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文檔簡介
1、<p><b> 目錄</b></p><p><b> 緒論1</b></p><p> 1 基本資料1</p><p> 1.1 引洮工程概況1</p><p> 1.2 13#渡槽基本資料2</p><p> 1.2.1 13#
2、渡槽的基本設(shè)計資料2</p><p> 1.2.2 13#渡槽的地形資料2</p><p> 1.2.3 13#渡槽的地質(zhì)資料3</p><p> 1.2.4 13#渡槽的建筑材料及安全系數(shù)資料3</p><p> 1.2.5 工程回填土及地基力學(xué)特性根據(jù)有關(guān)實驗報告結(jié)果3</p><p>
3、 1.2.6荷載、氣象及施工條件4</p><p> 2 渡槽總體布置5</p><p> 2.1 槽址選擇5</p><p> 2.2 結(jié)構(gòu)選型5</p><p> 2.2.1 槽身的選擇5</p><p> 2.2.2支承選擇5</p><p> 2.3平
4、面總體布置6</p><p> 3 水力計算7</p><p> 4 槽身設(shè)計9</p><p> 4.1 槽身斷面尺寸擬定9</p><p> 4.2 槽身橫向結(jié)構(gòu)計算10</p><p> 4.2.1側(cè)墻計算10</p><p> 4.2.2 底板
5、計算14</p><p> 4.2.3 橫桿計算18</p><p> 4.3 槽身縱向結(jié)構(gòu)計算20</p><p> 4.3.1 荷載計算20</p><p> 4.3.2 內(nèi)力計算20</p><p> 4.3.3 配筋計算21</p><p> 4.3.
6、4 抗裂驗算23</p><p> 4.4 人行板配筋計算24</p><p> 4.5 吊裝計算24</p><p> 5 排架設(shè)計26</p><p> 5.1 1#排架設(shè)計26</p><p> 5.1.1 1#排架結(jié)構(gòu)尺寸擬定26</p><p>
7、 5.1.2 1#排架荷載計算27</p><p> 5.1.3 1#排架柱混凝土結(jié)構(gòu)計算33</p><p> 5.1.4 1#排架施工驗算36</p><p> 5.2 2#排架設(shè)計37</p><p> 5.2.1 2#排架結(jié)構(gòu)尺寸擬定37</p><p> 5.2.2 2#排架
8、荷載計算38</p><p> 5.2.3 2#排架柱混凝土結(jié)構(gòu)計算43</p><p> 5.2.4 2#排架施工驗算45</p><p> 6 牛腿設(shè)計48</p><p> 6.1 牛腿尺寸擬定48</p><p> 6.2 荷載計算48</p><p>
9、; 6.3 計算尺寸驗算49</p><p> 6.4 牛腿的配筋計算50</p><p> 7 基礎(chǔ)設(shè)計51</p><p> 7.1 尺寸擬定51</p><p> 7.2 荷載計算52</p><p> 7.3 基底反力驗算53</p><p>
10、7.4 配筋計算54</p><p> 7.4.1 基底凈反力計算54</p><p> 7.4.2 基礎(chǔ)底板縱向配筋54</p><p> 7.4.3 順槽向配筋56</p><p> 8 穩(wěn)定性驗算57</p><p> 8.1 槽身穩(wěn)定性驗算57</p><p
11、> 8.1.1 槽身抗滑穩(wěn)定性驗算57</p><p> 8.1.2 槽身抗滑穩(wěn)定性驗算57</p><p> 8.2 渡槽穩(wěn)定性驗算58</p><p> 8.2.1 渡槽抗滑穩(wěn)定性驗算58</p><p> 8.2.2 渡槽抗傾覆穩(wěn)定性驗算58</p><p> 8.3 基
12、底壓應(yīng)力驗算59</p><p> 9 細部結(jié)構(gòu)60</p><p> 9.1 伸縮縫及止水60</p><p> 9.2 支座60</p><p> 9.3 兩岸連接61</p><p><b> 總結(jié)62</b></p><p><
13、;b> 致謝63</b></p><p><b> 參考文獻64</b></p><p><b> 附錄65</b></p><p><b> 緒論</b></p><p> 一、渡槽的作用及發(fā)展</p><p> 渡
14、槽是輸送渠道水流跨越河渠、道路、山?jīng)_、谷口等的架空輸水建筑物,是渠系建筑物中應(yīng)用最廣的交叉建筑物之一,除用于輸送渠水進行農(nóng)田灌溉、城鎮(zhèn)生活用水、工業(yè)用水、跨流域調(diào)水外,還可供排洪和導(dǎo)流之用。當(dāng)挖方渠道與沖溝相交時,為排泄沖溝來水和泥沙,不使山洪及泥沙進入渠道,可在渠道上面修建排洪渡槽。在流量較小的河流上修建閘、壩需用上下游圍堰攔斷河道時,可在基坑上面架設(shè)導(dǎo)流渡槽,使上游來水通過渡槽泄向下游。</p><p>
15、渡槽在中國已有悠久的歷史。古代,人們鑿木為槽用以引水,即為最古老的渡槽。據(jù)《水經(jīng)注疏》:長安城昆明“故渠又東而北屈,逕青門外,于穴水枝渠會。渠上承穴水于章門西。飛渠引水入城。東為倉池,池在未央宮西?!薄帮w渠”即為渡槽,建于西漢,距今約2000年。又距《中國水利史稿》上冊考證,《水經(jīng)?沮水注》中所述的鄭國渠“絕冶谷水”、“絕清水”中的“絕”就是指一種原始形態(tài)的渡槽。則渡槽見諸歷史記載者就比長安城的飛渠更早,這說明渡槽在中國已有2000年以
16、上的歷史。</p><p> 20世紀50年代初期,我國新建渡槽多為木、石結(jié)構(gòu)。木渡槽因木材是寶貴且維修費用大、壽命不長,故除少數(shù)用做臨時性引水外,已不再采用。石拱渡槽是就地取材的建筑工程,由于石料的開采、加工和砌筑常為手工操作,需用大量勞力,但可節(jié)約水泥、鋼材,且施工技術(shù)易為群眾掌握,因而知道20世紀70 年代,在不少灌區(qū)的渡槽工程中石拱渡槽仍占有相當(dāng)大的比重。至于墩臺結(jié)構(gòu),采用石料砌筑者就更為普遍。20世紀
17、50年代中后期,隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展,采用鋼筋混凝土渡槽日漸增多,施工方法以現(xiàn)場澆筑為主。1995年,黑龍江省首先采用了裝配式渡槽,裝配式渡槽較現(xiàn)場澆筑可節(jié)省大量木材和勞力、顯著降低工程造價、加快施工進度,并便于施工管理和提高工程質(zhì)量,因而到20世紀60年代初期以后,在許多省區(qū)逐漸得到推廣,其中以廣東省發(fā)展最為迅速。廣東省湛江地區(qū)除在建筑物型式及預(yù)制分塊構(gòu)件的造型等方面不斷有所創(chuàng)新外,并在研究國外單向曲率殼槽的基礎(chǔ)上,提出了U形薄殼槽身的
18、結(jié)構(gòu)型式及其計算方法。此外,我國南方地區(qū)還建了一些鋼絲網(wǎng)水泥U形薄殼渡槽,但這種結(jié)構(gòu)不耐久,已較少采用。</p><p> 20世紀60年代后期至70年代中期,在鋼材、水泥供應(yīng)較困難的條件下,渡槽工程中出現(xiàn)了各種類型的少筋,無筋混凝土結(jié)構(gòu),如三鉸片拱式、馬鞍式、拱管式、雙曲拱式渡槽等,這些型式由于存在一些缺點,現(xiàn)已很少采用,但確代表了渡槽結(jié)構(gòu)型式發(fā)展的一個階段。珩架拱式渡槽也是這一階段發(fā)展起來的,山東省吸取橋梁
19、工程中這一型式的特點,提出并自20世紀70年代初期開始在山東興建珩架拱渡槽。山東是我國修建珩架拱渡槽數(shù)量最多、類型最齊全的省份。</p><p> 從20世紀70年代中期至80年代的這一階段,水利事業(yè)發(fā)展中有幾項工作與渡槽型式的變化發(fā)展密切相關(guān):一是水利工作集中抓了渠系配套工程建設(shè),以充分發(fā)揮水利工程效益;二是大型灌區(qū)建設(shè)有了進一步發(fā)展;三是相繼興建了一些跨流域、跨省的調(diào)水工程,如引灤入津、引大入秦等。這些工作
20、使這一時期興建的渡槽的輸水流量,有過去的幾個、十幾個立方米每秒發(fā)展到幾十個甚至上百個立方米每秒,從而促進了渡槽結(jié)構(gòu)型式的改進與創(chuàng)新。</p><p> 20世紀90年代以來,隨著計算機技術(shù)地迅猛發(fā)展,利用電子計算機及先進設(shè)計理論進行了各種流量、各種跨度渡槽結(jié)構(gòu)型式的研究,以及結(jié)構(gòu)型式優(yōu)選的研究,使得渡槽設(shè)計更趨先進合理。各種新材料、新技術(shù)也不斷應(yīng)用于渡槽工程。例如,1990年在湖南省鐵山灌區(qū)建成地由桁(剛)架拱
21、發(fā)展而來地第一座拱梁組合式渡槽—涼清渡槽,設(shè)計流量19.5立方米每秒,校核流量21.54立方米每秒,槽身全長75.2米,由一跨50.4米地拱梁組合式結(jié)構(gòu)和兩端個一跨12.4米地簡支結(jié)構(gòu)組成,槽身采用半圓薄殼斷面,內(nèi)徑為5.52米,直段高0.39米,槽壁厚13cm,拱肋采用二次拋物線形等界面雙鉸折線拱,矢跨比1/5.6,截面尺寸0.5m×1.0m。又如廣東省東江—深圳供水改造工程,是香港、深圳以及工程沿線東菀城鎮(zhèn)提供飲水及農(nóng)田灌
22、溉用水地跨流域大型調(diào)水工程,該工程中的樟洋渡槽設(shè)計流量Q=90立方米每秒,采用預(yù)應(yīng)力混凝土U形槽身,縱、橫兩個方向施加預(yù)應(yīng)力,槽壁厚僅30cm,一節(jié)槽身跨度達到24m,同時,又將橋梁工程地先進施工技術(shù)—移動模架施工法用于渡槽施工,取得了良好地經(jīng)濟效益和社會效益。</p><p> 特別需要指出的是,改革開放以來,隨著經(jīng)濟及社會的發(fā)展,城市生活用水以及工業(yè)用水比重增長很快,中國地供水矛盾已集中到城市,主要用于發(fā)展
23、城市、發(fā)展工業(yè)及保護環(huán)境,農(nóng)業(yè)用水的重點轉(zhuǎn)為節(jié)水灌溉和提高用水效率。為了解決我國水資源分布與供水需求不完全相適應(yīng)地問題,需要對水資源做重新分配,由此南水北調(diào)工程列入了國家計劃。在南水北調(diào)中線總干渠上,規(guī)劃修建大型渡槽49座,大部分渡槽設(shè)計流量在300立方米每秒以上。目前世界上已建成地最大渡槽為印度戈麥蒂(GOMTI)渡槽,是薩爾達—薩哈亞克調(diào)水工程總干渠跨越戈麥蒂河地大型交叉工程,槽身段長381.6m,設(shè)計流量357立方米每秒,過水槽寬
24、12.8m,槽高7.45m,槽中水深6.7m,下部支承結(jié)構(gòu)為空心槽墩和沉井基礎(chǔ)。</p><p> 由于南水北調(diào)中線工程總干渠為自流輸水,水頭緊張,可以分配給各座渡槽的水頭損失較小,因而槽身斷面很大,不少渡槽水面總寬在25m以上,水深大于5m,其規(guī)模大大超過戈麥蒂渡槽水荷載特別巨大,槽身每延米荷載(不包括自重)可為鐵路荷載地的十幾乃至二三十倍。對于如此大型地渡槽,在確定安全的前提下,如何使工程達到經(jīng)濟合理,必然
25、給規(guī)劃、設(shè)計、施工帶來了一系列需要研究解決的問題??梢灶A(yù)見,隨著南水北調(diào)工程地實施,渡槽這一建筑物在結(jié)構(gòu)型式、設(shè)計理論、新材料運用以及施工技術(shù)等方面,將會有一個更新更大的發(fā)展。</p><p> 二、渡槽的組成及類型</p><p> 渡槽是由槽身、支承結(jié)構(gòu)、及進出口建筑物等部分組成。槽身擱置于支承結(jié)構(gòu)上,槽身重及槽中水重通過支承結(jié)構(gòu)傳給基礎(chǔ),再傳至地基。渡槽的類型,一般是指輸水槽身及
26、其支承結(jié)構(gòu)地類型。槽身及支承結(jié)構(gòu)地類型各種各樣,所用材料又有不同,施工方法也各異,因而分類方法就甚多。</p><p> 按施工方法分,由現(xiàn)澆整體式、預(yù)制裝配式及預(yù)應(yīng)力渡槽等。按所用材料分,有木渡槽、磚石渡槽、混凝土渡槽及鋼筋混凝土渡槽等。按槽身斷面形式分,有矩形槽U形槽、梯形槽、橢圓形槽及圓管形等,渡槽工程中常用地是前兩種。按支承結(jié)構(gòu)型式分,則有梁式、拱式、桁架式、組合式以及斜拉式等。以上分類方法甚多,但能反
27、映渡槽地結(jié)構(gòu)特點、受力狀態(tài)、荷載傳遞方式和結(jié)構(gòu)計算方法區(qū)別地則是按支承結(jié)構(gòu)型式分類。</p><p> ?。ㄒ唬┝菏蕉刹?。梁式渡槽的支承結(jié)構(gòu)是重力墩或排架。槽身擱置于墩(架)頂部,既起輸水作用,又是承受荷載而起縱梁作用地結(jié)構(gòu),在豎向荷載作用下產(chǎn)生彎曲變形,支承點只產(chǎn)生豎向反力。按支承點數(shù)目及布置位置地不同,又分為簡支、雙懸臂、單懸臂及連續(xù)梁四種型式。梁式渡槽的主要優(yōu)點是設(shè)計簡易、施工方便,是采用最為普遍的形式。&
28、lt;/p><p> ?。ǘ┕笆蕉刹?。拱是一種軸線為曲線或折線形、在豎向荷載作用下拱腳產(chǎn)生水平推力的結(jié)構(gòu),條件是拱腳需有水平約束。如果拱腳無水平約束,在鉛直荷載作用下只產(chǎn)生豎向反力的拱形結(jié)構(gòu),只能稱為曲梁。拱式渡槽與梁式渡槽不同之處,是在槽身與墩臺之間增設(shè)了主拱圈和拱上結(jié)構(gòu)。拱上結(jié)構(gòu)將上部荷載傳給主拱圈,主拱圈再將傳來地拱上鉛直荷載傳給墩臺以水平推力。主拱圈是拱式渡槽的主要承重結(jié)構(gòu),以承受軸向壓力為主,拱內(nèi)彎矩較小
29、,因此可用抗壓強度較高地虧工材料建造,跨度可以較大(可達百米以上),這是拱式渡槽區(qū)別于梁式渡槽地主要特點。由于主拱圈將對支座產(chǎn)生強大 水平推力,對于跨度較大的拱式渡槽一般要求建于巖基上。主拱圈有不同的結(jié)構(gòu)形式,如板拱、肋拱、箱形拱和折線拱等??梢栽O(shè)有不同鉸數(shù),如雙鉸拱和三鉸拱,也可做成無鉸拱。并且,拱上結(jié)構(gòu)又有實腹與空腹之分。因此,拱式渡槽還可分為不同類型。</p><p> ?。ㄈ╄旒苁蕉刹?。又分為桁架式和梁
30、型桁架式。前者是用橫向聯(lián)系(橫系梁、橫隔板及剪刀撐等)將數(shù)榀桁架拱片連接而成整體結(jié)構(gòu)。桁架拱片是主要的承重結(jié)構(gòu),其下弦桿或上弦桿作成拱形,既是拱形結(jié)構(gòu)又具有桁架的特點。槽身底版和側(cè)墻板可采用預(yù)制混凝土或鋼絲網(wǎng)混凝土微彎板組裝然后填平,而成為矩形斷面,有的也采用預(yù)制的矩形、U形整體結(jié)構(gòu)。按槽身在桁架拱上位置的不同,桁架拱式渡槽可分為上承式、中承式、下承式和復(fù)拱式四種型式,按復(fù)桿的布置型式則有斜桿式桁架拱和豎桿式桁架拱(只有豎桿無斜桿)。拱
31、形弦桿與墩臺的連接氛圍有鉸和無鉸兩種,無鉸拱要求較好的地基,實際工程中多采用兩鉸拱。桁架拱渡槽一般用鋼筋混凝土建造,整體結(jié)構(gòu)剛性大,能充分發(fā)揮材料力學(xué)性能;結(jié)構(gòu)輕巧,水平推力小,對墩臺變位的適應(yīng)性也較好,因而對地基的要求較拱式渡槽低。梁型桁架是指在鉛直荷載作用下支承點只產(chǎn)生豎向反力的桁架,起作用與梁相同。梁型桁架有簡支和雙懸臂兩種類型。按弦桿的外形分,有平行弦桁架、折線或曲線桁架、三角形桁架等。梁型桁架式渡槽的跨度較梁式渡槽為大,一般不
32、小于20米,宜在中等跨越條件下采用。</p><p> 梁式和拱式渡槽是兩種最基本的型式,桁架式渡槽應(yīng)用最廣。</p><p><b> 1 基本資料</b></p><p> 1.1 引洮工程概況</p><p> 引洮工程是以解決城鄉(xiāng)生活供水及工業(yè)供水、生態(tài)環(huán)境用水為主,兼有農(nóng)業(yè)灌溉、發(fā)電、防洪、養(yǎng)殖
33、等綜合利用的建設(shè)項目,從而實現(xiàn)水資源的優(yōu)化調(diào)度,從根本上緩解該地區(qū)水資源匱乏的問題。引洮工程供水范圍西至洮河、東至葫蘆河、南至渭河、北至黃河,受益區(qū)總面積為1.97萬km,涉及甘肅省蘭州、定西、白銀、平?jīng)?、天?個市轄屬的榆中、渭源、臨洮、安定、隴西、通渭、會寧、靜寧、武山、甘谷、秦安等11個國家扶貧重點縣(區(qū)),155個鄉(xiāng)鎮(zhèn),總?cè)丝诩s300萬人。引洮工程由九甸峽水利樞紐及供水工程兩部分組成,計劃分兩期建設(shè),一期工程建設(shè)內(nèi)容包括九甸峽水
34、利樞紐及引洮供水一期工程。九甸峽水利樞紐是引洮供水工程自流引水的龍頭工程,樞紐主要建筑物包括鋼筋混凝土面板堆石壩、左岸1、2溢流洞、右岸泄洪洞、右岸引水發(fā)電洞、供水工程總干渠進水口等?;炷撩姘宥咽瘔卧O(shè)計壩頂高程2206.5m,最大壩高136.5m,水庫總庫容9.43億m,電站裝機容量3×100MW,年平均發(fā)電量10億kwh。引洮供水工程以洮河九甸峽水利樞紐工程為水源,總干渠設(shè)計引水流量32 m/s,加大引水流量36 m/s,
35、年調(diào)水總量5.5億m。一期工程年調(diào)水量2.</p><p> 1.2 13#渡槽基本資料</p><p> 1.2.1 13#渡槽的基本設(shè)計資料</p><p> 渡槽的設(shè)計流量為32,加大流量為36;渡槽的設(shè)計縱坡為;渡槽上游由2#退水閘及漸變段連接5#隧洞和13#渡槽,渡槽下游由漸變段連接6#隧洞和13#渡槽,5#、6#隧洞縱坡均為1/1300,渡槽每
36、跨10m,共5跨,全長50m。按照GB—50288—99《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》,確定該渡槽的工程級別為3級。</p><p> 1.2.2 13#渡槽的地形資料</p><p> 溝頂寬約50m,溝深約8米。屬狹長V型斷面。無常年流水,溝內(nèi)種植有經(jīng)濟作物。耕作深度為1.0m。</p><p> 1.2.3 13#渡槽的地質(zhì)資料</p>&
37、lt;p> 渡槽地基上部為中~重粉質(zhì)壤土(PlQ13),厚度為22m,下部為第三系泥質(zhì)粉砂巖(N2l)。中~重粉質(zhì)壤土的天然密度為1.97g/cm3,干密度為1.66 g/cm3,比重2.70;含水量為18.6%;原狀壓縮系數(shù)為a2=0.13Mpa;濕陷系數(shù)1.13%;屬于中壓縮非自重濕陷性土層。原狀抗剪強度C=40.6kpa、=29.7o。壓縮模量為3~5Mpa允許承載力為[R]=0.25~0.30Mpa。</p>
38、<p> 1.2.4 13#渡槽的建筑材料及安全系數(shù)資料</p><p> 該工程主要的建筑材料為水泥、混凝土、鋼筋等?;炷林囟萺c=25KN / m3,混凝土其他特性性能指標(biāo)見表1-1。采用Ⅰ和Ⅱ級鋼筋,Ⅰ級鋼筋強度設(shè)計值fy=fy’=210N/mm2。強度模量Es=2.1×105N/ mm2, Ⅱ級鋼筋強度設(shè)計值fy=fy’=300N/mm2,強度模量Es=2.0×1
39、05N/mm2。</p><p> 鋼筋混凝土重度r=25KN/ m3。構(gòu)件裂縫寬度允許值, flim=0.30mm。構(gòu)件撓度允許值,當(dāng)lO10m時撓度限值為lO/400,當(dāng)lO10m時撓度限值為lO/500。</p><p> 表1-1 混凝土特性指標(biāo):(單位N/ mm2)</p><p> 漿砌采用M15砂漿砌塊石。</p><p&g
40、t; 1.2.5 工程回填土及地基力學(xué)特性根據(jù)有關(guān)實驗報告結(jié)果</p><p> rc=16KN / m3;Φ=20.8。;C=23Kpa,修正后地基承載力特性值fa=290Kpa?;A(chǔ)與地基摩擦系數(shù)f=0.35,抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)[K]=1.5。</p><p> 根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定》以及灌區(qū)規(guī)劃要求,確定該渡槽為三級永久建筑物,結(jié)構(gòu)安全級別為Ⅱ級,結(jié)構(gòu)重要性
41、系數(shù)為r0=1,短暫設(shè)計狀況系數(shù)ψ=1.0,偶然狀況系數(shù)ψ=0.85,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)系數(shù)rd=1.2。</p><p> 1.2.6荷載、氣象及施工條件</p><p><b> 其他荷載:</b></p><p> 人群荷載:3.0kN/ m2(人行橋上的活荷載)</p><p> 基本荷載:0.36kN/ m
42、2(風(fēng)壓)</p><p><b> 氣象:</b></p><p> 最高日平均氣溫30℃,最低日平均氣溫0℃,不考慮凍土深度。</p><p><b> 施工條件:</b></p><p> 采用裝載式鋼筋混凝土渡槽,預(yù)制吊裝。</p><p> 2 渡槽
43、總體布置</p><p> 渡槽總體布置的主要內(nèi)容包括槽址選擇、形式選擇、進出口布置、基礎(chǔ)布置。渡槽總體布置基本要求: </p><p> 1、流量、水位滿足灌區(qū)要求;2、槽身長度短,基礎(chǔ)、岸坡穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)選型合理;進出口順直通暢,避免填方接頭;少占農(nóng)田、交通方便、就地取材等。</p><p><b> 2.1 槽址選擇</b><
44、;/p><p><b> 注意問題:</b></p><p> 1、槽身長度短、基礎(chǔ)低,降低工程造價。</p><p> 2、軸線短、順直、進出口避免急轉(zhuǎn)彎,布置在挖方處。</p><p> 3、渡槽軸線盡量和河道正交。</p><p> 4、少占耕地、少拆民房。</p>&l
45、t;p> 在選擇槽址時,除應(yīng)滿足以上總體布置的要求外,還應(yīng)考慮槽址附近是否有寬敞、平坦的施工場地,同時應(yīng)滿足槽下的交通要求。綜合考慮各方面因素,在平面圖上確定槽址位置,畫出該斷面圖。 </p><p><b> 2.2 結(jié)構(gòu)選型</b></p><p> 2.2.1 槽身的選擇</p><p> 槽身的橫斷面型式有矩、U形、圓
46、形和拋物線形,其中常用的是矩形和U形。本設(shè)計中Q設(shè)=32m3/s,屬中小流量。渡槽長度為中型渡槽。矩形渡槽具有抗凍、耐久性好的特點,施工方便,故選用矩形渡槽??稍O(shè)拉桿以減少側(cè)墻厚度。</p><p><b> 2.2.2支承選擇</b></p><p> 該渡槽地址處溝深約8米,跨度約為50m,宜用梁式渡槽。綜合分析:選用簡式梁型式,雖彎距較大,但施工方便。<
47、;/p><p><b> 2.3平面總體布置</b></p><p> 本設(shè)計布置等跨間距為10m的單排架共5跨,矩形渡槽采用簡支。上游漸變段4m與6m泄水閘相連,泄水閘再與5#隧洞相連;下有漸變段4m與6#隧洞相連。槽上根據(jù)交通要求設(shè)人行橋,凈寬0.85m。</p><p><b> 3 水力計算</b><
48、/p><p> 由于該渡槽由于進出口高程及槽身縱坡i已經(jīng)確定,水力計算時只要確定槽身的凈寬B和凈高H即可,而不必計算水頭損失來確定凈出口高程和槽身縱坡i。</p><p><b> 計算公式</b></p><p> 該渡槽的槽身L大于15倍的渡槽進口漸變段前上游水深h1(即L>15h1),故采用采用明渠均勻流公式計算。</p&g
49、t;<p> 式中:Q為渡槽的過水流量;A槽身的過水?dāng)嗝婷娣e(m2);R為水力半徑(m);i為渡槽底比降;n為槽身糙率,鋼筋混凝土槽身可取n=0.013~0.015,砌石槽身可取0.017。</p><p> 計算槽身凈寬B和加大水深:</p><p> 根據(jù)通過加大流量Qm槽中為滿水情況擬定B和H值。從過水能力看,應(yīng)按水利最佳斷面的條件來選擇深寬比(矩形槽身
50、水力最佳斷面的深寬比H/B=0.5),但梁式渡身的深寬比選得大些有利于加大槽身的縱向剛度,因此一般多采用深寬比大于0.5的窄式斷面,矩形槽身常采用的深寬比H/B=0.6~0.8。經(jīng)過綜合分析采用深寬比為H/B=0.7。</p><p> 把加大流量Qm=36m3/s帶入計算可求的=2.95m,B=4.2m</p><p><b> 計算設(shè)計水深h設(shè):</b><
51、;/p><p> 已知B=4.2m,Q=32m3/s</p><p> 聯(lián)立以上式子解得h設(shè)=2.70m</p><p><b> 安全加高Δh計算:</b></p><p> 考慮到槽中水面可能產(chǎn)生波動的原因,為了保證渡槽有足夠的過水能力,槽身頂部在水面以上應(yīng)有一定的超高。超高應(yīng)滿足以下要求:</p>
52、<p> 當(dāng)槽身通過設(shè)計流量時,矩形斷面槽壁頂部超高不小于槽內(nèi)水深的1/12再加5cm,即 Δh1=h設(shè)/12+5=27.5cm;</p><p> 當(dāng)槽身通過加大流量時,槽中水面與槽身頂部(對無拉桿槽身)或拉桿底面(對有拉桿槽身)的高差不應(yīng)小于5~10cm,取Δh2=10cm。</p><p> H=h設(shè)+Δh1=270+27.5=297.5cm</p&g
53、t;<p> H=h加+Δh2=295+10=305cm</p><p> 取兩者最大值,故取H=3.05m(不計拉桿的高度),B=4.2m。</p><p><b> 4 槽身設(shè)計</b></p><p> 4.1 槽身斷面尺寸擬定</p><p> 根據(jù)前面計算結(jié)果,槽內(nèi)凈寬B=4.2
54、m,高H=3.2m(拉桿高0.15m),其他尺寸按下面計算確定。</p><p> 該渡槽無通航要求,槽頂設(shè)拉桿有利于減小側(cè)墻的厚度,間距取S=2m;側(cè)墻厚度t按經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定t/H=1/12~1/16確定,H為側(cè)墻高度3.2m,t=(1/12~1/16)H=(0.2~0.267)m,為了減小側(cè)墻的重量取側(cè)墻頂部厚度t1=0.2m側(cè)墻底部取t2=0.30m;底板厚度取跨度的(1/12~1/35),t=(1/12~
55、1/35)B=(.35~0.12),但為了滿足抗裂要求取底板厚度t3=0.40m;渡槽要滿足行人要求,故在側(cè)墻外側(cè)設(shè)置人行板,板寬取b=0.85m,板外側(cè)厚度t4=0.1m,板內(nèi)側(cè)厚度t5=0.125m;為了減小底板的拉應(yīng)力,槽身底板高于側(cè)墻底緣0.1m;側(cè)墻和底板連接處設(shè)角度為45o的貼角邊長取30cm以減小轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中。槽身的斷面圖如圖4-1 所示。</p><p> 圖4-1槽身橫斷面圖(單位:mm)
56、</p><p> 4.2 槽身橫向結(jié)構(gòu)計算 </p><p> 帶拉桿的矩形斷面槽身橫向計算也括側(cè)墻和底板兩部分。側(cè)墻于底板連接處為剛性連接,側(cè)墻頂部與橫桿的連接近似按鉸接考慮??紤]到槽頂人群荷載產(chǎn)生的彎矩對側(cè)墻及底板最大彎矩影響很?。ㄐ∮?%),計算可近似忽略不計。</p><p> 圖4-2橫斷面計算簡圖(單位:mm)</p><
57、p><b> 4.2.1側(cè)墻計算</b></p><p><b> ?。?)內(nèi)力計算</b></p><p> 側(cè)墻各截面彎矩按彎矩分配法推算的下列公式計算:</p><p><b> ,,</b></p><p> 式中:(彎矩符號以使側(cè)墻內(nèi)側(cè)受拉為正)My—
58、距墻頂距離為y的截面彎矩,KN.m;MA—側(cè)墻底部彎矩,KN.m;—側(cè)向水壓力作用的固端彎矩,滿槽水(h=H)時,KN.m;y—截面距墻頂距離,m;h—槽內(nèi)設(shè)計水深,m;H—墻頂凈高(底板頂面至墻頂高),m;t1—側(cè)墻平均厚,m;t2—底板厚,m;I1—側(cè)墻截面慣性矩,m4;I2—底板截面慣性矩,m4;q—水荷載與底板自重之和KN/m2;r水—水的重度,采用r水=10KN/m2;r自——鋼筋混泥土的重度,采用r自
59、=25KN/m2;u—分配系數(shù);</p><p><b> 計算:</b></p><p><b> 設(shè)計水深時:</b></p><p> 槽身自重為不變荷載,荷載分項系數(shù)為1.05;水重為可變荷載,荷載分項系數(shù)為1.20。</p><p><b> 滿槽水深:</b&g
60、t;</p><p> 槽身自重為不變荷載,荷載分項系數(shù)為1.05;水重為可控可變荷載,荷載分項系數(shù)為1.10。</p><p> 表4-1側(cè)墻各截面彎矩計算結(jié)果(單位:彎矩KN·m,長度m)</p><p><b> ?。?)配筋計算</b></p><p> 按一般受彎構(gòu)件計算,由表4-1可知最不利荷
61、載組合為滿槽水深情況。</p><p><b> 側(cè)墻外側(cè):</b></p><p> 側(cè)墻外側(cè)存在最大彎矩M=2.522 KN·m(y=0.8m),按單筋進行配筋計算。采用C25混凝土,fc=11.9N/mm2,Ⅱ級鋼筋,M=2.522KN·m,h=225mm,b=1000mm,K=1.2,</p><p> ,故按
62、最小配筋率配筋,選B10@250,實際面積。</p><p><b> 側(cè)墻內(nèi)側(cè):</b></p><p> 側(cè)墻內(nèi)側(cè)存在最大彎矩M=2.522 KN·m(y=0.8m),按雙筋進行配筋計算。采用C25混凝土,fc=11.9N/mm2,Ⅱ級鋼筋,。</p><p> M=38.234KN·m,h=300mm,b=100
63、0mm,K=1.2, </p><p> 受壓鋼筋應(yīng)力達不到抗壓強度,故按下式受拉鋼筋截面面積。</p><p> ,故按最小配筋率配筋,選B10@120,實際面積。</p><p><b> ?。?)抗裂驗算</b></p><p> 側(cè)墻按受彎構(gòu)件進行抗裂驗算,可選擇彎距最大的斷面進行計算。彎矩最大值出現(xiàn)在側(cè)墻
64、底部Mk=36.807KN.m,按標(biāo)準(zhǔn)荷載計算,考慮鋼筋作用。</p><p> 驗算基本公式如下:</p><p> rm—受彎構(gòu)件的塑性影響系數(shù);rm=1.55,因0.7+300/h =0.7+300/1500>1.1,故rm=1.55×1.1=1.71。act—拉應(yīng)力限制系數(shù),取0.85A0—換算截面面積,A0=Ac+aEAsftk—混凝土軸心受拉強度標(biāo)
65、準(zhǔn)值,C25標(biāo)準(zhǔn)值為1.78N/mm2W0—換算截面對受拉邊緣的彈性地抗拒。</p><p><b> ,</b></p><p><b> 故滿足抗裂要求</b></p><p> 4.2.2 底板計算</p><p><b> ?。?) 內(nèi)力計算</b><
66、/p><p> 底板各截面彎矩及軸向力按下列公式計算:</p><p> 式中:Mx為距底板左端墻底中心距離為x的截面彎矩,KN.m;x為截面距底板左端墻底中心的距離,m;NA為底板軸向拉力,KN;彎矩符號以使底板內(nèi)側(cè)受拉為正;軸向力以拉力為正;其余符號意義同前;</p><p> 表4-2底板各截面彎矩計算結(jié)果(單位:彎矩KN.m,長度m)</
67、p><p> 表4-3底板彎矩最大值及軸力計算結(jié)果(單位:彎矩KN.m,軸力KN)</p><p><b> (2) 配筋計算</b></p><p> 底板按拉彎構(gòu)件進行配筋計算,計算控制截面為端部截面及跨中截面,端部截面控制最大正彎矩控制控制底板上層鋼筋布置,跨中截面最大負彎矩控制底板下層鋼筋布置。若槽身較寬,還應(yīng)進行1/4截面計算,以
68、使底板的鋼筋布置更加經(jīng)濟合理。</p><p> 此處,由于槽身寬度較小,故選取端部截面及跨中截面為控制截面,最不利荷載組合為滿槽水深。</p><p> 端部截面(x=0.15m):</p><p> 采用C25混凝土,fc=11.9N/mm2,Ⅱ級鋼筋,fy=fy’=300N/mm2。M=24.105KN·m,N=44.882KN,h=400mm
69、,b=1000mm,K=1.2,</p><p> 故按大偏心受拉構(gòu)件配筋:</p><p><b> 基本公式為:</b></p><p> 計算表明不需要配筋,但仍應(yīng)按構(gòu)造要求配筋。</p><p> ρmin=0.2%, As min’=0.002×1000×370=740(mm2),&
70、lt;/p><p> 鋼筋取B12@150 , ;</p><p> 說明按所選進行計算就不需要混凝土承擔(dān)任何內(nèi)力了,這就意味著實際上的應(yīng)力不會達到屈服強度,故按計算。</p><p> mm2>=373.3mm2,故按最小配筋率配筋,選B,實際面積mm2。</p><p><b> 跨中截面:</b><
71、/p><p> 采用C25混凝土,fc=11.9N/mm2,Ⅱ級鋼筋,fy=fy’=300N/mm2。M=70.216KN·m,N=44.882KN,h=400mm,b=1000mm,K=1.2,30mm 。</p><p> 故按大偏心受拉構(gòu)件配筋:</p><p><b> 基本公式為:</b></p><p
72、> 計算表明不需要配筋,但仍應(yīng)按構(gòu)造要求配筋。</p><p> ρmin=0.20%,As min’=0.002×1000×370=740 mm2,</p><p> 鋼筋取B12@150 As=754 ;</p><p> 說明按所選進行計算就不需要混凝土承擔(dān)任何內(nèi)力了,這就意味著實際上的應(yīng)力不會達到屈服強度,故按計算。&l
73、t;/p><p> mm2<=915.829mm2,故按最小配筋率配筋,選B,實際面積mm2。</p><p><b> ?。?) 抗裂驗算</b></p><p> 底板按拉彎構(gòu)件進行抗裂驗算,由于底板全截面配筋相同,故選擇彎距最大的斷面進行計算。彎矩最大值出現(xiàn)在側(cè)墻底部Mk=65.299KN.m,Nk=44.436。按標(biāo)準(zhǔn)荷載計算,
74、考慮鋼筋作用。</p><p><b> 驗算基本公式如下:</b></p><p> 式中rm—受彎構(gòu)件的塑性影響系數(shù);rm=1.55,因0.7+300/h =0.7+300/400>1.1,故rm=1.55×1.1=1.71為偏心受拉構(gòu)件的截面抵抗距塑性系數(shù),1.660act—拉應(yīng)力限制系數(shù),取0.85。A0—換算截面面積,A0=Ac
75、+aEAsftk—混凝土軸心受拉強度標(biāo)準(zhǔn)值,C25標(biāo)準(zhǔn)值為1.78/mm2W0—換算截面對受拉邊緣的彈性地抗拒</p><p> A0=0.4133m2,I0=0.00572m4,y0=0.201m</p><p><b> m3</b></p><p><b> 故滿足抗裂要求</b></p>&
76、lt;p> 4.2.3 橫桿計算</p><p> 由于橫截面計算簡圖4-2可知橫桿相單于二力桿,所以配筋計算按軸向拉力計算。</p><p><b> (1) 內(nèi)力計算</b></p><p> 橫桿軸向力按下式計算:</p><p> 式中:N為橫桿軸力,以拉力為正,KN;S為橫桿間距,m;
77、其余符號同前;</p><p> 表4-4橫桿軸力計算結(jié)果(單位:軸力KN)</p><p><b> ?。?) 配筋計算</b></p><p> 由于橫截面計算簡圖4-2可知橫桿相單于二力桿,所以配筋計算按軸向拉力計算。橫桿最不利荷載組合為滿槽水深情況。</p><p> 用C25混凝土,fc=11.9N/m
78、m2,Ⅱ級鋼筋,fy=fy’=300N/mm2。M=0KN·m,NK=7.893, h=150mm,b=100mm,K=1.2,</p><p><b> ,</b></p><p> ,故按最小配筋率配筋,選2B8,,實際面積。由于剪力較小,按計算不需配箍筋,故按構(gòu)造配箍筋A(yù)6@200,。</p><p><b>
79、(3) 裂縫驗算</b></p><p> 由于拉桿在水上環(huán)境,可以不進行抗裂驗算但須進行裂縫驗算。</p><p><b> 裂縫驗算基本公式:</b></p><p> 式中: (當(dāng)<0.3時,取0.3)為受拉鋼筋有效概率 ?!行軌夯炷两孛婷娣e—為受拉鋼筋重心至受拉邊緣的距離。 —考慮構(gòu)件受力特征和
80、荷載長期作用的綜合影響系數(shù),偏心受拉構(gòu)件取2.4?!芾摻畹膽?yīng)力c—最外層受拉鋼筋外邊緣至受拉底邊的距離。 d—受拉鋼筋直徑,mm。</p><p> 故裂縫寬度滿足要求。</p><p> 4.3 槽身縱向結(jié)構(gòu)計算 </p><p> 4.3.1 荷載計算</p><p> 人群荷載: 槽身自重:設(shè)計水重: 滿槽
81、水重:</p><p> 槽身自重為不變荷載,荷載分項系數(shù)為1.05;滿槽水重為可控可變荷載,載項系數(shù)為1.10設(shè)計水重和人群荷載為可變荷載,荷載分項系數(shù)為1.20。</p><p><b> 荷載組合:</b></p><p> 經(jīng)比較可知,最不利荷載組合為滿槽水深情況。</p><p> 4.3.2 內(nèi)力計
82、算</p><p> 縱向計算中得荷載一般按均布荷載考慮,它包括槽身重、槽中的水重及人群荷載、人行板荷載等。計算簡圖如圖4-3所示。</p><p> 4-3 槽身縱向計算簡圖</p><p> 計算跨度計算:簡支梁 </p><p> 式中: ln—梁的經(jīng)跨度,ln=9.1 m;
83、a—梁的支撐長度 ,a=0.45 l0=ln+a=9.1+0.45=9.55m l0=1.05ln=1.059.1=9.555m 取較小值l0= 9.55m</p><p> 內(nèi)力計算:跨中彎矩 </p><p><b> 支座剪力 </b></p><p> 4.3.3 配筋計算 </p><p&g
84、t; (1) 計算截面擬定</p><p> 渡槽縱向為受彎構(gòu)件,矩形斷面槽身縱向結(jié)構(gòu)計算時,一般將槽身簡化為矩形,倒T形,工字形計算截面。矩形截面高度為側(cè)墻高度,寬度為兩側(cè)墻寬度之和;倒T形計算截面高度為側(cè)墻總高,腹板寬度為兩側(cè)墻寬度之和下翼緣寬度為槽身總寬下翼緣厚度為底板厚度;工字形截面上翼緣寬度為人行道底板總寬,厚度為人行道底板厚,其余與T形截面相同。矩形計算截面的計算相較簡單,但因未考慮底板的受力作
85、用,因此計算偏于安全和保守;倒T形計算截面按側(cè)墻與底板共同受力考慮,因此計算結(jié)果比較經(jīng)濟合理;因側(cè)墻頂人行道板相對比較薄,為了留有一定的安全度,因此一般不宜按工字性計算截面計算。</p><p> 經(jīng)比較,決定簡化為矩形計算截面,如圖4-4所示。</p><p> 4-4矩形計算截面(單位:mm)</p><p> ?。?) 正截面計算</p>
86、<p> 采用C25混凝土,fc=11.9N/mm2,Ⅱ級鋼筋,fy=fy’=300N/mm2,M=2818.39KN·m,h=3700mm,b=500mm,K=1.2,c=35mm,=c+35=35+35=70mm。</p><p> mm2>=3175.7mm2,故按最小配筋率配筋,選8B,實際面積mm2。</p><p> (3) 斜截面計算<
87、/p><p> 已知:V=1180.48KN,KV=1416.57KN。</p><p> 截面尺寸驗算: </p><p> 故截面尺寸滿足要求。</p><p> 驗算是否需要計算配筋:</p><p> Vc=0.7 ftbh0=0.7×11.9×500×3630=1613
88、.54KN> KV=1416.57KN。</p><p> 可知按計算不需要配箍筋,但須按構(gòu)造配箍筋,選配雙肢箍筋A(yù)8@200。</p><p> 4.3.4 抗裂驗算</p><p> 忽略補角和人行道板作用,將斷面化為如圖4-5所示。</p><p> 圖4-5縱向抗裂計算斷面簡圖(單位:cm)</p>&l
89、t;p> 沿槽身縱向的危險斷面是在跨中,按標(biāo)準(zhǔn)荷載計算,滿槽水深時彎距為: </p><p> 可按下式進行抗裂計算;</p><p> 式中: rm-受彎構(gòu)件塑性影響系數(shù);rm=1.55×(0.7+300/3700)=1.21Ml-按標(biāo)準(zhǔn)荷載計算的彎距;αct-混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù)。長期組合為0.7,短期組合為0.85;W0-換算截面A0對受拉邊緣的
90、彈性抗矩,;I0-換算截面重心軸慣性矩;y0-換算截面重心軸至受壓邊緣距離;ftk-混凝土抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值,C25混凝土抗裂強度標(biāo)準(zhǔn)值ftk=1.78N/mm2。y0=2.596m I0=4.2789m4 W0=2.3471m3</p><p> 故槽身縱向滿足抗裂要求。</p><p> 4.4 人行板配筋計算</p><p> 人行板按懸臂
91、板考慮,沿槽身長度取單位長度b=1000mm,厚度取平均厚度h=(100+125)/2=113mm,荷載考慮人行板自重和人群荷載。</p><p><b> 荷載計算: </b></p><p><b> 配筋計算:</b></p><p> ,所以按構(gòu)造以最小配筋率配筋,選配A6/8@200,實配面積面積為,
92、。沿槽身長度方向配置A6@200分布筋。</p><p><b> 4.5 吊裝計算</b></p><p> 設(shè)置四個吊點,按雙懸臂梁計算。吊點設(shè)在第二根拉桿處。因吊點產(chǎn)生負上部受拉,下部受壓,故可按T形梁校核上部配筋。如圖4-6所示。</p><p> 圖4-6槽身吊裝驗算圖</p><p> q= g2k
93、=95.03KN/m??紤]動力系數(shù)1.2,故q=1.2×95.03=114.04KN/m。計算時忽略槽底突出部分的作用,斷面尺寸取b= 400mm,h=3560mm,bf‘=4700mm,hf‘=400mm的T形梁。按短暫狀況設(shè)計。</p><p> 吊點頂計算彎距:M=228.08KN·m</p><p> 判斷截面類型: 故截面為一類截面
94、為滿足吊裝要求槽身頂部配置4B10, As=314mm2。</p><p><b> 5 排架設(shè)計</b></p><p> 5.1 1#排架設(shè)計</p><p> 5.1.1 1#排架結(jié)構(gòu)尺寸擬定</p><p> 排架高程為8m,立柱長邊b1為排架高的(1/20~1/30),常取0.4~0.7這里b
95、1取0.45m,短邊h1=(0.5~0.8)b1,常用0.3~0.5m,這里取0.3m,立柱的間凈距為L=4.2m;橫梁高為(1/6~1/8)L,取h2=0.4m,梁寬b2=0.3m,橫梁間距取3.8m,,其他尺寸如圖5-1,排架尺寸如圖5-1所示:</p><p> 圖5-1 1#排架結(jié)構(gòu)布置圖</p><p> 5.1.2 1#排架荷載計算</p><p>
96、;<b> ?。?)風(fēng)荷載計算</b></p><p> 風(fēng)荷載分項系數(shù)rq=1.3</p><p> 沖溝內(nèi)無常年流水,故不考慮水荷載對排架的作用。</p><p> 1 作用于槽身的橫向風(fēng)壓力</p><p> 作用于槽身的風(fēng)荷載強度按下式計算:</p><p> 式中:—風(fēng)壓值
97、,; —風(fēng)振系數(shù),由于渡槽高度不大,可取1.0;—風(fēng)載體型系數(shù),l/b=10/3.7=2.7>1.5,取 =0.9;—風(fēng)壓高度變化系數(shù),與地面粗糙度有關(guān),因槽身迎風(fēng)面形心距地面高度約10m,近似取=1.0;—地形地理條件系數(shù),取1.2;</p><p> 作用于槽身風(fēng)荷載強度為:</p><p> 已知槽身高度3.7m,一節(jié)槽身長10m(包括兩端伸縮縫寬度),則作用于
98、槽身上的橫向風(fēng)壓力為:</p><p> 2 作用于排架上的橫向風(fēng)壓力</p><p><b> 基本公式:</b></p><p> 式中:—風(fēng)壓值,?!L(fēng)振系數(shù),由于渡槽高度不大,可取1.0.—風(fēng)載體型系數(shù),l/b=8/4.5=1.78>1.5取1.3—風(fēng)壓高度變化系數(shù),與地面粗糙度有關(guān),因排架迎風(fēng)面形心距地面高度約4
99、m,近似取= 0.64—地形地理條件系數(shù),取1.2?!獜陌踩嵌瘸霭l(fā),不考慮立柱前柱對后柱的擋風(fēng)作用,取1.0。</p><p> 作用于排架上的風(fēng)荷載強度為:</p><p> ?。?) 作用于排架節(jié)點上荷載</p><p> 圖5-2 1#單排架計算簡圖(單位:mm)</p><p><b> 槽身自重 :</b
100、></p><p><b> 滿槽水重:</b></p><p> 1 槽身傳遞給排架頂部的荷載</p><p> 作用于槽身的橫向風(fēng)壓力PZ通過支座摩阻作用,以水平力形式傳遞到排架頂部;同時,PZ距排架頂高度1.85m,對排架頂高程所產(chǎn)生的力矩將轉(zhuǎn)化為一對方向相反的集中力,分別作用于兩立柱頂部,迎風(fēng)面力的方向向上,背風(fēng)面力的方向
101、向下。槽身的自重及槽中水重也通過支座傳到排架頂部。</p><p> 滿槽水中加橫向風(fēng)壓力情況</p><p><b> =</b></p><p> =1213.09KN</p><p><b> =</b></p><p> =1228.47KN</p&g
102、t;<p> 空槽加橫向風(fēng)壓力情況:</p><p><b> =491.22KN</b></p><p><b> =506.60KN</b></p><p> 2 作用于排架節(jié)點上的橫向風(fēng)壓力</p><p> ?。?) 橫向風(fēng)壓力作用下的排架內(nèi)力計算</p>
103、<p> 由于結(jié)構(gòu)對稱而荷載反對稱,所以采用采用無剪力分配法進行計算。</p><p><b> 1 桿端彎矩計算</b></p><p> 下述計算中,彎矩以順時針為正以逆時針為負</p><p><b> KN·m</b></p><p><b>
104、KN·m</b></p><p><b> 2 桿端彎矩計算</b></p><p> 分配系數(shù)計算:令,</p><p><b> 則:</b></p><p> 力矩分配計算如下表 5-1,彎矩如圖5-3;</p><p> 表5
105、-1力矩分配計算表(單位:力矩KN.m)</p><p> 5-3 1#排架內(nèi)力圖</p><p> ?。?) 排架立柱軸力計算</p><p> 滿槽水加橫向風(fēng)壓力情況作用于迎風(fēng)柱的軸力:作用于背風(fēng)柱的軸力:空槽加橫向風(fēng)壓力情況作用于迎風(fēng)柱的軸力: 作用于背風(fēng)柱的軸力: </p><p> 排架橫向結(jié)構(gòu)計算時
106、,迎風(fēng)側(cè)下一層的排架柱為計算控制段,該柱段彎矩最大,軸力最小。根據(jù)直線比例關(guān)系,按下式計算最下一層排架柱的反彎矩據(jù)節(jié)點2距離x</p><p> 根據(jù)對背風(fēng)側(cè)最下一層排架柱的反彎點的力矩平衡關(guān)系,按下式計算迎風(fēng)側(cè)排架柱由水平荷載作用產(chǎn)生的軸向力: =12.516KN</p><p> 按下式計算最下一層排架
107、柱的軸力 </p><p> 5.1.3 1#排架柱混凝土結(jié)構(gòu)計算</p><p> ?。?) 排架立柱配筋計算</p><p> 由于風(fēng)向的方向不確定,因此立柱按壓彎構(gòu)件進行對稱配筋。采用C25混凝土,fc=11.9N/mm2,Ⅱ級鋼筋,fy=fy’=300N/mm2</p><p><b> 滿槽水情況下:
108、</b></p><p> M=24.151KN·m,N=1242.154KN,K=1.2,=45mm</p><p><b> ,故</b></p><p><b> 判斷截面類型 :;</b></p><p><b> ;</b></p&
109、gt;<p> ,故按小偏心對稱配筋計算:</p><p> 滿足最小配筋率,選配4B14, ,</p><p><b> 空槽水情況:</b></p><p> M=24.151KN·m,N=520.284KN,K=1.2,=45mm</p><p><b> ,故<
110、;/b></p><p><b> 判斷截面類型 :;</b></p><p><b> ??;</b></p><p> ,故按小偏心對稱配筋計算:</p><p> 由上式可知構(gòu)建屬于大偏心受壓構(gòu)件,所以按大偏心重新計算。</p><p> 按計算不須配筋,所
111、按構(gòu)造配筋</p><p> 故選配3B 10 經(jīng)比較,最終選配選配4B14,。</p><p> 由于剪力較小,按計算不需配箍筋,故按構(gòu)造配箍筋A(yù)10@200,。</p><p> ?。?) 排架頂梁配筋計算</p><p> 頂梁在在反水平對稱荷載作用下,其軸力為0;豎向荷載只使立柱產(chǎn)生軸力對頂梁不產(chǎn)生內(nèi)力。所以
112、頂梁按受彎構(gòu)件進行配筋且對稱配筋,以橫梁上的桿端彎矩位計算控制彎矩。</p><p> M=20.121KN·m,h=300mm,b=450mm,K=1.2,=45mm</p><p> 滿足最小配率筋要求,故鋼筋選用3B10,。</p><p> 由于剪力較小,按計算不需配箍筋,故按構(gòu)造配箍筋A(yù)8@200,。</p><p>
113、; ?。?) 排架橫梁配筋計算</p><p> 與頂梁基本相同,只是彎矩大小不同。</p><p> 頂梁在在反水平對稱荷載作用下,其軸力為0;豎向荷載只使立柱產(chǎn)生軸力對頂梁不產(chǎn)生內(nèi)力。所以頂梁按受彎構(gòu)件進行配筋且對稱配筋,以橫梁上的桿端彎矩位計算控制彎矩。</p><p> M=32.861KN·m,h=300mm,b=450mm,K=1.2,=
114、45mm</p><p> 滿足最小配率筋要求,故鋼筋選用4B12,,由于剪力較小,箍筋按構(gòu)布置選用A8@200。</p><p> 由于剪力較小,按計算不需配箍筋,故按構(gòu)造配箍筋A(yù)8@200,。</p><p> 5.1.4 1#排架施工驗算</p><p> 排架施工期的最不利情況:一跨槽身施工完畢,而另一跨尚未施工,排架在縱向
115、偏心受壓。計算荷載包括每根立柱承擔(dān)1/4槽身自重,施工荷載及排架自重。施工荷載包括工具和人群荷載等,可按4KN/m2考慮。按短暫狀況設(shè)計,故安全系數(shù)K=1.2。</p><p><b> 荷載設(shè)計值:</b></p><p> 排架施工期荷載計算圖(單位:mm)</p><p> 不考慮槽身對排架頂?shù)哪Σ亮ψ饔?,將排架立柱簡化成一端固定?/p>
116、段定向支座,,。由于施工時不確定先按裝哪一邊的槽身,所以按對稱配筋計算。采用C25混凝土,fc=11.9N/mm2,Ⅱ級鋼筋,fy=fy’=300N/mm2</p><p> M=103.510KN·m,N=345.034KN,K=1.2,=45mm</p><p><b> 判斷截面類型 :;</b></p><p><b
117、> ;</b></p><p> ,故按大偏心對稱配筋計算:</p><p> 由于橫向配筋已在每邊配有2B14故只需在每邊再配3B16</p><p> 5.2 2#排架設(shè)計</p><p> 5.2.1 2#排架結(jié)構(gòu)尺寸擬定</p><p> 排架高程為4.2m,立柱長邊b1為排架
118、高的(1/20~1/30),常取0.4~0.7這里b1取0.45m,短邊h1=(0.5~0.8)b1,常用0.3~0.5m,這里取0.3m,立柱的間凈距為L=4.2m;橫梁高為(1/6~1/8)L,取h2=0.4m,梁寬b2=0.3m,橫梁間距取3.8m,,其他尺寸如圖5-1,排架尺寸如圖5-所示:</p><p> 圖5-4 2#排架結(jié)構(gòu)布置圖</p><p> 5.2.2 2#排
119、架荷載計算</p><p><b> ?。?)風(fēng)荷載計算</b></p><p> 風(fēng)荷載分項系數(shù)rq=1.3</p><p> 沖溝內(nèi)無常年流水,故不考慮水荷載對排架的作用。</p><p> 1 作用于槽身的橫向風(fēng)壓力</p><p> 作用于槽身的風(fēng)荷載強度按下式計算:</p
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