渡槽箱形梁結(jié)構(gòu)計算書(11.18)

1、、槽身縱向內(nèi)力計算及配筋計算根據(jù)支承形式，跨寬比及跨高比的大小以及槽身橫斷面形式等的不同，槽身應力狀態(tài) 與計算方法也不同，對于梁式渡槽的槽身，跨寬比、跨高比一般都比較大，故可以按梁理論計算。槽身縱向按正常過水高程計算本渡槽設(shè)計水位高程取60cm。4-4-圖11槽身橫斷面型式單位：mm1、荷載計算根據(jù)設(shè)計擬定，渡槽的設(shè)計標準為 5級，使用年限50年所以渡槽的平安級別川級，那么平安系數(shù)為丫 0=0.9 DL-T 5057 -2021標準，C30混凝土重度為丫 =25kN/ni 根據(jù)水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標準 DL-T 5057-2021: 條，正常運行期為持久狀況，其設(shè)計狀 況系數(shù)為書=1.0，荷載分

2、項系數(shù)為：永久荷載分項系數(shù)丫g=1.05，可變荷載分項系數(shù)丫q=1.20 ?水工建筑物荷載設(shè)計標準?DL5057 -1997標準，結(jié)構(gòu)系數(shù)為丫 d=1.2 DL-T 5057 -2021 標準?？v向計算中的荷載一般按勻布荷載考慮， 包括槽身重力欄桿等小量集中荷載也換算為勻布的、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，而人群荷載 為可變荷載1槽身自重:er2.3+0.7標準值:Gk=YoY( V1+2V2+V)=0.9 X 1X 25X (0.15 XX 0.25 X 2+1.4 X 0.2)=21.94(kN/m)G= y gX g1k=1.05 X 21.94=23.04 (

3、 kN/m)(a) 面板自重設(shè)計值：gi=YGYo» 丫X 1X25X(0.15X2.3)=8.15 (kN/rj)(b) 腹板自重設(shè)計值：g=YGY°t 丫X 1X25X (0.25X0.7) X 2=8.27 (kN/m(c )底板自重設(shè)計值：gYGYo 丫V3X 1X25X(1.4X0.2)=6.62 (kN/m(2) 水重：標準值:G2k= 丫。屮丫 V4=0.9 X 9.81 X 1X(0.6 X 0.9 ) =4.77 (kN/m)設(shè)計值：G=y gX g2k=1.05 X 4.77=5.01 (kN/m)(3) 欄桿荷載：本設(shè)計采用大理石欄桿，大理石的容重丫1

4、=28kN/m3,緣石采用C30混凝土預制，C25混凝土重度為丫 =25kN/m。標準值：G=yo 丫15+丫。屮 丫 V6=0.9X1X 28X2X (0.5 X 0.16X0.16X5-10)+0.8X0.16 +0.9 X 1 X 25X2X (0.16 X 0.3)=8.92( kN/m)設(shè)計值：G3=y gX g2k=1.05 X 8.92=9.37 ( kN/m)根據(jù)?城市橋梁設(shè)計荷載標準?(CJJ77-98)標準要求：橋上人行道欄桿時，作用在欄桿扶手上的活載，豎向荷載采用1.2kN/m ;水平向外荷載采用1.0kN/m。兩者分別考慮，不得同時作用。標準值：Q欄桿豎向=1.2 (k

5、N/m)設(shè)計值：Q1=1.2 X 1.2=1.44 (kN/m)(4) 人群荷載：根據(jù)?城市橋梁設(shè)計荷載標準?(CJJ77-98)標準要求：梁、桁、拱及其他大跨結(jié)構(gòu)的人群荷載w,可按以下公式計算，且3值在任何情況下不得小于2. 4kPa。當跨徑或加載長度I v 20m時：4.52020式中：一單位面積上的人群荷載kPa；加載長度m，本設(shè)計中跨徑為10mp 單邊人行道寬度m;在專用非機動車橋上時宜取1/2橋?qū)? 當1/2橋?qū)挻笥?m時應按4m計，本設(shè)計寬度為2.3m。20 234.5 乙 4.24kPa20標準值：Q1k=4.24 X 1.0=4.24 (kN/m)設(shè)計值：Q3=1.2 X 4.

6、24=5.09 (kN/m)2、內(nèi)力計算可按梁理論計算，沿渡槽水流方向按簡支或雙懸臂梁計算應力及內(nèi)力:9100圖1 2 槽身縱向計算簡圖及荷載圖單位： mm計算長度 1=1 n+a=8.8+0.6=9.4 ( m)1=1.051n=1.05 X 8.8=9.24(m)所以計算長度取為9.24m圖13 剪力圖及彎矩圖跨中彎矩設(shè)計值為(q1+q2+G+G+Q+Q)l2-X 43.95 X 9.2428=469.04 (kN.m)1跨端剪力設(shè)計值 V= (q計q+G+G+Q+Q) I 21= 丄 X 43.95 X 9.24=203.05 ( kN)23、正截面的配筋計算將渡槽簡化為h=1.05m、

7、b=1.4m的I形梁進行配筋,采用C25混凝土及HRB40C鋼筋。該底板處于露天且長期處于水環(huán)境二類環(huán)境條件，根據(jù)?水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標準28DL-T 5057-2021?標準要求，鋼筋混凝土保護層厚度為c=35mm估計受拉鋼筋要排成兩層，所以 c=70mm,估計鋼筋直徑 d=20mm考慮雙筋，a=c+1/2d=45mm ho=1050-80=970mm(2 1)rd=1.2。IMfcbxg X) fc(bf b)hf(h0 )2 2fyAsfc hob fc(bf b)hf( 2 2)式中M彎矩設(shè)計值，按承載能力極限狀態(tài)荷載效應組合計算，并考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)丫 0及設(shè)計狀況系數(shù)書在內(nèi)；M u

8、截面極限彎矩值；丫Y=YdXY o X , 丫 =1.2X0.9X1=1.08 K=1.15承載力平安系數(shù)fc混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值，混凝土選用C25,那么fc=11.9N/mmb截面寬度；x混凝土受壓區(qū)計算高度；h0截面有效高度；fy鋼筋抗拉強度設(shè)計值，選用 HRB4000那么fy=360N/mm；As受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積；bf I形截面受壓區(qū)的翼緣計算寬度； h'f I形截面受壓區(qū)的翼緣高度。IhfKM 1.15 469.04 539.40kN m fcbfhf hb 一3674.42kN m2按第一種T形截面計算。根據(jù)以上各式，計算受彎鋼筋計算如下:0.021 aSb 0.3

9、43 (按單筋截面計算)KM=1.15 469.04 106' 2fcbfh。11.9 2300 970112s 0.02 0.85 b 0.44Asfcbf hofy11.9 2300 0.02 9703602、1474.94(mm)As1474.94bh01400 970min0.20%受拉鋼筋按最小配筋率計算：A=1400X 970X 0.002=2716mm受拉鋼筋選920，其實際A=2827 (mri),受壓鋼筋按照構(gòu)造配置。4、斜截面承載力及抗扭配筋計算 V=203.05kN, hw h 07 =1.4 < 4, b b 0.5KV 203.05 1.15233.51

10、kN0.25fcbh00.25 11.9 500 970 1442.88kN截面尺寸滿足抗剪要求。(a) 抗剪腹筋計算Vc 0.7 ftbh00.7 1.27 500 970431.17kN KV 233.51kN,故不需要進行斜截面抗剪計算，按構(gòu)造要求配置腹筋。815 0 即S ma=400mm(h=1050mm>800mm) ,s=150mm<=400mm。箍筋選用雙肢©Av=101m2配筋率 y &1010.135% 0.10%bs 500 150(b) 抗扭腹筋計算扭矩設(shè)計值：T=M=469.04( kN.m),虹 - 0 =1.4 < 4, b b

11、 0.5腹板Wtwh厶,3h b)50026(3 1050 500)110.42 106mm3'2hf沁b)(2300500)6.75 106mm3整個截面受扭塑性抵抗矩為:Wt WtW Wt' 110.42 106 6.75 106 117.17 106mm3hw ho hf 970 150 820mmhw8201.646b500KVKT3203.05 10539.40103bhbWt500 970117.171060.425 0.25fc 0.25 11.9 2.98N / mm2截面尺寸滿足要求KVbh°KTWt0.4250.7 ft0.7 1.270.89N

12、/ mm2，可不用對該構(gòu)件進行剪扭承載力計算，僅需按構(gòu)造要求配置鋼筋。匕妙 b 2c 5002 35430mm，hcor h 2c 1050 2 35980mmucor 2(bcor hcor)2(430 980)2820mm2Acor bcorhcor 430 980421400mm分配I形截面的扭矩Ww110.42Tw T469.04 442.02kN mWt117.17Wt；6.75Tf469.04 27.02kN mWt117.17KV 203.05kN m 0.35 fth0b 0.35 1.27 980 500217.805kN m故可不計剪力V的影響KT 539.40kN m 0

13、.175 ftWt 0.175 1.27 117.1726.04N m故只需按受彎構(gòu)件的正截面受彎和純扭構(gòu)件的受扭分別進行承載力計算。設(shè) 1.2，Ast1sKT_0.35ftW_ 539.4。106 0.35 佃計.17 106 2.431.2、fyvAor1.21.2 360 421400按最小配筋率sc,min0.20%sv,min b20.002 500 20.5mm /mm因此，抗扭箍筋應按最小配箍筋率要求配置。選用©8 (Ati=50.3mm), s=50.3 -0.5=100.6mm,取 s=100mm 選用雙肢© 8100抗扭箍筋。(c) 抗扭縱筋計算Ast1

14、fyvAstlUcor 1.2 360 50.3 2820 1702.15mm2st min bh 1050mm2 ,滿足要fyS360 100求。頂梁高度較大(h=1050mm)上層縱筋 1/3Ast1 =1702.15 - 3=567.38mm,選用 4_£ 14(A=615m2)，中層縱筋 1/3Ast1 =1702.15-3=567.38mr2，選用 4蟲 14 (A=615m2)，下 層縱筋 1/3Ast1 =1702.15 - 3+2716=3283.38mm,選用 11生20 (A=3456.2mm)(d) 翼緣抗扭鋼筋計算受壓翼緣不計V的影響，按純扭計算。bcorbf

15、b2c 2300 500 2 351730mm，corhf 2c 150 2 35 80mmucor2(bcorhcor)2(1730 80)3620mmAcorcor cor1730 80138400mm2箍筋計算:Ast1KTf 0.35 ftWtf1.1527.021060.3561.27 6.75 1020.42mm / mms12.fyv Acor1.21.236013840050 3選用© 8 箍筋，那么 s 119.76mm ,取 s=100mm0.42svnAsv1bs2 50.3500 1000.201%min0.20%，滿足最小配筋率要求?？v筋計算：Ast1fyv

16、 Ast1ucorfyS1.2 0.42 沁空 1824.48mm2360stAsvbh1824.480.36%500 150min0.20%，滿足最小配筋率要求。鋼筋選12也14，其實際As=1846.8 (mm)、槽墩內(nèi)力計算及配筋計算1圓柱形中墩配筋計算圓形中墩直徑d=1200mm柱高l=6510mm 保護層厚度c=35mm(1)圓形槽墩自重：25X 0.25 X 0.62XnX 6.51=183.97kN ; 槽墩以上荷載(渡槽荷載及墩座荷載)：439.5+32.886=472.39kN ;(3)荷載設(shè)計值產(chǎn)生軸向壓力 NG=183.97+439.5+32.886=656.35kN,(

17、2)1 0=0.51=6510 - 2=3255mm,長細比入=l/d=3255/1200=2.7<12,=1 (根據(jù)鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)表) 核心面積直徑 dcor=d-2c=1200-2 X 35=1130 柱截面面積 A=1/4n d2=1130400mmm:弓核心面積 Acor=1/4 n dcor2=1002366.5mm2>2/3A=(753600mmm)(8) AsKN %1.15 656.35 1000 1 11.9 1002366.51 360N不滿足要求，圓形墩鋼筋柱按照構(gòu)造法布置縱向鋼筋配筋率min =0.55%,0N m那么 = min X Ao

18、r=0.0055 X 1002366.5=5513.01mn2,圓形墩縱向鋼筋選取18A20(A=5655.6mm),箍筋選用© 82002、墩根底配筋計算墩根底尺寸：高5 1000mm寬2200m 長2200m 保護層厚度35mm(1) 永久荷載標準值產(chǎn)生的軸心壓力：N 1=656.35-25 X 0.6 2XnX 1=628.09kN(2) 荷載設(shè)計值計算的基底凈反力值(扣除根底自重及其上的水重)Pn628.092.2 2.2129.77kPaM1 直(a hc)2(2b bc)129.77 (2.2 1.2)2 (2 2.2 1.2)30.28kN m2424根底底板受力鋼筋截面面積:AsKM 10.9® fy1.15 30.28 1060.9 (1000 35) 3602111.37mmAsbh111.371000 22000.005%min0.15%按照最小配筋率計算As2minbh 0.0015 1000 22003300mm選用22 14 (A實際=3385.8mr2)，由于根底地面為正方形，底板另外一方向的受力鋼筋截面積相同，其配筋一致3 、墩帽配筋計算墩根底尺寸：高600mm寬1200m 長1800m 保護層厚度35mm(1