渡槽槽身纵向结构设计讲义

任务1:槽身横向结构计算任务2:槽身纵向结构计算项目四:渡槽槽身结构设计一、设计资料1.基本资料某灌溉渠道上有一钢筋混凝土排架式渡槽，属4级建筑物。渡槽排架为单层门形刚架，立柱高度为5m，立柱基础采用条形基础；渡槽槽深为等跨简支矩形槽，跨长L=12m，槽内净尺寸Bn×Hn=3.0m×2.5m，设计水深H1=2.0m，最大水深H2=2.5m；槽顶外侧设1m宽人行桥，人行道外侧设1.2m高栏杆。为减小应力集中，在槽身内转角处及排架立柱与横梁连接处加设补角（设计时忽略其影响）结构布置图如图1所示。2.荷载（1）荷载标准值：钢筋混凝土重度γ砼=25kN/m3；水的重度γ水=10kN/m3栏杆自重g1k=0.5kN/m2（折算均布荷载）；人群荷载q1k=2kN/m2；风荷载q2k=0.25kN/m2，施工荷载q3k=4.0kN/m2。（2）荷载分项系数：永久荷载：结构自重荷载分项系数γG=1.05；可变荷载：除满槽时水重及水压力荷载分项系数取γQ=1.10外，其他可变荷载分项系数均取γQ=1.20。3.材料选用C20混凝土，Ⅰ级和Ⅱ级钢筋。4.使用要求（1）槽身横向临水面和纵向进行抗裂验算（2）槽身纵向挠度允许值：[f]=l0/5005.设计内容（1）对渡槽槽身进行横向和纵向计算，按照强度、裂缝、挠度以及构造要求配筋。（2）绘制槽身及排架配筋图，并编制钢筋表6.设计成果（1）设计计算书一份，包括设计所依据的基本资料、计算图表、计算过程和结果。要求内容完整、数据准确、书写整洁。（2）槽身及排架配筋图，包括结构轮廓尺寸、配筋图、钢筋表，要求布局适当、图面整洁、字体规范。设计步骤槽身横向计算人行桥设计侧墙设计底板设计槽身纵向设计尺寸拟定计算简图荷载计算内力计算配筋计算尺寸拟定计算简图荷载计算正截面承载力计算抗裂验算尺寸拟定计算简图内力计算配筋计算计算简图荷载计算内力计算正截面受弯承载力计算斜截面受剪承载力计算抗裂、变形验算绘制MR图抗裂验算任务售1:饼槽身绘横向怜结构墙计算（1寄）人岁行桥迁设计按受富弯构汪件计耕算1）盖尺寸紧拟定取h外=80mm橡，h内=10佳0mm稳。2）纺计算哥简图3）喊荷载宝计算板自架重及逃栏杆显重：标准零值g3k=γ砼b＋g1kb=2须5×油1×烟0.伴09烛＋0.仿5×理1=肢2.央75祥k匆N/炎m设计做值g3=γGg3k=1速.0岁5×堆2.炕75招=2耻.8兼9妈kN禾/m人群握荷载摆：标准别值q3k=q1kb=2胖×1处=2迹k袖N/肃m设计远值q3=γQq3k=1氏.2该×2愤=2驰.4骆k绿N/厦m4）持内力崇计算取l0=1盾.1l=1促.1齐×0大.8铜=0常.8钳8mM=γ0ψ[(g3＋q3)l02/2登]=购0.银9×塞1.药0×办[(黑2.壤89捕＋2蛇.4炼)×0揪.8念82/2氏]=1.鹊84kN鹅·m5）裤配筋窃计算锈（按单介筋设陪计）C2砖0混麦凝土溜，fc=1裙0N猜/m欣m2,Ⅰ扣级钢蹈筋，fy=2界10送N/鸡mm2，取as=3辽0m柄m,h0=h－as=1拳00预－3攻0=贴70浸mm＞ρmi揉nbh0=0悲.0穗01现5×坑10奇00壶×7嚼0=捷10变5m厘m2选配Φ1你23首00（实震配钢侧筋面帮积As=3僻77阀mm2）（2微）侧魄墙设屯计按受管弯构票件计件算1）棉尺寸完拟定取侧晒墙顶惰部厚均度为h上=2顷00挡mm（按壶规范坝要求不小陷于8根0m杂m和l/3针0净=2茄95吉0/候30叙=榆9彻8暖mm）；侧墙豆底部博厚度便为h下=3侧00叙mm（要耍求不小既于1断50箱mm）；晨纵向董取单男位宽膜度b=1娃00扯0唉mm。2）酷计算论简图封：按固觉接于枝底板闲上的饿悬臂呈板计磨算见罗图4掌。当侧揉墙较探高时挺，弯锅矩M变化毫较大返，为赢了节僻约材允料，购取墙糕底1-瞧1断面师及其狱上x=1馋m处2-居2截面被来进把行计省算。图示返回3）滴荷载稻计算（因供风荷席载所莫引起堆的内易力较疾侧向兽水压陶力、召人群金荷载六等引迷起的吹内力仔小得粗多，舍故这皂里忽撒略风荷伸载的影栗响）侧向劝水压蹲力：持久鼠状况扩(正池常水薯深)标准爱值q4k=γ水bH1=1壤0×斜1×魔2=伪20幼k率N/麦m设计责值q4=γQq4k=1界.2内×2至0=歉24临k坑N/半m短暂县状况杂(满流槽水律深)标准粪值q5k=γ水bH2=1佩0×甘1×如2.待5=这25选k鸣N/列m设计果值q5=γQq5k=1丧.1治×2真5=压27帜.5啄k年N/虾m人行名桥传谢来弯筛矩M桥=1谁.8泥4廉kN涉·m1-船1断良面：4）震正截哀面承珍载力圈计算=2堤7.呀34朽+1蓝.9袭6=骄29版.3扣0k颤N·岔m2-榆2断沉面：=5屡.9筹1+尸1.封96判=7迷.8责7幕kN奥·m1-影1截亭面配屋筋计撒算取as=3坟0m侨m，h0=h－as=3棚00壳－3乔0=脆27爽0m待m＜0摘.8侦5ξb=0堵.4康68晴mm2＞ρmi史nbh0=拨0.熟00魔15环×1喇00骑0×鹅27笑0=傅40轮5服mm2选配雪钢筋12撞15猛0（实鼠配钢难筋面跌积As=7淹54骡mm2）（嫂内侧危受拉珠）。2-毫2截管面配慌筋计唱算因侧社墙顶眠部厚裹度为蛇20塑0m越m，两侧墙休底部闷厚度历为3烫00谁mm芦，侧宽墙高晨度为飞2.创5m辉，2糠–2动截面霞距底岛部距陪离为李1m共，可挪以得殊出2尽–2落截面浅处的风侧墙百厚度懂为2栋60项mm苦。取as=30mm西，h0=h－as=3盘00护－3住0=参27蛮0m悦m＜ρmi驻nbh0=弱0.骂00僚15偶×1卫00父0×灰23灵0牛=3尚45绵m拔m2选配司钢筋希实配额钢筋苏选突配Φ1叉23住00（实叙配钢悄筋面堂积As=3殊77义mm2）＜0.作85ξb=0武.4运68截面厚度h（mm）弯矩M（kN·m）计算钢筋面积（mm2）实配钢筋面积（mm2）1–130029.3463Ø12150（As=754）2–22607.87143Ø12300（As=377）计算锈结果鸦见表5–刘1。表5–塞1侧墙溪横向止配筋比计算5）览抗裂巷验算侧墙英内侧碰受拉窃且处弦于临妨水面稿，应蕉进行交抗裂被验算城。按荷玩载标纵准值诊计算槐的弯汉矩值搁：=2凝6.提04灰+1楼.8胁4=屈27遭.8抵8k澡N·昆m查表围得：萍混凝指土拉伯应力筹限制扬系数αct=0亿.8怖5，验HR经B3赵35雁级钢膊筋的竟弹性宴模量Es=2丈.0壤×1紧05N/膨mm2，C蹦30岂混凝停土的般弹性墨模量Ec=3暂.0际0×脖104N/把mm2。受拉貌钢筋吊的配哑筋率五：ρ=As/（bh0）=75攀4/良（1咳00杏0×拜27隔0）需=0乡丰.0偶02清8钢筋踪蝶与混弄凝土振的弹俭性模势量之揭比：αE=Es/Ec=2霸.0膜×1岭05/（洒3.认00掌×1驾04）=拔6.袋67y0=（伯0.目5+水0.笔42嚷5αEρ）h=（沟0.工5+苗0.泳42低5×轰6.城67塌×0盒.0术02击8）×3翁00逝=1蕉52滋.4键mmI0=（吨0.蹄08粥33艰+0浪.1玻9αEρ）bh3=（沙0.展08枕33才+0肝.1激9×钥6.询67斗×0险.0爸02知8）钉×1通00跳0×薯30亮03晃2.辽34劣×1峡09mm4W0=I0/（h–y0）=冻2.浩34家×1梯09/（艘30败0–脑15怠2.舌4）捧=1涨.5挡9×棵107mm3Mk=2册7.倍88饮k桨N·盖m＜γmαctftkW0=1骡.5舅5×算0.晨85演×2图.0暮1×先1.逢59倘×1艺07=4民2.姨1k扶N·切m满足圣抗裂秀要求营。（3聋）底呜板设凤计底板仙为一偏心危受拉锻构件，应疯按下亚列两鼻种情勇况进寇行配迁筋计是算：①两利端最寨大负四弯矩（发波生在瘦最大隙水深猫且人涌行桥杂上有它人群倡荷载布时）手及相石应的穗拉力N；②跨穷中最犁大正另弯矩（发齐生在罗水深质为槽宽佛的一役半，即H3=B/2痛=3款.3敏/2统=1萍.6党5m，且迁人行巾桥上辜无人蚕群荷工载时粘）及揪相应枪的拉傻力N。1）戴尺寸馋拟定底板采厚度攻应为抢侧墙脆厚度裤的（族2/顷3-敞1）尿倍，胃取底妻板厚浊度h=3教00虏mm，宽奖度取打单位货宽度b=1盘00闹0m齐m。2）偶计算京简图计算篮简图夺见图蔬5所脆示，排图中射，B=3苹＋0译.3看=3叮.3幅m底板旅计算料简图3）嫂内力猴计算虚和配针筋计构算支座丑截面生：支座苗截面粉配筋民计算射：取a=a′出=3盟0m属m，h0=h–a=3伐00据–3变0=谅27劲0m棒me0=MA/NA=3俩4.疾22轧/3胞2.怖81奴=1艰.0单4据m＞h/2寒–a=0躲.3饼/2灵–0较.0鸽3=派0.挑12扭m属于晋大偏驰心受年拉构挪件e=e0–h/2椒+a=1犬04况0–否30基0/模2+韵30奴=9哀20助mm设x=0居.8朋5ξbh0，对HR屡B3羞35级钢泉筋，αsm阶ax=0倚.3救58，则配筋宿计算德：取as=3问0m培m，h0=h－as=3寨00失－3衫0=姐27喉0m料m取As′=ρmi以nbh0=0摊.0助01吃5×轨10铜00燃×2抗70朱=4管05界mm2，实斥配钢戒筋14元30脾0（实叛际钢爆筋面破积As′=致51连3m犹m2），捧则x=ξh0=0司.0喝01怖1×拌27挺0驼=0钓.3融mm枣＜2a′=夕60拢m雹me′算=h/2涌–a+e0=3绑00早/2牌–3赞0+棋10仪40耕=1捏16吊0遗mm＞0.贡00符15盆×1双00夜0×义27糟0=悦40虎5m桥m2选配置钢筋12荣/1纺41昂50（实贸际钢惨筋面典积As=8棚90象m扛m2）（骆上表疮面受裙拉）祝。跨中即截面欲内力云计算连：底板贿自重浅标挎准值g4k=γ砼bh=2椅5×祥1×至0.毕3=贺7.洋5肯kN衫/m计算水值g4=g4k=7级.5便k亲N/屿m侧向孤水压然力法标托准值q4k=γ水bH3=1散0×亩1×腥1.枣65呆=1都6.歇5族kN驻/m计算搜值q4=1伐.1垂5q4k=1对.1联5×拨16辉.5踏=1雷8.呼98岸k山N/乓m槽内沉水重怒标尼准值q5k=γ水bH3=1禁0×塔1×沃1.调65渠=1抽6.划5元kN霸/m计算弯值q5=1扩.1偿5q5k=1讲.1倘5×伶16武.5福=1庸8.穗98部k丸N/决m跨中外内力植计算烤值为奶：Nc=q4H3/2遍=1搂8.柄98冲×1劳.6潮5/悦2=建15葬.6俩6k袖N=3蜻6.色05鲁–8姨.6要1–呜1.恳06璃=2握6.赞83曲kN机·m跨中泼截面清配筋卷计算框：e0=Mc/Nc=2屡6.炕83飞/1她5.风66坝=1库.7震1m鹅＞h/2请–a=0现.3友/2利–0思.0格3=没0.阳12狗m属于时大偏裹心受蔑拉构概件e=e0–h/2衔+a=芝17料10校–3恶00妥/2摘+3桶0献=1图59屡0m劲m取As′=ρmi蕉nbh0=0溉.0行01筒5×姻10储00米×2援70菜=4想05程mm2，实筒配钢仪筋14菜30消0（实葱际钢葛筋面形积As′=欺51梨3m侄m2）。即：x＜2a′赢=6蚂0赏mme′疼=h/2仆–a+e0=3裂00田/2堂–3痕0+高17夺10杂=倒18印30抬m茫m＞0.挺00瞧15纤×1熊00欣0×赴27崇0=淡40元5苍mm2选配望钢筋鲜

12箩/1锦41汁50（实熔际钢谊筋面油积As=8鞠90献mm2）（古下面美受拉锯）。剥结果烤见表5–惊2。截面位置计算钢筋面积（mm2）

实配钢筋面积（mm2）受拉钢筋受压钢筋受拉钢筋受压钢筋支

座661（上表面）＜0Ø12/14150（890）14300（513）跨

中498（下表面）＜0Ø12/14150（890）14300（513）表5秧–2搏底板歼支座咽与跨炮中计俩算钢辽筋面限积与拒实际崇配筋绞面积4）染抗裂学验算底板忽上部锣支托易边临诱水面侄受拉龟，应峰进行扬裂缝斯宽度傻验算俩。①底扫板支拘座截卫面取底振板支敏座补牛角边场缘截代面（x=0逼.1绞5+个0.富2=斩0.贫35榆m）耻作为台计算敞截面岔，并藏按满脂槽水套深加插人群栋荷载痕的组屠合按趋下式阁进行繁抗裂盾验算播。混凝汪土拉秘应力橡限制湿系数αct=0稼.8健5。A0=Ac+αEAs+αEAs′调=1球00唐0×赔30夺0+舱6.绘67六×8愿90花+6屯.6站7×逐51列3=舞3.论09使×1物05I0=Ic+Ac（y0–yc′）+αEAs（h0–y0）2+αEAs′（y0–a′）=1谈00密0×键30乓03/1燃2+标10棵00会×3简00争(1晚51蓝.2不-1叮50嚷)2+6靠.6器7×扩89窜0(缓27待0-碰15蛇1.巷2)2+6卸.6袜7×杨51啦3×删(1红51骑.2躺-3仗0)2=2馒.2逗5×护109+0华.4蔽3×杀106+0根.0姓8×大109+0探.0烟5×陡109=2防.3顷8×蚂109mm4W0=I0/（h-y0）=袍2.嫁38身×1乱09托/（幅30宋0-镰15兴1.活2）仅=1撇.6帽×1童07mm3底板霞与侧向墙补音角边绸缘到闯侧墙异中心别的距慈离x=0伙.3喝5m。此肚截面毒的轴鹊向力如及弯原矩为属：=2纲6.剪04舌+1寒.8止4+巷4.验69遥–1须6.邮78腥=1膏5.旧79扶kN沸·me0=Mk/Nk=1欠5.绕79艳/3担1.告25轻=0舒.5水05服m=5黑05归mm＞h/2伤–a=3没00役/2树–3飞0踩=1乐20泳mm属于脉大偏排心受狗拉构敌件底板册支座桨临水叹面满谜足抗担裂要承求。②底板戴跨中踢截面笑：跨中颗的轴稀向力镇和弯迎矩为裂：Nck=q4kH3/2蔑=1赔6.许5×芳1.战65除/2据=1朱3.廉61禁kN=3熊2.咱67最-7邻.4坊9-兔1.井06遣=2出4.毅12总kN丑·me0=Mk/Nk=2庄4.笼12慈/1朗3.咬61=1觉.7吼7m伐=1熔77透0m涂m＞h/2觉–a=3及00库/2扰–3乌0愚=1怪20有mm属于捎大偏轰心受承拉构帐件满足示抗裂宰要求漫。如舟果不唤满足城抗裂封要求舍，则祝需要泥进行秩裂缝迁宽度肉验算冈。任务俭2:糊槽身殿纵向霞结构龄计算侧墙巡寿作为简支絮梁，设至计时对忽略人行峡桥板忌截面的影饮响而默按单侍筋矩杂形截江面计冬算。（1陕）计挽算简原图梁按包侧墙平均悼厚度计算糕，即b=（h1＋h2）/愚2柴=益（0清.2丽＋0妥.3文）/养2=菜0扣.2族5m计算宪跨度l0=1帝.0为5ln=1液.0蚂5×态10闪.8欣=1飞1.勉3m（ln=lc－a=1定2－进1.糖2=凳10蔽.8剩m）（2搭）荷私载（每华个侧嗽墙承臂受总抗荷载卫的一嚼半）人行吼道板叔及栏挡杆自租重标准呆值人行恒道板符及栏钻杆自深重计陪算值g5=g5k=2茎.3佩kN昂/m侧墙特自重座标准仍值g6k=γ砼bH2=2朽5×破0.橡25闲×2阵.5萝=1袄5.恨6k膨N/什m侧墙奋自重终计算扰值g6=g6k=1苦5.寒6费kN垃/m底板妄自重仓标准迫值g7k=γ砼Bh3/2冲=2坝5×疫3.拌6×民0.法3/左2=淡13帆.5虎kN交/m底板惠自重巴计算范值g7=g7k=1巡寿3.膀5硬kN巾/m可变愤荷载盯：人群脖荷载驾标准哀值q1k=2嚼.0析kN负/m人群陡荷载迁计算模值q1=2奇.3款kN卫/m槽内步水重指标准激值q6k=γ水BnH1/2跟=1步0×纤3×购2/滴2=船30葛kN裂/m脉（帅正常融水深币）q7k=γ水BnH2/2杀=1弄0×远3×雁2.蚂5/幕2=全37谢.5钞kN意/m肥（满羽槽水咏深）槽内刘水重屡计算刊值q6=1玻.1种5q6k=1悟.1伪5×抬30台=3行4.幅5壶kN推/m膀（正疏常水制深）q7=1肝.0焰5q7k=1源.0滚5×撕37矛.5顷=3只9.徐4再kN抱/m漫（迁满槽胆水深鸡）3.菊内力势计算跨中获弯矩造计算截值支座浓边缘谢剪力予计算判值：（4新）正趋截面使承载恰力计愚算取as=1炉00前mm改，h0=h－as=2榴95胳0－拌10纪0=辉28绸50逼mm选配托钢筋劫6希2狠0（纽奉实际柄钢筋昏面积烦为1觉88膊4mm2）＜0乳.8恳5ξb=0谈.4贡68（5铸）斜愈截面留受剪皱承载怖力计狗算KV=1苏.2点5×炮39祸4.妈8=婆49倾3.都5k香N＞0超.7ftbh0=0风.7轨×1付.1群×2菜00内×2画85嫂0=丙43睁8.边9窗kN＜0愿.2fcbh0=0图.2专×9勺.6裳×2艇00旬×2懂85骂0=秒10构94裂k观N需进究行斜党截面杏承载跑力计蚂算。孩选配铸单肢孟箍筋炕Φ8唱20靠0，拖查表候得Asv=5载0.秋3m随m2，则=4续38棵.9碰+1庙88雕.2踏=6美27迈.1嫩kN碌＞KV=1涛.2趴5×阴39丙4.批8=群49韵3.柄5k堪N按计贵算不渴需要序设置镇弯起受钢筋很，为富安全均起见怪按构怎造每脉端弯起2驻2哭0的怒纵筋该。钢筋议的弹痰性模昌量Es=2归.0耕×1法05N/苗mm2，混凝碗土的屯弹性范模量Ec=3妙.0京0×头104N/杯mm2，按倒最T形踢截面明进行靠验算扑，如高图5芒–7阵所示投。（6肥）抗雀裂验升算W0=I0/（h–y0）=盛1.妇8×庙1012/（豪29蔑50卧–2范07罩3.伞8）超=2凭.0垃5×鄙109mm3根据《水工番混凝亲土结孙构设猫计规躬范》选取γm值。迅查得γm=1挠.5兵5，根拢据h值的坡不同扰应对γm值进鸽行修导正。侧墙羊承受爆荷载发标准凶值产童生的功弯矩屯为：=2恰26者3.耻4k蕉N