拱式渡槽畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)生論文</b></p><p>　　白蓮河龍?zhí)稕_(拱式)渡槽設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二○一○年六月</b></p><p>　　BACHELOR'S DEGREE THESIS</p><p>　　OF WUHAN UNIVERSITY</p

2、><p>　　The aqueduct design of LongTan Chong BaiLian River</p><p>　　June 2010</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　龍?zhí)稕_渡槽位于湖北省浠水縣白蓮河灌區(qū)西干渠上游處，樁號(hào)為1+800，竣工年限在196

3、1年~1962年，經(jīng)過(guò)三十多年的運(yùn)行，該渡槽出現(xiàn)嚴(yán)重的老化問(wèn)題，加之灌區(qū)面積增加和流量增大，該渡槽已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能擔(dān)負(fù)輸水灌溉的任務(wù)，根據(jù)白蓮河水庫(kù)灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造規(guī)劃成果(2003年），要求重建白蓮河渡槽?？紤]到原渡槽所在渠道位于一較大的沖谷處，該段渠道在山洪期間常受洪水危脅。經(jīng)灌區(qū)重新規(guī)劃，將原山谷下的沿山渠道進(jìn)行截彎取直，在截彎處新建新的龍?zhí)稕_渡槽，工程為III等工程，主要建筑物為3級(jí)。</p><p>　

4、　新建的渡槽采用矩形拱式渡槽，拱跨87m，共兩跨，槽底寬為4.0m，側(cè)墻高3.92m，設(shè)有間距為1.5m，高為0.1m的拉桿，考慮到交通要求，還設(shè)有1m寬的人行板。本設(shè)計(jì)布置等跨的間距為15m的單排架共12跨，與漸變段連接處采用漿砌石槽臺(tái)。排架與地基的連接采用整體基礎(chǔ)。槽身、排架、拱圈以及基礎(chǔ)采用預(yù)制吊裝形式。</p><p>　　關(guān)鍵詞：渡槽；懸鏈線(xiàn)無(wú)鉸拱；排架；</p><p><

5、;b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The aqueduct of Longtan Chong is located in upstream of the west main canal, the pile number is 1+800, completion of fixed number of year from 1961~1962. After 30 years of

6、 running, the aqueduct appeared serious aging problems, in addition of the irrigation area and rate of flow increased, the aqueduct can not take the task for irrigation any more, requesting reconstruction of the Bailian

7、River aqueduct. In consideration of the channel of the original aqueduct was located in a huge valley, it was</p><p>　　The new aqueduct used rectangular arch aqueduct, the arch span is 87 m, there will be do

8、uble crosses, the aqueduct at the bottom of a width of 4.0m，side wall height 3.92m，set a spacing of 1.5m, the lever of the high-0.1m. Considering the traffic requirements, also has 1m wide sidewalks. This design layout,

9、etc. across a 15m of 12 single-bent cross, with the transition section junction with masonry stone runnel pier, bent and ground connection with overall foundation, Aqueduct, bent, Arch, and th</p><p>　　Key w

10、ords: Aqueduct; Catenary without hinge arch; Bent;</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　0.1、研究背景及意義1</p><p>　　0.2、國(guó)內(nèi)外關(guān)于渡槽設(shè)計(jì)課題的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1</p><p>　　0.3、畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本要求及本設(shè)計(jì)

11、主要內(nèi)容3</p><p>　　一、設(shè)計(jì)基本資料4</p><p>　　1.1、工程概況綜合說(shuō)明4</p><p>　　1.2、水文氣象4</p><p>　　1.3、工程地質(zhì)4</p><p>　　1.4、工程任務(wù)與規(guī)模4</p><p>　　1.5、上、下游渠道資料5</

12、p><p>　　1.6、建筑材料及安全系數(shù)5</p><p>　　1.7、設(shè)計(jì)要求6</p><p>　　1.8、畢業(yè)設(shè)計(jì)參考書(shū)目6</p><p>　　二、渡槽的水力計(jì)算7</p><p>　　2.1、渠道斷面的水力計(jì)算7</p><p>　　2.2、槽身過(guò)水能力計(jì)算7</p&g

13、t;<p>　　2.3、水頭損失及水面銜接計(jì)算9</p><p>　　2.3.1、進(jìn)口漸變段水面降落值：9</p><p>　　2.3.2、槽身段水面降落值：10</p><p>　　2.3.3、出口漸變段水面回升值：10</p><p>　　2.3.4、總水頭損失10</p><p>　　2.

14、3.5、進(jìn)、出口高程的確定：10</p><p>　　2.4、通過(guò)設(shè)計(jì)流量時(shí)的水面銜接情況檢查 和超高檢查11</p><p>　　2.4.1、進(jìn)口水面銜接檢查11</p><p>　　2.4.2、出口水面銜接情況檢查：11</p><p>　　2.4.5、復(fù)核水面超高12</p><p>　　2.4.6、漸

15、變段布置12</p><p>　　三、槽身結(jié)構(gòu)計(jì)算13</p><p>　　3.1、縱向結(jié)構(gòu)計(jì)算13</p><p>　　3.1.1、槽身剖面形式及尺寸擬定13</p><p>　　3.1.2、各類(lèi)系數(shù)的確定13</p><p>　　3.1.3、荷載計(jì)算14</p><p>　　3.

16、1.4、縱向內(nèi)力計(jì)算15</p><p>　　3.1.5、配筋計(jì)算16</p><p>　　3.1.6、抗裂校核17</p><p>　　3.2、橫向結(jié)構(gòu)計(jì)算20</p><p>　　3.2.1、荷載計(jì)算20</p><p>　　3.2.2、橫向結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算21</p><p>　　

17、3.2.3、配筋計(jì)算23</p><p>　　四、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27</p><p>　　4.1、支撐結(jié)構(gòu)的形式及尺寸擬定27</p><p>　　4.1.1、主拱圈設(shè)計(jì)27</p><p>　　4.1.2、拱軸系數(shù)m的確定及拱圈幾何特性計(jì)算27</p><p>　　4.2、拱上排架設(shè)計(jì)29</p>

18、;<p>　　4.2.1、排架底部高程及高度H（m）29</p><p>　　4.2.2、排架形式及尺寸的選擇29</p><p>　　4.2.3、排架荷載計(jì)算30</p><p>　　4.2.4、排架的內(nèi)力計(jì)算33</p><p>　　4.2.5、排架的配筋計(jì)算37</p><p>　　4.2

19、.6、排架的縱向計(jì)算39</p><p>　　4.3、拱圈設(shè)計(jì)41</p><p>　　4.3.1、拱軸系數(shù)m的校核41</p><p>　　4.3.2、彈性壓縮系數(shù)的計(jì)算42</p><p>　　4.3.3、鉛直荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算43</p><p>　　4.3.4、水深變化引起的拱圈內(nèi)力計(jì)算47<

20、;/p><p>　　4.3.5、溫度變化及混凝土收縮作用下的內(nèi)力計(jì)算49</p><p>　　4.3.6、主拱圈的強(qiáng)度及穩(wěn)定驗(yàn)算50</p><p>　　4.3.7、拱圈配筋53</p><p>　　4.4、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)55</p><p>　　4.4.1、支座設(shè)計(jì)（0號(hào)和12號(hào)排架）55</p>&l

21、t;p>　　4.4.2、槽臺(tái)設(shè)計(jì)（0號(hào)和12號(hào)排架）56</p><p>　　4.4.3、槽墩設(shè)計(jì)56</p><p><b>　　五、細(xì)部結(jié)構(gòu)58</b></p><p>　　5.1、伸縮縫及止水58</p><p><b>　　5.2、支座58</b></p>&l

22、t;p>　　5.3、兩岸連接59</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　0.1、研究背景及意義</p><p>　　渡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，是灌區(qū)水工建筑物中應(yīng)用最廣的交叉建筑物之一，除用于輸送渠水外還可排洪和導(dǎo)流等之用。</p><p>　　我

23、國(guó)幅員遼闊，但水資源十分短缺，且由于地形和氣候的影響，水資源在時(shí)空上分布不均勻，有一半的國(guó)土處于缺水或嚴(yán)重缺水狀態(tài)。無(wú)論是資源性缺水還是工程性缺水，工程手段作為優(yōu)化配置的方法之一，主要就是在水源處修建取水工程，然后通過(guò)輸水工程把水送到不同的用戶(hù)，如南水北調(diào)工程、引灤入津、引灤入唐、引黃濟(jì)青、引黃入晉和東北的北水南調(diào)工程等等都是如此。渡槽便是其中一種重要渠系建筑物。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)為白蓮河灌區(qū)龍?zhí)?/p>

24、沖輸水渡槽的初步設(shè)計(jì)。目的在于培養(yǎng)我們了解并初步掌握水利工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容、方法和步驟，通過(guò)設(shè)計(jì)，能夠較熟練地運(yùn)用和鞏固有關(guān)專(zhuān)業(yè)課、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課及基礎(chǔ)課所學(xué)的理論知識(shí)，并鍛煉運(yùn)用所學(xué)理論去解決實(shí)際水利工程問(wèn)題的能力，并提升編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、進(jìn)行各種計(jì)算和繪制水利工程圖的能力。</p><p>　　0.2、國(guó)內(nèi)外關(guān)于渡槽設(shè)計(jì)課題的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　世界上最早的渡槽誕生于中東和西

25、亞地區(qū)。公元前 29 世紀(jì)前后,埃及在尼羅河上建考賽施干砌石壩,壩高15 m,壩長(zhǎng)450m,是文獻(xiàn)記載最早的壩,并建渠道和渡槽,向孟菲斯城供水。</p><p>　　公元前 700 余年,亞美尼亞已有渡槽。公元前 703 年,亞述國(guó)王西拿基立(Sennacherib)下令建一條 483 km 長(zhǎng)的渡槽引水到國(guó)都尼尼微。渡槽建在石墻上 ,跨越澤溫的山谷。石墻寬 21 m ,高9 m ,共用了200 多萬(wàn)塊石頭。渡槽

26、下有5個(gè)小橋拱,讓溪水流過(guò)。</p><p>　　渡槽在我國(guó)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) ·渭水注》:長(zhǎng)安城故渠“上承泬水于章門(mén)西,飛渠引水入城 ,東為倉(cāng)池,池在未央宮西?！薄帮w渠” 即為渡槽,建于西漢,距今約 2000 年。或說(shuō)公元前 246 年興建的鄭國(guó)渠“絕”諸水即利用了渡槽。這說(shuō)明渡槽在中國(guó)已有2000 年以上的歷史。我國(guó)古代比較著名的渡槽有:古代陜西

27、關(guān)中地區(qū)大型引涇灌區(qū) — 鄭國(guó)渠 ,是中國(guó)古代最宏大的水利工程之一。公元前 246 年(秦始皇元年)由韓國(guó)水工鄭國(guó)主持興建,約十年后完工。它位于涇水和渭水的交會(huì)處,干渠西起涇陽(yáng),引涇水向東,下游入洛水,全長(zhǎng) 150 余 km ,其間橫穿了好幾道天然河流,可能使用了“渡槽”技術(shù)。鄭國(guó)渠的建成,使關(guān)中干旱平原成為沃野良田 ,糧食產(chǎn)量大增,直接支持了秦國(guó)統(tǒng)一六國(guó)的戰(zhàn)爭(zhēng)。</p><p>　　我國(guó)從20世紀(jì)50年代開(kāi)始建

28、造渡槽,目前國(guó)內(nèi)已建的各類(lèi)渡槽有很多。其中單槽過(guò)流量最大的為 1999 年新建的新疆烏倫古河渡槽,設(shè)計(jì)流量 120/ s ,為預(yù)應(yīng)力混凝土矩形槽。單跨跨度最大的為廣西玉林縣萬(wàn)龍渡槽,拱跨長(zhǎng)126 m。2002 年完成的廣東東江——深圳供水改造工程在旗嶺、樟洋、金湖的 3 座渡槽上采用了現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土 U 型薄殼槽身,為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。</p><p>　　根據(jù)目前我國(guó)渡槽的發(fā)展?fàn)顩r，渡槽在橫斷面上,以 U型和矩形槽應(yīng)

29、用較為廣泛,特別是隨著施工方法的改進(jìn),如采用預(yù)制吊裝的渡槽,越來(lái)越廣泛的采用各種更輕、更強(qiáng)、更巧、更薄的結(jié)構(gòu),即槽身趨向采用U型、半橢圓型、環(huán)型、拋物線(xiàn)形等薄殼結(jié)構(gòu)或薄壁肋箱等。</p><p>　　在支承型式上,除梁式渡槽和拱式渡槽外,又發(fā)展了一種拱梁組合式,拱梁式渡槽是從20世紀(jì)90年代逐步發(fā)展起來(lái)的,是在折線(xiàn)拱和桁架梁渡槽的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)研究改進(jìn)發(fā)展起來(lái)的一種新型渡槽結(jié)構(gòu)形式。它具有結(jié)構(gòu)輕巧,受力狀態(tài)良好,外

30、形美觀,便于施工,安全可靠,經(jīng)濟(jì)適用等特點(diǎn)。如湖南岳陽(yáng)地區(qū)的涼清渡槽,槽身全長(zhǎng)75. 2 m ,由一跨50. 4 m 的拱梁組合式結(jié)構(gòu)與兩端各一跨12. 4 m 的簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)組成。1990年建成后投入使用,運(yùn)行狀況良好。</p><p>　　在材料使用上,在使用一般鋼筋混凝土的基礎(chǔ)上,趨于使用鋼絲網(wǎng)水泥、高標(biāo)號(hào)預(yù)應(yīng)力混凝土,鋼材采用高強(qiáng)鋼絲、低合金鋼等。采用這種材料后一是降低混凝土槽身的壁厚,能使混凝土的壁厚由過(guò)去

31、的幾十厘米減為十幾厘米;其次由于渡槽槽身構(gòu)件采用預(yù)應(yīng)力工藝處理后,使渡槽在結(jié)構(gòu)上發(fā)生了質(zhì)的變化,抗裂性、抗震性和剛度大大提高,克服了鋼筋混凝土過(guò)早出現(xiàn)裂縫的弱點(diǎn),充分發(fā)揮了高強(qiáng)鋼材的潛力,渡槽的斷面和變形也相對(duì)減少,而跨度卻可顯著地增大。</p><p>　　從施工方法角度出發(fā),渡槽越來(lái)越趨于裝配式,由于灌溉及用水事業(yè)的發(fā)展和地形的需要,大流量、大跨度的裝配式渡槽逐年增多,并且這些大跨度、大流量的渡槽結(jié)構(gòu)多采用預(yù)

32、應(yīng)力結(jié)構(gòu)和拱架支承。小型殼槽則較多采用鋼絲網(wǎng)水泥結(jié)構(gòu)以有利于農(nóng)村小型工地的運(yùn)輸和裝配。</p><p>　　從施工工藝方面,預(yù)應(yīng)力施工工藝逐漸廣泛地被采用,槽身的張拉,小型殼槽則采用先張法,即在預(yù)制廠內(nèi)固定的臺(tái)座上成批張拉高強(qiáng)鋼絲或鋼絞線(xiàn),大型槽身則采用后張法施工,以構(gòu)件本身為臺(tái)座。在采用裝配式渡槽方面,由于吊裝技術(shù)和設(shè)備的改進(jìn),構(gòu)件的單元重量也逐漸增大,以適應(yīng)大斷面、大跨度結(jié)構(gòu)的需要。如湖北省1973年修建的排

33、子河裝配式渡槽,采用鋼桁架梁垂直吊升巨型的槽身構(gòu)件,起重量達(dá)200 t ,提升高度達(dá)50多m。</p><p>　　目前,渡槽發(fā)展研究的總趨勢(shì)是,適應(yīng)各種流量、各種跨度特別是大跨度渡槽結(jié)構(gòu)型式的研究;應(yīng)用先進(jìn)理論和先進(jìn)手段進(jìn)行結(jié)構(gòu)型式優(yōu)化設(shè)計(jì);材料及施工技術(shù)的改進(jìn)等。如斜拉式及懸吊式這類(lèi)跨越能力最大的渡槽型式的研究;過(guò)水與承重相結(jié)合的合理結(jié)構(gòu)型式的研究;利用電子計(jì)算技術(shù)及先進(jìn)設(shè)計(jì)理論優(yōu)選結(jié)構(gòu)型式的研究;早強(qiáng)快干混

34、凝土和鋼纖維混凝土等材料以及新型止水材料的研制應(yīng)用;構(gòu)件預(yù)制工廠化及大型機(jī)械吊裝等,有的已在逐步開(kāi)展，有的在探索中,但是可以預(yù)見(jiàn),渡槽工程在結(jié)構(gòu)型式、設(shè)計(jì)理論、建筑材料以及施工技術(shù)等方面,將有一個(gè)新的發(fā)展。</p><p>　　0.3、畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本要求及本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容</p><p>　　1）渡槽型式的選擇、工程總體布置及主要尺寸的擬定；</p><p>　　2）

35、渡槽的水力計(jì)算并編制相應(yīng)渡槽水力計(jì)算軟件一個(gè)；</p><p>　　3）渡槽槽身的結(jié)構(gòu)及配筋計(jì)算；</p><p>　　4）渡槽排架(拱圈)的結(jié)構(gòu)及配筋計(jì)算；</p><p>　　5）渡槽的穩(wěn)定計(jì)算；</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)基本資料</b></p><p>　　1.1、工程概況綜合說(shuō)

36、明</p><p>　　龍?zhí)稕_渡槽位于湖北省浠水縣白蓮河灌區(qū)西干渠上游處，樁號(hào)為1+800，竣工年限在1961年-1962年，經(jīng)過(guò)三十多年的運(yùn)行，該渡槽出現(xiàn)嚴(yán)重的老化問(wèn)題，加之灌區(qū)面積增加和流量增大，該渡槽已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能擔(dān)負(fù)輸水灌溉的任務(wù)，根據(jù)白蓮河水庫(kù)灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造規(guī)劃成果( 2003年）(以下簡(jiǎn)稱(chēng)灌區(qū)新規(guī)劃)，要求重建白蓮河渡槽。考慮到原渡槽所在渠道位于一個(gè)較大的沖谷處，該段渠道在山洪期間常受洪水災(zāi)害。經(jīng)

37、灌區(qū)重新規(guī)劃，將原山谷下的沿山上渠道進(jìn)行截彎取直，在截彎處新建新的龍?zhí)稕_渡槽，其位置見(jiàn)龍?zhí)稕_渡槽總體平面布置圖。</p><p><b>　　1.2、水文氣象</b></p><p>　　本流域?qū)儆趤喼迻|南季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和濕潤(rùn)，夏季濕度大而炎熱，冬季干燥而寒冷，流域年平均氣溫約17℃左右。雨量豐富，多年平均降雨量約1300~1400mm（近年偏小），降水量在年內(nèi)分

38、配不均，每年4-9月為主要雨期，降水量占全年降水量的70%左右。6月中旬至7月中旬是梅雨季節(jié)，梅雨時(shí)期雨強(qiáng)大、歷時(shí)長(zhǎng)，籠罩面積寬廣，往往有內(nèi)澇發(fā)生。</p><p>　　本地區(qū)最大風(fēng)力為9級(jí)，相應(yīng)風(fēng)速為24m/s，基本風(fēng)壓。</p><p><b>　　1.3、工程地質(zhì)</b></p><p>　　新建龍?zhí)稕_渡槽處地形高差（最低與最高）近30m

39、，兩側(cè)崇山坡預(yù)計(jì)變蓋厚度5m-10m，特別是出口斜坡地段，出露的巖層有黑去斜長(zhǎng)片麻巖、角閃片麻巖（小河床內(nèi)可見(jiàn)），一般基巖致密堅(jiān)硬是建水工建筑物較好基礎(chǔ)。河床為砂卵石，覆蓋層厚度為5.0m；兩側(cè)為風(fēng)化的花崗巖，覆蓋層厚較薄。渡槽軸線(xiàn)的右端有一平臺(tái)，高程在85.00m左右，粘土厚度為2.50m。</p><p>　　1.4、工程任務(wù)與規(guī)模</p><p>　　新建龍?zhí)稕_渡槽進(jìn)口位于干渠樁號(hào)1

40、+800，出口位于干渠5+000處。新建渡槽對(duì)原干渠樁號(hào)1+800-1+500段進(jìn)行了截彎取直，使原來(lái)沖谷下的渠道不再承擔(dān)輸水任務(wù)。根據(jù)灌區(qū)新規(guī)劃，新建渡槽設(shè)計(jì)流量=。</p><p>　　新建渡槽仍采用鋼筋混凝土矩形簡(jiǎn)支梁式渡槽，支承采用排架型式。</p><p>　　1.5、上、下游渠道資料</p><p>　　上游渠底高程為78.6m，下游渠底高程78.2m，

41、Q設(shè)＝26m3/s，Q加大＝31.2 m3/s，i＝1/800，渡槽上、下游渠道，渠底寬4.0m，糙率n＝0.017。內(nèi)、外邊坡分別為1:1和1:1，該渡槽規(guī)劃時(shí)允許水頭損失為0.4m。</p><p>　　表1-1 上、下游渠道過(guò)水?dāng)嗝嫠σ?lt;/p><p>　　1.6、建筑材料及安全系數(shù)</p><p>　　該工程主要的建筑材料為水泥、混凝土、鋼筋等。混凝土

42、重度rc＝24KN / m3，溫度膨脹系數(shù)dc＝1.0×10－5/℃,混凝土其他特性性能指標(biāo)見(jiàn)表1－2。采用Ⅰ和Ⅱ級(jí)鋼筋，Ⅰ級(jí)鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=fy’=210N/mm2。強(qiáng)度模量Es＝2.1×105N/ mm2, Ⅱ級(jí)鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=fy’=310N/mm2,強(qiáng)度模量Es＝2.1×105N/mm2。</p><p>　　鋼筋混凝土重度r＝35KN/ m3。構(gòu)件裂縫寬度允許值，短

43、期組合[Wmax]＝0.3mm，長(zhǎng)期組合[Wmin]＝0.25mm。</p><p>　　表1-2 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><b>　　1.7、設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　按初步設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，局部可深入考慮。</p>

44、<p>　　進(jìn)行渡槽總體布置，包括槽身、支撐、基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)型式的選擇。</p><p><b>　　水力計(jì)算</b></p><p><b>　　槽身設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　基礎(chǔ)設(shè)計(jì)</

45、b></p><p>　　1.8、畢業(yè)設(shè)計(jì)參考書(shū)目</p><p>　　1、灌區(qū)水工建筑物叢書(shū)《渡槽》，水利水電出版社；</p><p>　　2、河海大學(xué)等《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)》，中國(guó)水利水電出版社；</p><p>　　3、清華大學(xué)出版《結(jié)構(gòu)力學(xué)》；</p><p>　　4、《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（D

46、L/T 5057-1996）；</p><p>　　5、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ7-89）；</p><p>　　6、《水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL5077-1997）</p><p><b>　　二、渡槽的水力計(jì)算</b></p><p>　　2.1、渠道斷面的水力計(jì)算</p><p>

47、;　　進(jìn)出口渠道斷面取m=1，B=4.0m，i=1/2500，n=0.017。按照明渠均勻流計(jì)算，根據(jù)公式</p><p>　　Q=A （1-1）</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　Q-為渡槽的過(guò)水流量（）</p><p>　　為槽身過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（） </p><p&g

48、t;　　R-為水力半徑（m）</p><p><b>　　i-為槽底比降 </b></p><p>　　n-為槽身糙率，鋼筋混凝土槽身可取n=0.014。</p><p>　　得出渠道進(jìn)出口尺寸試算如下表（2-1）：</p><p>　　表2-1 渠道進(jìn)出口水力試算表</p><p>　　故得出

49、，設(shè)計(jì)流量=26時(shí)，進(jìn)口渠道水深為2.80m，流速為1.54762m/s，加大流量=31.2,時(shí)，進(jìn)口渠道水深為3.07m，流速為1.620872m/s。</p><p>　　2.2、槽身過(guò)水能力計(jì)算</p><p>　　首先根據(jù)通過(guò)加大流量=31.2時(shí)槽中為滿(mǎn)水情況擬定i、B和H值。可計(jì)算出上下游渠道的水面線(xiàn)高程級(jí)總允許水頭損失[ΔZ]：</p><p>　　=+

50、=78.6+3.07=81.67m</p><p>　　=+=78.2+3.07=81.27m</p><p><b>　　[ΔZ]=0.4m</b></p><p>　　初步選定槽底縱坡i=1/800。因槽身長(zhǎng)度初擬值為180m，大于15倍渡槽進(jìn)口前隧洞水深，故可按下式（1-1）驗(yàn)算槽身過(guò)水能力</p><p>　　Q

51、=A （1-1）</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　Q-為渡槽的過(guò)水流量（）</p><p>　　為槽身過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（） </p><p>　　R-為水力半徑（m）</p><p><b>　　i-為槽底比降 </b></p>&

52、lt;p>　　n-為槽身糙率，鋼筋混凝土槽身可取n=0.014。</p><p>　　經(jīng)試算，選取槽身凈寬B=4.0m，通過(guò)加大流量時(shí)槽內(nèi)水深H=2.79m，槽壁糙率n=0.014。</p><p>　　過(guò)水?dāng)嗝婷娣e A=4*2.79=11.16</p><p>　　濕周 χ=4+2*2.79=9.58m</p>&l

53、t;p>　　水力半徑 R=A/χ=11.16/9.58=1.16493m</p><p>　　流量 Q=31.20256</p><p>　　計(jì)算所得流量稍大于加大流量，故滿(mǎn)足要求，再以i和B試算通過(guò)設(shè)計(jì)流量=26時(shí)的槽內(nèi)水深。設(shè)h=2.42m，則</p><p>　　過(guò)水?dāng)嗝婷娣e A=4*2.42=9.68</

54、p><p>　　濕周 χ=4+2*2.42=8.84m</p><p>　　水力半徑 R=A/χ=9.68/8.84=1.09502m</p><p>　　流量 Q=26.009</p><p>　　所得流量Q稍大于設(shè)計(jì)流量，可以滿(mǎn)足要求。試算數(shù)據(jù)如下表（2-2）：</p>

55、<p>　　表2-2 槽身水力計(jì)算試算表</p><p>　　2.3、水頭損失及水面銜接計(jì)算</p><p>　　按渡槽通過(guò)加大流量=31.2計(jì)算。</p><p>　　2.3.1、進(jìn)口漸變段水面降落值：</p><p>　　=(1+)(-)/2g+* </p><p><b>　　式中：<

56、/b></p><p>　　v--為槽身流速，v=31.2/11.16=2.7957m/s；</p><p>　　--為進(jìn)口段漸變始端斷面平均流速，=31.2/19.2489=1.614163m/s；</p><p>　　--為進(jìn)口漸變段局部水頭損失系數(shù)之和，取漸變段損失系數(shù)為0.2，門(mén)槽損失系數(shù)為0.050.2+0.05=0.25；</p>&

57、lt;p>　　--為進(jìn)口漸變段長(zhǎng)度，取=7.2m;</p><p>　　--為進(jìn)口漸變段的平均水力坡降，=（）/(),根據(jù)進(jìn)口漸變段兩端斷面的A、R和n值，求出：</p><p>　　=1/2*（0.017+0.014）=0.0155</p><p>　　=1/2*（19.2489+11.16）=15.24445</p><p>　　=

58、1/2*(1.16493+1.610307)=1.38762m</p><p>　　則 =0.00065</p><p>　　將以上各值代入，可求得：</p><p>　　=(1+0.25)()/(2*9.81)+0.00065*7.2=0.336971m</p><p>　　2.3.2、槽身段水面降落值：</p><

59、;p>　　=iL=（1/800）*180=0.225m</p><p>　　2.3.3、出口漸變段水面回升值：</p><p>　　=(1-)( (-)/(2*9.81)-*</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　--為出口漸變段末端渠道斷面平均流速，=31.2/19.2489=1.614

60、163 m/s；</p><p>　　--為出口漸變段局部水頭損失系數(shù)之和，取漸變段損失系數(shù)為0.3，門(mén)槽損失系數(shù)為0.05，=0.3+0.05=0.35；</p><p>　　--為出口漸變段長(zhǎng)度，=13.35m；</p><p>　　--為出口漸變段平均水力坡降，=（）/（），根據(jù)出口漸變段兩端斷面的A、R和n值，求出</p><p>　

61、　=1/2*（0.017+0.014）=0.0155</p><p>　　=1/2*（19.2489+11.16）=15.24445</p><p>　　=1/2*（1.16493+1.610307）=1.38762m</p><p>　　則 =0.00065</p><p><b>　　可求得 </b>&l

62、t;/p><p>　　=（1-0.35）（）/（2*9.81）-0.00065*13.35=0.164266m</p><p>　　2.3.4、總水頭損失</p><p>　　△Z=+-=0.336971+0.225-0.164266=0.397705m</p><p>　　求得的△Z值略小于允許水頭損失[ΔZ]=0.4m，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。<

63、/p><p>　　2.3.5、進(jìn)、出口高程的確定：</p><p>　　上下游渠道的渠底高程分別為：=78.6m，=78.2m</p><p>　　上下游渠道水面高程為：=78.6+2.8=81.4m，=81.0 m</p><p>　　通過(guò)設(shè)計(jì)流量時(shí)水深=2.8m；槽內(nèi)水深h=2.42m，進(jìn)口漸變段水面降落=0.337m，槽身延程水面降落=0.

64、225m，出口漸變段水面回升=0.1643m；下游渠道水深=2.8m。根據(jù)下式確定渡槽進(jìn)出口高程。</p><p>　　進(jìn)口槽底高程 =+--h =78.6+2.8-0.337-2.42=78.643m</p><p>　　進(jìn)口槽底抬高 =-=--h =78.643-78.6=0.043m</p><p>　　出口槽底高程 =-=-iL =78.64

65、3-0.225=78.418m</p><p>　　出口渠底降低 =--h =2.8-0.043-2.42=0.337m</p><p>　　出口渠底高程 =- =78.418-0.337=78.081m</p><p>　　2.4、通過(guò)設(shè)計(jì)流量時(shí)的水面銜接情況檢查 和超高檢查</p><p>　　按槽身通過(guò)設(shè)計(jì)

66、流量=26計(jì)算。</p><p>　　已知：進(jìn)口漸變段始端斷面=16.8，=1.511m，=1.54762m/s；出口漸變段末端斷面=16.8，=1.551m，=1.54762m/s；槽身過(guò)水?dāng)嗝?9.68，=1.095m，=2.686m/s。</p><p>　　2.4.1、進(jìn)口水面銜接檢查</p><p>　　=1/2*（0.017+0.014）=0.0155&

67、lt;/p><p>　　=1/2*（16.8+9.68）=13.24</p><p>　　=1/2*(1.511+1.095)=1.303m</p><p>　　則 =0.000651</p><p>　　將以上各值代入，可求得：</p><p>　　=(1+0.25)()/(2*9.81)+0.000651*7.2=0.

68、311721m</p><p>　　按通過(guò)加大流量時(shí)確定的進(jìn)出口槽底高程，計(jì)算此時(shí)上游渠道出口與槽身進(jìn)口的水位差：</p><p>　　=（78.6+2.8）-（78.2+2.42）=0.78m</p><p>　　即＜（差值為0.468m），進(jìn)口發(fā)生落水現(xiàn)象。</p><p>　　2.4.2、出口水面銜接情況檢查： </p>

69、<p>　　=1/2*（0.017+0.014）=0.0155</p><p>　　=1/2*（16.8+9.68）=13.24</p><p>　　=1/2*（1.511+1.095）=1.303m</p><p><b>　　=0.000651</b></p><p>　　=（1-0.35）（）/（2*9

70、.81）-0.000651*13.35=0.151m</p><p>　　按通過(guò)加大流量時(shí)確定的出口槽底高程和出口渠底高程，計(jì)算此時(shí)兩斷面的水位差：</p><p>　　=（78.08448+2.8）-（78.41974+2.42）=0.04474m</p><p>　　即＞（差值為0.10626m），不發(fā)生壅水。</p><p>　　2.4

71、.5、復(fù)核水面超高 </p><p>　　h/12+5=242/12=35.167(cm)＜279-242=37（cm）故滿(mǎn)足要求。</p><p>　　2.4.6、漸變段布置</p><p>　　進(jìn)出口漸變段長(zhǎng)度計(jì)算：</p><p>　　利用經(jīng)驗(yàn)公式 =C(-) 式中C-系數(shù)，進(jìn)口取C=1.5-2.0；出口取C=2.5-3.0；、

72、-渠道及渡槽槽身水面寬度。</p><p>　　=1.5(8.8-4)=7.2m；=2.5(8.8-4)=13.35m</p><p>　　圖2-1 槽身水力計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　三、槽身結(jié)構(gòu)計(jì)算</b></p><p>　　3.1、縱向結(jié)構(gòu)計(jì)算</p><p>　　3.1.1、

73、槽身剖面形式及尺寸擬定</p><p>　　參考已建工程，初定槽身結(jié)構(gòu)尺寸如下圖3.1所示，渡槽長(zhǎng)180m，每跨長(zhǎng)度選定15m，共12跨，支撐結(jié)構(gòu)選取排架形式，每節(jié)槽身由兩個(gè)排架支撐，故等同于簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　槽身橫斷面最常采用的是矩形和U形。本次設(shè)計(jì)選擇矩形渡槽斷面，渡槽無(wú)通航要求。為改善橫向受力條件槽頂設(shè)置拉桿，每隔1.5m設(shè)置一根拉桿，于渡槽拉桿上布置人行道，

74、底板寬1m，高0.1m。側(cè)墻厚度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式t/=1/12-1/16，取側(cè)墻厚度t=20cm，側(cè)墻高為=3.20m，底板地面高于側(cè)墻底緣，以減少底板的拉應(yīng)力，底板厚度為20cm，側(cè)墻和底板的連接處加設(shè)角度為的貼角。</p><p>　　根據(jù)前面計(jì)算結(jié)果，槽內(nèi)凈寬B=4m，高H=2.89m（拉桿0.1m），拉桿斷面尺寸：高*寬=10cm*10cm。具體結(jié)構(gòu)尺寸如圖3-1所示。</p><p>

75、;　　3.1.2、各類(lèi)系數(shù)的確定 </p><p>　　該渡槽屬于Ⅲ級(jí)水工建筑物，采用C25混凝土，Ⅱ級(jí)鋼筋。結(jié)構(gòu)重要系數(shù)=1.0，設(shè)計(jì)狀況系數(shù)ψ=1.0，承載能力極限狀態(tài)使得機(jī)構(gòu)系數(shù)=1.20，永久荷載分項(xiàng)系數(shù)=1.05，可變荷載分項(xiàng)系數(shù)=1.20。</p><p><b>　　槽身橫斷面圖</b></p><p>　　槽身縱斷面圖（Ⅰ-Ⅰ斷

76、面）</p><p>　　圖3-1 槽身結(jié)構(gòu)尺寸圖（單位：mm）</p><p>　　3.1.3、荷載計(jì)算 </p><p>　　縱向計(jì)算中的荷載一般按均布荷載考慮，包括槽身重力（拉桿等是少量集中荷載也換算為均布荷載）、槽中水體的重力及人群荷載，其中槽身自重、水重為永久荷載，人群荷載為可變荷載。</p><p>　　3.1.3.1、永久荷載

77、設(shè)計(jì)值： </p><p>　　永久荷載設(shè)計(jì)值=永久荷載分項(xiàng)系數(shù)×永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值（其中＝1.05）</p><p><b>　?。?）自重：</b></p><p>　　槽身斷面面積=2.68</p><p>　　槽身自重標(biāo)準(zhǔn)值=2.68*25=67</p><p>　　槽身自重設(shè)計(jì)值=

78、*=67*1.05=70.35</p><p><b>　?。?）水重：</b></p><p>　　過(guò)水?dāng)嗝婷娣e=9.64；=11.08</p><p>　　設(shè)計(jì)水深時(shí)值水重標(biāo)準(zhǔn)值（h=2.42m） =9.64*10=96.4</p><p>　　設(shè)計(jì)水深時(shí)值水重設(shè)計(jì)值（h=2.42m） =96.4*1.05=101.

79、22</p><p>　　加大水深時(shí)值水重標(biāo)準(zhǔn)值（h=2.79m） =11.08*10=110.8</p><p>　　加大水深時(shí)值水重設(shè)計(jì)值（h=2.79m） =110.8*1.05=116.34</p><p>　?。ò醇哟罅髁繒r(shí)進(jìn)行計(jì)算） </p><p>　　3.1.3.2、可變荷載設(shè)計(jì)值：</p><p>　

80、　可變荷載設(shè)計(jì)值=可變荷載分項(xiàng)系數(shù)×可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值（其中＝1.2）</p><p><b>　　人群荷載：</b></p><p>　　人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值 =2.0*1.0m=2</p><p>　　人群荷載設(shè)計(jì)值 =2*1.20=2.4</p><p>　　3.1.4、縱向內(nèi)力計(jì)算</p><

81、p>　　如圖所示單跨長(zhǎng)度15m，槽身每邊支座寬50cm，取計(jì)算跨度l=1.05=1.05*（15-1）=14.7m，槽身寬度B=4m，寬跨比l/B=14.7/4=3.675，因此可按梁法計(jì)算槽身內(nèi)力?？v向結(jié)構(gòu)計(jì)算可將矩形槽身截面概化為工字型，槽身側(cè)墻為工字梁的腹板，側(cè)墻厚度之和即為腹板厚度，b=2*20=40cm；槽身底板構(gòu)成工字梁的下翼緣（由于簡(jiǎn)支梁槽身底板處于受拉區(qū)，故在強(qiáng)度計(jì)算中不考慮底板的作用，但在抗裂驗(yàn)算中加以考慮）；側(cè)

82、墻加大部分和人行道板構(gòu)成工字梁的上翼緣，翼緣的高度為h=10+10=20cm，工字梁高為H=3.3m，翼緣的計(jì)算寬度等于與腹板厚度即=40cm?？紤]到側(cè)墻頂部和人行道寬度擴(kuò)大較小，可近似的將側(cè)墻看作矩形截面，故計(jì)算簡(jiǎn)圖可簡(jiǎn)化為3300*400mm的矩形截面（如圖3.2所示）。</p><p><b>　　縱向計(jì)算簡(jiǎn)圖</b></p><p><b>　　橫截

83、面計(jì)算簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　圖3.2 槽身縱向計(jì)算圖</p><p><b>　　跨中最大彎矩：</b></p><p>　　=1/8*（++）=1/8*（70.35+116.34+2.4）*=5107.56KN.m</p><p>　　跨中彎矩設(shè)計(jì)值：M=**ψ=5107.56 kN.m<

84、/p><p><b>　　跨端剪力設(shè)計(jì)值：</b></p><p>　　=*ψ*1/2*（++）*l=1.0*1.0*1/2*（70.35+116.34+2.4）*14.7=1389.81 kN</p><p>　　3.1.5、配筋計(jì)算 </p><p>　　簡(jiǎn)支梁跨中部分應(yīng)處于受壓區(qū)，故在強(qiáng)度計(jì)算中不考慮底板（受拉）的作用

85、；</p><p>　　側(cè)墻高度較大時(shí)，沿墻壁配置Φ6～Φ12的縱向鋼筋，其間距不宜大于30cm；因槽身底板在受拉區(qū)，故槽身在縱向按h＝1.71mm，b＝0.3m的矩形梁進(jìn)行配筋計(jì)算。</p><p>　　渡槽處于露天（二類(lèi)環(huán)境類(lèi)別），根據(jù)規(guī)范差得取混凝土保護(hù)層厚度c=35mm，預(yù)估鋼筋直徑d=20mm，鋼筋兩排布置，所以鋼筋合理作用點(diǎn)到梁受拉邊緣的距離a=c+d=35+20=55mm，截

86、面有效高度為=3300-55=3245mm。</p><p><b>　　正截面：</b></p><p>　　截面抵抗拒系數(shù)：===0.11641</p><p>　　ζ=1-=0.12411＜=0.614，不會(huì)發(fā)生超筋破壞。</p><p><b>　　縱向受力鋼筋面積：</b></p&g

87、t;<p>　　=ζb=0.12411**400*3245=6495.76</p><p>　　配筋率： ρ===0.5％＞=0.2％</p><p>　　選配鋼筋 6φ25+6φ28,=6640</p><p><b>　　斜截面：</b></p><p>　　已求得=1389

88、.81 kN，=（0.07）=3.07* kN＞</p><p>　　故按構(gòu)造要求，在兩側(cè)布置Φ8@500的雙肢箍筋。</p><p>　　3.1.6、抗裂校核</p><p>　　忽略補(bǔ)角的作用，將斷面簡(jiǎn)化為如下圖（3.3）所示</p><p>　　圖3.3 抗裂計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p>　　受彎構(gòu)件正截面在即將開(kāi)

89、裂的瞬間，受拉區(qū)邊緣的應(yīng)變達(dá)到混凝土的極限拉伸值，最大拉應(yīng)力達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度。</p><p>　　混凝土構(gòu)件的抗裂驗(yàn)算公式如下：</p><p><b>　　≤</b></p><p><b>　　≤</b></p><p>　　式中 --混凝土拉應(yīng)力的極限系數(shù)，對(duì)荷載效應(yīng)的短期組合=0.8

90、5；對(duì)荷載效應(yīng)的長(zhǎng)期組合=0.7。</p><p>　　--換算截面對(duì)受拉邊緣的彈性抵抗矩；</p><p>　　--混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　—截面抵抗矩系數(shù)，=1.55；</p><p><b>　　以及 </b></p><p>　　--換算截面重心軸慣性矩；<

91、;/p><p>　　--換算截面重心軸至受壓邊緣距離；</p><p>　　--換算截面A0對(duì)受拉邊緣的彈性抗矩，=；</p><p>　　混凝土標(biāo)號(hào)C25，鋼筋為Ⅱ級(jí)鋼筋，=3.1*105N/ mm2.=2.8* N/ mm2</p><p><b>　　==7.5</b></p><p>　　=2

92、00*3600+400*3100=1960000</p><p>　　=，b=400，=4000，h=3300，=200（mm）</p><p>　　==1597.96mm</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=1/3*400*+1/3*400+1/12*（4000-400） +（4000-

93、400）*200*</p><p><b>　　=2.619*</b></p><p><b>　　===1.54*</b></p><p><b>　　彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：</b></p><p>　　短期組合 ==（67+110.8+2）*/8=4856.62 KN.m</p

94、><p>　　=0.85*1.55*1.75*1.54*=3550 KN.m＜</p><p><b>　　長(zhǎng)期組合 =</b></p><p>　　=1.0*（67+110.8+2*0.5）*/8=4829.61 KN.m</p><p>　　=0.7*1.55*1.75*1.54*=2920 KN.m＜</p>

95、;<p>　　故均會(huì)產(chǎn)生裂縫，繼續(xù)進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算：</p><p>　　受彎構(gòu)件的鋼筋應(yīng)力：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中 --分別為由荷載標(biāo)準(zhǔn)值按荷載效應(yīng)短期組合及長(zhǎng)期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩。</p&g

96、t;<p>　　==265.17N/</p><p>　　==263.70 N/</p><p>　　受拉鋼筋有效配筋率:</p><p><b>　　===0.169</b></p><p><b>　　最大裂縫開(kāi)展寬度：</b></p><p><b&

97、gt;　　=（3c+0.1）</b></p><p><b>　　=（3c+0.3）</b></p><p>　　式中 --為構(gòu)件受力特征系數(shù)，本構(gòu)件取=1.0；</p><p>　　—為鋼筋表面形狀系數(shù)，=1.0；</p><p>　　—為荷載長(zhǎng)期作用影響系數(shù)，對(duì)短期荷載組合=1.5

98、，對(duì)長(zhǎng)期荷載組合=1.6。</p><p>　　經(jīng)查表得鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最大裂縫寬度允許值{}（二類(lèi)環(huán)境類(lèi)別），</p><p>　　短期組合為0.3mm，長(zhǎng)期組合為0.25mm。</p><p>　　短期荷載組合：=1.0*1.0*1.5*（3*35+0.1）=0.23mm＜0.3mm</p><p>　　長(zhǎng)期荷載組合：=1.0*1.0

99、*1.5*（3*35+0.1）=0.23＜0.25mm</p><p>　　故縱向抗裂滿(mǎn)足要求。</p><p>　　3.2、橫向結(jié)構(gòu)計(jì)算</p><p>　　本次設(shè)計(jì)渡槽設(shè)有拉桿，故按照滿(mǎn)槽水進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　3.2.1、荷載計(jì)算</p><p>　　延槽長(zhǎng)方向取1/5跨度即3m寬為橫向計(jì)算單元，側(cè)墻于

100、橫斷面剛性連接，拉桿與側(cè)墻固定連接，每個(gè)計(jì)算單元含拉桿2根。</p><p>　　3.2.1.1、拉桿 </p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)值：=2=2*0.01*25=0.5kN/m</p><p>　　設(shè)計(jì)值：g==1.05*0.5=0.525 kN/m</p><p>　　3.2.1.2、側(cè)墻上水壓力（水壓力呈三角分布，滿(mǎn)槽時(shí)底端有最大壓力）

101、</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)值：=hb=10*2.69*3=80.7 kN/m</p><p>　　設(shè)計(jì)值：==1.2*80.7=96.84 kN/m</p><p>　　3.2.1.3、底板</p><p>　　自重標(biāo)準(zhǔn)值：==0.2*3*25=15 kN/m</p><p>　　自重設(shè)計(jì)值：g==1.05*15=15

102、.75 kN/m</p><p>　　3.2.1.4、底板上水壓力（水壓力呈均勻分布，滿(mǎn)槽時(shí)假設(shè)水面與拉桿中心線(xiàn)重合）</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)值：=hb=10*2.69*3=80.7 kN/m</p><p>　　設(shè)計(jì)值：q ==1.2*80.7=96.84 kN/m</p><p>　　3.2.1.5、人群荷載（人群荷載換算成作用于中心軸

103、線(xiàn)上的集中荷載）</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)值：=2*3=6kN</p><p>　　設(shè)計(jì)值：P== 7.2kN</p><p><b>　　計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：</b></p><p>　　圖3.4 橫向計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p>　　3.2.2、橫向結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算</p><p>

104、;　　圖3.5 M-橫向結(jié)構(gòu)彎矩圖（kN.m）</p><p>　　圖3.6 Q-橫向結(jié)構(gòu)剪力圖（kN）</p><p>　　圖3.7 N-橫向結(jié)構(gòu)軸力圖（kN）</p><p>　　使用力學(xué)求解軟件，求的橫向結(jié)構(gòu)內(nèi)力簡(jiǎn)圖如上圖（圖3-5、3-6、3-7），具體內(nèi)力如下：</p><p><b>　　內(nèi)力計(jì)算</b

105、></p><p>　　桿端內(nèi)力值 ( 乘子 = 1)</p><p>　　桿端 1 桿端 2</p><p>　　單元碼 軸力 剪力 彎矩 軸力 剪力 彎矩</p>

106、<p>　　1 123.186159 236.439000 -103.276905 123.186159 -236.439000 -103.276905</p><p>　　2 -4.70250000 123.186159 -103.276905 -4.70250000 -19.1686401 -20.1250038</p>

107、<p>　　3 19.1686401 -4.70250000 -20.1250038 19.1686401 -3.60000000 -28.8426288</p><p>　　4 19.1686401 3.60000000 -28.8426288 19.1686401 4.70250000 -20.1250038</p>

108、<p>　　5 -4.70250000 19.1686401 -20.1250038 -4.70250000 -123.186159 -103.276905</p><p>　　3.2.3、配筋計(jì)算</p><p>　　3.2.3.1、底板配筋與抗裂校核：（按底板中部彎矩配筋）</p><p>　　采用C25混凝土，＝12.

109、5N/mm2，Ⅱ級(jí)鋼筋，==310N/mm2 ，M=144.98 kN.m，N=123.19 kN。鋼筋保護(hù)層厚度c=30mm，預(yù)估鋼筋直徑d=12mm，則有a=c+d/2=36mm=，h=200mm，=h-a=164mm。</p><p>　　=M/N=144.98/123.19=1.18m＞h/2-a=64mm，故按大偏心受拉構(gòu)件配筋,底板上側(cè)受拉，鋼筋面積為，下側(cè)鋼筋，e=-h/2+a=1180-100+3

110、6=1116mm。</p><p><b>　　==0.614</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　由上式得=＜0，說(shuō)明要按最小配筋率配筋。</p><p>　　=b=0.2％*3000*164=984</p><p>　　選配4φ18@200

111、（=1018）</p><p><b>　　==0.1365</b></p><p>　　ε=1-=0.1474</p><p><b>　　===4419</b></p><p>　　選配4φ28+8φ18@200（=4499）=?...98/123.19 -----------------<

112、;/p><p>　　ρ===0.914％＞=0.20％，滿(mǎn)足要求。</p><p>　　裂縫寬度驗(yàn)算：驗(yàn)算跨中截面的裂縫，先考慮短期組合，近似取短期組合彎矩標(biāo)準(zhǔn)值=M/=144.98/1.05=138.08 kN.m，則有</p><p><b>　　鋼筋應(yīng)力：</b></p><p>　　===215.1N/</p&

113、gt;<p><b>　　有效配筋率計(jì)算：</b></p><p><b>　　===0.021</b></p><p>　　為構(gòu)件受力特征系數(shù)，本構(gòu)件取=1.0；為鋼筋表面形狀系數(shù)，=1.0；為荷載長(zhǎng)期作用影響系數(shù)，對(duì)短期荷載組合=1.5，對(duì)長(zhǎng)期荷載組合=1.6。最大允許裂縫寬度{}：短期取0.30，長(zhǎng)期取0.25（mm）。<

114、;/p><p><b>　　=（3c+0.1）</b></p><p>　　=1.0*1.0*1.5*（3*30+0.1*）=0.292mm＜0.30mm，故抗裂符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　3.2.3.2、側(cè)墻配筋與抗裂校核</p><p>　　由內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)圖得知，側(cè)墻與底板的固結(jié)處彎矩和剪力均達(dá)到最大，其值分別為=

115、103.28 kN.m，=123.19 kN。</p><p>　　彎矩設(shè)計(jì)值M=Ψ=103.28 kN.m</p><p>　　剪力設(shè)計(jì)值Q=Ψ=12.19 kN</p><p>　　正截面：鋼筋保護(hù)層厚度c=30mm，預(yù)估鋼筋直徑d=12mm，則有a=c+d/2=36mm。</p><p>　　截面抵抗拒系數(shù)：===0.1229</

116、p><p>　　ζ=1-=0.13153＜=0.614，不會(huì)發(fā)生超筋破壞。</p><p><b>　　縱向受力鋼筋面積：</b></p><p>　　=ζb=0.13153**3000*164=3852</p><p>　　配筋率： ρ===0.7％＞=0.2％，滿(mǎn)足要求。</p><p&

117、gt;　　按板進(jìn)行配筋計(jì)算，由于計(jì)算單元寬b=3m，故每米需要配筋面積=/3=1284，選配4φ16+2φ18（=1313）</p><p>　　斜截面：=0.07=0.07*12.5*3000*164=430.5kN＞Q=1.2*123.19=147.83 kN，故只需按構(gòu)造配置鋼筋，根據(jù)規(guī)范要求可選配φ8@200的箍筋。</p><p><b>　　側(cè)墻的抗裂校核：</

118、b></p><p>　　驗(yàn)算貼腳頂端處截面的裂縫，先考慮短期組合，由于只有活載，則=M/=92.952 kN.m，M為貼腳處的彎矩設(shè)計(jì)值，可近似假設(shè)彎矩為線(xiàn)性分布按比例求出，則有</p><p><b>　　鋼筋應(yīng)力：</b></p><p>　　===165.4N/</p><p><b>　　有效配

119、筋率計(jì)算：</b></p><p><b>　　===0.0182</b></p><p>　　為構(gòu)件受力特征系數(shù)，本構(gòu)件取=1.0；為鋼筋表面形狀系數(shù)，=1.0；為荷載長(zhǎng)期作用影響系數(shù)，對(duì)短期荷載組合=1.5，對(duì)長(zhǎng)期荷載組合=1.6。最大允許裂縫寬度{}：短期取0.30，長(zhǎng)期取0.25（mm）。</p><p><b>

120、　　=（3c+0.1）</b></p><p>　　=1.0*1.0*1.5*（3*30+0.1*）=0.223mm＜0.30mm，故抗裂符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　3.2.3.3、拉桿的配筋計(jì)算</p><p>　　跨中彎矩 M=28.84 kN.m，軸力N=19.17 kN。拉桿所承受的剪力很小，可不進(jìn)行斜截面強(qiáng)度計(jì)算。鋼筋保護(hù)層厚度c=25