 5 T1aR2 0 5 2 1 57 1 2 9 573 m 5 计算X1 X1 1p 11 2 202 kN m 拉力 2 各截面的弯矩M及轴力N计算 圆弧部分 弯矩 Mh htR2 f R 1 cos sin cos 0 101 Mw 0 5 h12R RR02 sin 0 5 RR02 RR0h1 cos h13 6 RR0h1 M qtR4 sin cos 2 3 1415927 2cos 3 1415927sin 2 2I TR 1 cos 0 5 aT1 0 245 MG0 G0R 1 cos 0 242 MX1 X1 h Rsin 1 604 MM0 M0 轴力 NG0 G0cos 6 383 Nh htR f R cos 3 012 NW R02 cos 0 5 R02 h12 sin h1R0 1 cos 0 088 N qtR3 cos 1 3 1415927 sin 2 cos 1 2 I Tcos NX1 X1sin 0 570 000 2617993920 523598783 设计水深作用下横向弯矩成果表 截面y 0 0 15 30 MM00 1690 1690 1690 169 MG00 0000 000 0 242 0 952 Mh0 0000 000 0 101 0 499 Mw0 000 0 003 0 097 0 456 M 0 1330 1330 3781 222 MX10 0000 9911 6042 175 0 3031 2911 7101 659 000 2617993920 523598783 设计水深作用下轴向力成果表 截面弯矩y 0 0 15 30 NG06 6086 6086 3835 723 Nh0 0002 0633 0123 614 Nw0 0000 000 0 088 0 421 N 1 332 5 907 8 149 10 235 NX10 0000 0000 5701 101 5 2762 7641 728 0 218 2 校核水深时的内力计算 T1 q y1B2 2 B3 6 t a I 1 373kN m T2 q ty1 f2 2 Bf B2 2 t f3 6 B2f 2 B3 3 t a y1B B2 2 f B I T T1 T2 6 086kN m h R 0 419 K R 0 460 11 R3 0 333 3 1 571 2 2 0 785 EIt 2 388 m kN 1G0 G0R3 0 571 0 5 6 067 m 1M0 M0R2 0 5 2 1 57 1 0 342 m 1h htR4 0 571 2 0 929 0 393 4 417 m 1W 0 008h5 0 04h4h1 0 082h3h12 0 083h2h13 R h13 0 262h 0 167R h13R 0 5h 0 393R h1R0R 0 57h 0 5R R02R 0 215h 0 197R 5 617 m 1 qtR6 0 214 0 294 0 264 0 197 I TR3 0 571 0 5 T1aR2 0 5 2 1 57 1 2 9 880 m X1 1p 11 2 462kN 0 0000 0000 2620 524 校核水深作用下横向弯矩成果表 截面弯矩y 0 0 15 30 MM00 1690 1690 1690 169 MG00 0000 000 0 242 0 952 Mh0 0000 000 0 101 0 499 Mw0 000 0 013 0 171 0 647 M 0 1370 0000 2521 122 MX10 0001 1081 7932 431 0 3071 2641 7001 625 0 0000 0000 2620 524 校核水深作用下轴向力成果表 截面弯矩y 0 0 15 30 NG06 6086 6086 3835 723 Nh0 0002 0633 0123 614 Nw0 0000 000 0 147 0 589 N 1 373 6 086 8 396 10 545 NX10 0000 0000 6371 231 5 2362 5851 490 0 566 由以上计算可知 在 15度截面上正弯矩最大 在 90度截面上负弯矩最大 故按两截面来计算槽身所需的钢筋面积 由于校核水深和设计水深作用下强度安全系数不同 分别计算如下 端肋的体积 V 0 762m3 一个端肋重 p 19 057kN kN 结果 空槽总重 387 213kN21 379 水 重 232 026kN408 592 人群荷载 60 000kN 总体积 12 62810425 弯矩118 259375 0 174592849 0 193269374 1987 245584 96 9 223 125 设计水深h设 m 校核水深h校 m 每节槽长 m 槽壳壁厚 m H 1 121 2120 151 85 f2R0R2RlR0RL 0 5521 0752 311 15 Aiy2 各分块面积对自身 重心轴Ii m4 0 056392020 00011250 0 021393750 00003750 0 097693210 00415938 0 000097980 19225077 0 00780104 0 10992000 0 048031010 00016875 0 031649100 0000886961 24124761 0 247456040 08680889 todosox 0 150 60 4911 093 人群荷载 kN m2 rh kN m3 r kN m3 计算长度L m 2 000259 8112 L 11 700 2 268 LH 11 41850 000 1084 479 1073 329 拉杆长度拉杆宽度拉杆高度 2 0000 2000 200 人行道板高度人行道板宽度 人行道板长度 0 0802 2001 760 由 水工钢筋混凝土结构设计规范 查得钢筋混凝土结构构件的强度安全系数 基本荷载组合K 1 55 特殊荷载组合K 1 4 则 4 574kN m hh1RoR 0 4500 1201 0001 075 tf hI 0 150 55250 3340 261799 0 097 8 149 0 7853981751 0471975671 3089969581 57079635 45 60 75 90 1W 0 008h5 0 04h4h1 0 082h3h12 0 083h2h13 R h13 0 262h 0 167R h13R 0 5h 0 393R h1R0R 0 57h 0 5R R02R 0 215h 0 197R 1 qtR6 0 214 0 294 0 264 0 197 I TR3 0 571 0 5 T1aR2 0 5 2 1 57 1 2 M qtR4 sin cos 2 3 1415927 2cos 3 1415927sin 2 2I TR 1 cos 0 5 aT1 设计水深作用下横向弯矩成果表 0 1690 1690 1690 169 2 081 3 552 5 265 7 104 1 307 2 593 4 361 6 551 1 227 2 507 4 321 6 617 2 8155 2528 53312 546 2 6653 0413 2773 358 1 034 0 189 1 967 4 198 0 7853981751 0471975671 3089969581 57079635 45 60 75 90 4 6733 3041 7100 000 3 6973 1421 9000 000 1 139 2 329 4 017 6 153 11 550 11 600 10 068 6 865 1 5571 9072 1272 202 2 762 5 576 8 348 10 815 4 713kN m h2 0 200 0 393 0 7851 0471 3091 571 45 60 75 90 0 1690 1