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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,渡槽设计,渡槽设计,1,一、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,B,n,H,n,=3.0m2.5m,,设计水深,H,1,=2.0m,,最大水深,H,2,=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。,一、设计资料 1.基本资料 某灌溉渠道上有一,2,渡槽设计-课件,3,2.荷 载,(1),荷载标准值,:钢筋混凝土重度,砼,=25kN/m,3,;水的重度,水,=10 kN/m,3,栏杆自重,g,1k,=0.5 kN/m,2,(折算均布荷载);,人群荷载,q,1k,=2 kN/m,2,;风荷载,q,2k,=0.25 kN/m,2,,施工荷载,q,3k,=4.0 kN/m,2,。,(2),荷载分项系数,:,永久荷载,:结构自重荷载分项系数,G,=1.05;,可变荷载,:除满槽时水重及水压力荷载分项系数取,Q,=1.10,外,其他可变荷载分项系数均取,Q,=1.20,。,2.荷 载 (1)荷载标准值:钢筋混凝土重度砼,4,3.材 料,选用C20混凝土,级和级钢筋。,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,=,l,0,/500,3.材 料 选用C20混凝土,级和级钢筋。4,5,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,M,R,图,抗裂验算,设 计 步 骤 槽身横向计算 人行桥设计 侧 墙,6,任务1:槽身横向结构计算,任务1:槽身横向结构计算,7,(1)人行桥设计,按受弯构件计算,1)尺寸拟定,取,h,外,=,80,mm,,h,内,=,100,mm。,2)计算简图,(1)人行桥设计 按受弯构件计算 1)尺寸拟定 取h外=80,8,3)荷载计算,板自重及栏杆重:,标准值,g,3k,=,砼,b,g,1k,b,=2510.09,0.51=2.75 kN/m,设计值,g,3,=,G,g,3k,=1.052.75=2.89 kN/m,人群荷载:,标准值,q,3k,=,q,1k,b,=21=2 kN/m,设计值,q,3,=,Q,q,3k,=1.22=2.4 kN/m,4)内力计算,取,l,0,=1.1,l,=1.10.8=0.88m,M,=,(,g,3,q,3,),l,0,2,/2=(2.892.4),0.88,2,/2=,1.84,kNm,3)荷载计算,9,5)配筋计算(,按单筋设计,),C20混凝土,,f,c,=9.6N/mm,2,级钢筋,,f,y,=210N/mm,2,,,取,a,s,=30mm,h,0,=,h,a,s,=10030=70mm,min,bh,0,=0.0015100070=105mm,2,选配,12300,(实配钢筋面积,A,s,=377mm,2,),5)配筋计算(按单筋设计),10,(2)侧墙设计,按受弯构件计算,1)尺寸拟定,取侧墙顶部厚度为,h,上,=200mm,(按规范要求,不小于80mm和,l,/30=2950/30=98 mm,);,侧墙底部厚度为,h,下,=300mm,(要求,不小于150mm,);纵向取单位宽度,b,=1000 mm,。,2)计算简图:,按固接于底板上的悬臂板计算见图4。,当侧墙较高时,弯矩,M,变化较大,为了节约材料,取墙底,1-1,断面及其上,x,=1m,处,2-2,截面来进行计算。,图示,(2)侧墙设计 按受弯构件计算 1)尺寸拟定图示,11,L=H,2,x=1m,2,2,1,1,L=H2x=1m2211,12,3)荷载计算,(因风荷载所引起的内力较侧向水压力、人群荷载等引起的内力小得多,故这里忽略,风荷载,的影响),侧向水压力:,(正常水深),标准值,q,4k,=,水,bH,1,设计值,q,4,=,Q,q,4k,(满槽水深),标准值,q,5k,=,水,bH,2,设计值,q,5,=,Q,q,5k,人行桥传来弯矩,M,桥,H,1,H,2,3)荷载计算H1H2,13,1-1断面,:,4)正截面承载力计算,2-2断面,:,2,1,1,2,1-1断面:4)正截面承载力计算 2-2断面:2112,14,1-1截面配筋计算,取,a,s,=30mm,,h,0,=,h,a,s,=30030=270mm,0.85,b,min,bh,0,实配钢筋:注意内侧受拉,1-1截面配筋计算 0.85b minbh,15,2-2截面配筋计算,因侧墙顶部厚度为200mm,侧墙底部厚度为300mm,侧墙高度为2.5m,22截面距底部距离为1m,可以得出22截面处的侧墙厚度为260mm。取,a,s,=,30,mm,,h,0,=,h,a,s,=30030=270mm,0.85,b,=0.468,min,bh,0,2-2截面配筋计算 0.85b=0.468,16,5)抗裂验算,侧墙内侧受拉且处于临水面,应进行抗裂验算。,按荷载标准值计算的弯矩值:,查表得:混凝土拉应力限制系数,ct,=0.85,HRB335级钢筋的弹性模量,,C20混凝土的弹性模量,受拉钢筋的配筋率:,=,A,s,/(,bh,0,),钢筋与混凝土的弹性模量之比:,E,=,E,s,/,E,c,y,0=(0.5+0.425,E,),h,I,0=(0.0833+0.19,E,),bh,3,W,0=,I,0/(,h,y,0),M,k,m,ct,f,tk,W,0,满足抗裂要求。,5)抗裂验算侧墙内侧受拉且处于临水面,应进行抗,17,(3)底板设计,底板为一,偏心受拉构件,,应按下列两种情况进行配筋计算:,两端最大负弯矩,(发生在最大水深且人行桥上有人群荷载时)及相应的拉力,N,;,跨中最大正弯矩,(发生在水深为,槽宽的一半,,即,H,3,=,B,/2=3.3/2=1.65m,,且人行桥上无人群荷载时)及相应的拉力,N,。,1)尺寸拟定,底板厚度应为侧墙厚度的(2/3-1)倍,取底板厚度,h,=300mm,,宽度取单位宽度,b,=1000mm,。,2)计算简图,计算简图见图5所示,图中,,B,=30.3=3.3m,(3)底板设计 底板为一偏心受拉构件,应按下列两种情况,18,底板计算简图,底板计算简图,19,3)内力计算和配筋计算,支座截面:,支座截面配筋计算:,取,a,=,a,=30mm,,,h,0,=,h,a,=30030=270mm,e,0,=,M,A,/,N,A,判断大小偏心受拉构件,若为大偏心受拉,则计算详见,P114,或参见例,6-3,否则为小偏心受拉,详见),113,例,6-2,可以只计算校核水深情况。,3)内力计算和配筋计算支座截面配筋计算:可以只计,20,跨中截面内力计算:,底板自重 标准值,g,6k,=,砼,bh,计算值,g,6,侧向水压力 标准值,q,6k,=,水,bH,3,计算值,q,6,=1.2,q,4k,槽内水重 标准值,q,7k,=,水,bH,3,计算值,q,7,=1.2,q,5k,跨中截面内力计算:底板自重 标准值 g6k=,21,跨中内力计算值为:,N,c,=,q,6,H,3,/2,跨中截面配筋计算:,e,0,=,M,c,/,N,c,h,/2,a,属于大偏心受拉构件,否则为小偏心受拉。,跨中内力计算值为:跨中截面配筋计算:,22,4)抗裂验算,底板上部支托边临水面受拉,应进行抗裂验算。,底板支座截面,取底板支座补角边缘截面(,x,=0.15+0.2=0.35m)作为计算截面,并按,满槽水深,加,人群荷载,的组合按下式进行抗裂验算。,混凝土拉应力限制系数,ct,=0.85,。,4)抗裂验算 底板上部支托边临水面受拉,应进行抗裂验算。,23,底板与侧墙补角边缘到侧墙中心的距离,x,=0.35m,。此截面的轴向力及弯矩为:,满槽水深对应的情况,M,k1,-满槽水深产生的弯矩,M,k2,-,人行桥及人群荷载产生的弯矩,M,k3,-,N,K,产生的弯矩,M,k4,-,水重及底板自重产生的弯矩,底板与侧墙补角边缘到侧墙中心的距离x=0.35,24,e,0,=,M,k,/,N,k,判断大小,偏心受拉构件,底板支座临水面满足抗裂要求。,底板支座临水面满足抗裂要求。,25,底板跨中截面:,跨中的轴向力和弯矩为:,N,ck,=,q,k,H,/2,(发生在水深为,槽宽的一半,,即,H,3,=,B,/2=3.3/2=1.65m,,且人行桥上无人群荷载时),M,ck1,-水重及底板重产生的弯矩,M,ck2,-,水平 水压力产生的弯矩,M,ck3,-,无人群荷载时桥产生的弯矩,底板跨中截面:跨中的轴向力和弯矩为:,26,e,0,=,M,k,/,N,k,判断大小偏心受拉构件,满足抗裂要求。如果不满足抗裂要求,则需要进行裂缝宽度验算。,e0=Mk/Nk 满足抗裂要求。如果不满足抗裂要求,,27,任务2:槽身纵向结构计算,侧墙作为,简支梁,,设计时忽略,人行桥板截面,的影响而按单筋矩形截面计算。,(1)计算简图,梁按侧墙,平均厚度,计算,即,b,计算跨度,l,0,=1.05,l,n,任务2:槽身纵向结构计算侧墙作为简支梁,设计时忽略人行桥板截,28,(2)荷载,(每个侧墙承受总荷载的一半),人行道板及栏杆自重,标准值,人行道板及栏杆自重计算值,g,7,侧墙自重标准值,g,8k,侧墙自重计算值,g,8,底板自重标准值,g,9k,底板自重计算值,g,9,(2)荷载(每个侧墙承受总荷载的一半)人行道板及栏杆自重计算,29,可变荷载:,人群荷载标准值,q,10k,人群荷载计算值,q,10,槽内水重标准值,q,11k,(正常水深),q,12k,(满槽水深),槽内水重计算值,q,11,(正常水深),q,12,(满槽水深),可变荷载:,30,3.内力计算,跨中弯矩计算值,支座边缘剪力计算值:,3.内力计算支座边缘剪力计算值:,31,(4)正截面承载力计算,取,a,s,=100mm,,h,0,=,h,a,s,=2950100=2850mm,0.85,b,(4)正截面承载力计算 取as=100mm,h0=has,32,(5)斜截面受剪承载力计算,KV,与0.7,f,t,bh,0,与0.2,f,c,bh,0,比较。,按斜截面受剪承载力计算步骤计算。,是否需要弯起钢筋。,(5)斜截面受剪承载力计算 KV 与0.7ft,33,(6)变形验算,(1)内力组合值,一个侧墙受到的弯矩为:,=,1131.7kNm,(2)刚度计算,钢筋的弹性模量,E,s,=2.010,5,N/mm,2,,,混凝土的弹性模量,E,c,=3.0010,4,N/mm,2,。,E,=6.67,,=,A,s,/(,bh,0,)=1884/(2002850)=0.0033,(6)变形验算(1)内力组合值一个侧墙受到的弯矩为:,34,B,s,=0.85,E,c,I,0,B,=0.65,B,s,(3)挠度计算,f,=,l,0,/500,挠度满足要求。,Bs=0.85EcI0(3)挠度计算 f =l0,35,(8)绘制,M,R,图,1)计算外荷载产生的弯矩图,M,:,其中:,q,=,g,7,g,8,g,9,q,10,q,12,=73.1 kN/m,,,l,=11.3m,x(,m),0,1.5,3,4.5,5.65,M,x,(kNm),0,537.3,910.1,1118.4,1166.8,=1244.0 kNm,M,=1166.8 kNm,2)跨中正截面承载力复核,(8)绘制MR图1)计算外荷载产生的弯矩图M:,36,(3)弯起钢筋弯起点位置,,x,=1.5m,即弯起钢筋弯起点,到计算跨度原点的距离,到渡槽端部的距离为,x,=1.5+0.33=1.83m,。,=839.2kNm,M,1,=537.3kNm,正截面受弯承载力满足要求。,渡槽配筋图如图58所示。,(3)弯起钢筋弯起点位置,x=1.5m,即弯起钢筋,37,渡槽设计-课件,38,渡槽设计-课件,39,渡槽设计-课件,40,
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