學(xué)士渡槽畢業(yè)設(shè)計(jì)

PAGE6 第一章設(shè)計(jì)基本資料1、工程概況及簡介1.1、工程概況：某縣佛嶺水庫灌區(qū)引水干渠經(jīng)黃家溝時(shí)需修建一座輸水建筑物，經(jīng)過填方渠道、倒虹吸和渡槽三種方案比較。決定修建渡槽。干渠控制灌區(qū)農(nóng)田面積6.5萬畝，工程為Ⅲ等工程，主要建筑為3級。1.1.1、地形：黃家溝頂寬約110m，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(jì)作物。耕作深度為1.0m。1.1.2、地質(zhì)：溝內(nèi)周口店期黃土層，干重度為13－14KN/m3。Φ＝21。，C＝24KPa，地基承載力[R]＝290Kpa，基礎(chǔ)與地基摩擦系數(shù)f＝0.31。1.1.3、上、下游渠道資料：上游渠底高程為m，Q設(shè)＝4.4m3/s，k加大＝0.25，Q加大＝5.5m3/s，i＝1/3500，渡槽上、下游渠道，渠底寬2.5m，糙率n＝0.017。內(nèi)、外邊坡分別為1:10和1:15，該渡槽規(guī)劃時(shí)允許水頭損失為0.25m，水力要素如表1－1。渡槽糙率為0.015。表1－1上、下游渠道過水?dāng)嗝嫠σ兀毫髁浚╩3/s）縱坡i底寬b（m）流量v（m3/s）堤高H（m）邊坡糙率n水深h（m）超高△H（m）渠口寬b（m）Q設(shè)＝4.41/35002.50.861.831:11:1.50.0171.330.56.16Q加大＝5.51/35002.50.122.001:11:1.50.0171.500.56.501.1.4、建筑材料及安全系數(shù)：該工程主要的建筑材料為水泥、混凝土、鋼筋等?；炷林囟萺c＝24KN/m3，溫度膨脹系數(shù)dc＝1.0×10－51/℃,混凝土其他特性性能指標(biāo)見表1－2。采用Ⅰ和Ⅱ級鋼筋，Ⅰ級鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=fy’=210N/mm2。強(qiáng)度模量Es＝2.1×105N/mm2,Ⅱ級鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=fy’=310N/mm2,強(qiáng)度模量Es＝2.1×105N/mm2。鋼筋混凝土重度r＝35KN/m3。構(gòu)件裂縫寬度允許值，短期組合[Wmax]＝0.3mm，長期組合[Wmin]＝0.25mm。表1－2混凝土特性指標(biāo)：（單位N/mm2）混凝土強(qiáng)度等級軸心抗壓軸心抗拉彈性模量Ec標(biāo)準(zhǔn)值fck設(shè)計(jì)值fc標(biāo)準(zhǔn)值fck設(shè)計(jì)值fcC2013.510.01.501.102.55×104C2517.012.51.751.302.8×104漿砌采用M15砂漿砌塊石。1.1.5、工程回填土及地基力學(xué)特性根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)果如下：rc＝16KN/m3；Φ＝20.8。；C＝23Kpa，修正后地基承載力特性值fa=290Kpa。基礎(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。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。機(jī)構(gòu)重要性系數(shù)為r0＝1，短暫設(shè)計(jì)狀況系數(shù)ψ＝0.95，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。其他荷載：人群荷載：2.0kN/m2(人行橋上的活荷載)基本荷載：0.35kN/m2(風(fēng)壓)氣象：最高日平均氣溫30℃，最低日平均氣溫0℃，不考慮凍土深度。施工條件：采用裝載式鋼筋混凝土渡槽，預(yù)制吊裝。1.2、設(shè)計(jì)要求：按初步設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，局部可深入考慮。進(jìn)行渡槽總體布置，包括槽身、支撐、基礎(chǔ)等機(jī)構(gòu)型式的選擇。水力計(jì)算槽身設(shè)計(jì)支承機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)1.3、主要參考書：《水工設(shè)計(jì)手冊》《渡槽》《設(shè)計(jì)圖集》《建筑結(jié)構(gòu)》《工程力學(xué)》《水力學(xué)》《土力學(xué)》《工程制圖》《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》

渡槽總體布置渡槽總體布置的主要內(nèi)容包括槽址選擇、形式選擇、進(jìn)出口布置、基礎(chǔ)布置。渡槽總體布置基本要求：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(jìn)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。1、槽址選擇1.1、注意問題：1、槽身長度短、基礎(chǔ)低，降低功工程造價(jià)。2、軸線短、順直、進(jìn)出口避免急轉(zhuǎn)彎，布置在挖方處。3、渡槽軸線盡量和河道正交。4、少占耕地、少拆民房。1.2、在選擇槽址時(shí)，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(shí)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。2、結(jié)構(gòu)選型2.1、槽身的選擇：槽身的橫斷面型式有矩、U形、圓形和拋物線形，其中常用的是矩形和U形。本設(shè)計(jì)中Q設(shè)＝4.4m3/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(diǎn)，施工方便，故選用矩形渡槽。又因黃家溝無常年流水，故可設(shè)拉桿以減少側(cè)墻厚度。2.2、支承選擇：該渡槽地址處溝深約8米，跨度較大（約110m），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。3、平面總體布置本設(shè)計(jì)布置等跨間距為8m的單排架共13跨，矩形渡槽采用簡支，上下游漸變段各8m與梯形混凝土渠首相連。渡槽全長120m，槽上根據(jù)交通要求設(shè)人行橋，凈寬0.85m。拱墩臺及排架基礎(chǔ)墩均采用漿砌石護(hù)坡。總體布置圖見圖2－1所示。水力計(jì)算1、槽身過水?dāng)嗝娉叽鐢M定1.1、尺寸擬定：選定縱坡i＝1/600，底寬B＝2.0m。糙率n＝0.014，Q設(shè)＝4.4m3/s，Q加＝5.5m3/s。因槽長大于15－20倍槽內(nèi)水深，故按明渠均勻流計(jì)算。計(jì)算結(jié)果：Q設(shè)＝4.4m3/s時(shí)，h設(shè)＝1.15m；Q加＝5.5m3/s時(shí)，h加＝1.36m。B/h分別為1.74和1.47，根據(jù)工程特殊情況，側(cè)墻加厚，寬深比適當(dāng)提高滿足要求。超高：h/12+5=115/12+5=14.6(cm)<136-115＝21(cm)，故H＝1.36+0.1=1.46(cm)(考慮拉桿高)。1.2、輸水水頭高：通過渡槽的輸水水頭損失，包括進(jìn)出口水頭損失、槽身沿程水頭損失與進(jìn)出口水面回升三方面，詳見圖3－1所示。進(jìn)出口水頭損失Z：水流過渠道漸變段進(jìn)入槽身時(shí)，流速增大，水面發(fā)生降落。工程中常近似按淹沒寬頂堰計(jì)算：（3－1）式中K1－進(jìn)口段按局部水頭損失系數(shù)，與漸變段形式有關(guān)，扭曲面為0.1，八字面為0.2，圓弧直墻為0.2，急變形式為0.4；V、V0＝槽身與上下游渠道的流速，m/s；G－重力加速度，取9.8m/s2.具體計(jì)算見表3－1所示。槽身沿程水頭損失Z1：水流經(jīng)過全槽后水面發(fā)生降落，按明渠均勻流計(jì)算：Z1＝IL（3－2）L－槽身長度，L＝13*8＝104（m）;I－槽身坡降，要經(jīng)方案比較，使水頭損失滿足規(guī)劃要求，并注意到前面已假定了i＝1、600，比較時(shí)可取1/500、1/700、1/650。詳見表3－1。出口水面回升：水流經(jīng)槽身、渠道出口漸變段進(jìn)入下游渠道因流速減少，部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能，水面回升：（3－3）K2－出口局部水頭損失系數(shù)，取0.2：V－槽身流速，m/s：V1－下游渠道流速，m/s。1.2.4、總水頭損失：△Z＝Z+Z1-Z2(3－4)規(guī)劃中允許水頭損失為0.2m，計(jì)算值應(yīng)等于或略小于此值，具體計(jì)算見表3－1。表3－1輸水水頭損失計(jì)算：計(jì)算情況ihW(m)X(m)R(m)Q(m3/s)V(m/s)Z(m)Z1(m)Z2(m)△Z(m)設(shè)計(jì)1/5501.142.284.480.5094.41.930.1680.1890.1140.243校核1/5501.322.644.640.5685.52.080.1920.1890.1420.239設(shè)計(jì)1/6001.152.34.30.6984.41.910.1630.1730.1190.217校核1/6001.362.724.720.5765.52.020.182001730.1320.223設(shè)計(jì)1/6501.182.364.360.5414.41.860.1530.160.1110.202校核1/6501.412.824.820.5855.51.950.1660.160.1210.205設(shè)計(jì)1/7001.222.44.40.5494.41.810.1420.1490.1040.187校核1/7001.442.884.880.595.51.910.1570.1490.1140.192注：本設(shè)計(jì)進(jìn)出口采用扭曲面式翼墻，在計(jì)算Z時(shí)，取0.1。表3－1中已完成計(jì)算，通過計(jì)算，用允許水頭損失作為一個(gè)重要指標(biāo)，當(dāng)i＝1/600，△Z＝0.217小于規(guī)劃允許的水頭損失0.25m，所以初步選定的斷面尺寸符合規(guī)劃要求。2、渡槽進(jìn)出口的底部高程確定為了時(shí)渡槽與上下游渠道高程水面平順連接，合理利用水頭損失而不影響過水能力，渡槽進(jìn)出口渠底的降低要與水流情況相適應(yīng)。進(jìn)口抬高值：y1＝h1-Z-h2＝1.33-0.163-1.15=0.017(m)出口降低值：y2＝h3-Z2-h2＝1.33-0.119-1.15＝0.061(m)進(jìn)口槽底高程：▽1＝▽3＋y1＝550.1+0.017＝550.12（m）出口槽底高程：▽2＝▽1－Z1＝550.12-0.173＝549.95（m）出口槽底高程：▽4＝▽2－y2＝549.95-0.061＝549.89（m）具體計(jì)算結(jié)果見圖3－1。圖3－1渡槽水力計(jì)算圖：3、進(jìn)出口漸變段水流通過渡槽，由于槽身寬與渠寬不一致，為了使水流能平順過渡，渡槽進(jìn)出口常采用漸變段銜接。本設(shè)計(jì)中采用扭面，參照武漢水利電力學(xué)院主編的《水工建筑物》計(jì)算漸變段長度：進(jìn)口段：L1>4h＝4×1.33＝5.32（m），取8m。出口段：L2>6h＝6×1.33＝9.98（m），取8m。PAGE45槽身設(shè)計(jì)1、槽身斷面尺寸擬定1.1、尺寸擬定：根據(jù)前面計(jì)算結(jié)果，槽內(nèi)凈寬B＝2.0m，高H＝1.46m（拉桿0.1m），其他尺寸按下面計(jì)算確定。該渡槽無通航要求，槽頂設(shè)拉桿，間距2m，側(cè)墻厚度t按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)t/h=1/12～1/16確定。H為側(cè)墻高1.46m，t＝（1/12～1/16），H＝0.12～0.09m。取t＝15cm。渡槽要滿足行人要求，故在拉桿上設(shè)置人行板，板寬取85cm，厚10cm，底板厚15cm，砌其斷面尺寸如圖4－1所示。圖4－1槽身斷面圖：（單位：cm）2、荷載及荷載組合2.1、荷載計(jì)算：2.1.1、永久荷載設(shè)計(jì)值：永久荷載分項(xiàng)系數(shù)rG×永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值Gk（其中rG＝1.05）2.1.2、可變荷載設(shè)計(jì)值：可變荷載分項(xiàng)系數(shù)rQ×可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值Qk（其中rQ＝1.2）按沿水流方向與垂直水流方向取單位長度來計(jì)算。計(jì)算結(jié)果見表4－1。槽身是一種空間薄壁結(jié)構(gòu)，受力較復(fù)雜，在實(shí)際工程中，近似的分為縱向及橫向兩部分進(jìn)行平面結(jié)構(gòu)計(jì)算。表4－1槽身荷載計(jì)算：（單位：G－KN；g－KN/m）荷載種類標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)值計(jì)算式大小計(jì)算式大小1、側(cè)墻重G1k＝25×0.15×1.716.413G1＝1.05×6.4136.734附表4－1槽身荷載計(jì)算：沿水流方向Q11k＝6.4136.413Q1k＝1.05×6.4136.734垂直水流方向Q12k＝6.413/0.1542.75Q12＝1.05×42.7544.892、拉桿重G2k＝25×（0.12×2＋0.12）0.75G2＝1.05×0.750.79沿水流方向Q21k＝0.75×(5/8)0.47Q21＝0.47×1.050.49垂直水流方向Q22k＝0.47/20.24Q22＝1.05×0.240.253、人行板重G3k＝25×0.85×0.12.13G3＝1.05×2.132.24沿水流方向Q31k＝2.132.13Q31＝1.05×2.132.24垂直水流方向Q32k＝2.13/0.852.51Q32＝1.05×2.512.644、底板重G4k＝25×（2×0.15＋0.152＋0.3×0.1）8.81G4＝1.05×8.819.25沿水流方向Q41k＝8.818.81Q41＝1.05×8.819.25垂直水流方向Q42k＝8.81/24.405Q42＝1.05×4.4054.6215、設(shè)計(jì)水重G5k＝9.8×（1.15×2-0.152）22.32G5＝1.05×22.3223.435沿水流方向Q51k＝22.3222.32Q51＝1.05×22.3223.435垂直水流方向Q52k＝22.32/211.16Q52＝1.05×22.3223.4356、校核水重G6k＝9.8×（1.36×2－0.152）26.44Q6＝1.05×26.4427.76沿水流方向Q61k＝26.4426.44Q61＝1.05×26.4427.76垂直水流方向Q62k＝26.44/213.22Q62＝1.05×13.2213.887、人群重G7k＝2.0×0.811.62G7＝1.2×1.621.94沿水流方向Q71·k＝1.621.62Q71＝1.2×1.621.94垂直水流方向Q72k＝1.62/0.851.91Q72＝1.2×1.912.298、欄桿重G8k＝1.81.8G8＝1.05×1.81.89沿水流方向Q81k＝1.81.8Q81＝1.05×1.81.89垂直水流方向Q82k＝1.8/0.852.12Q82＝1.05×2.122.223、橫向結(jié)構(gòu)計(jì)算3.1、受力情況分析：由于槽身在欄桿之間的斷面核設(shè)置欄桿處的斷面變位相差甚微，故仍可沿槽身縱向取1.0m常的脫離體，按平面問題進(jìn)行橫向計(jì)算。作用在脫離體上的荷載兩側(cè)的剪力差（△Q＝Q2－Q1）繼續(xù)平衡，側(cè)墻與底板交結(jié)處可視為鉸接，沿中心線切口處可視為上下移動(dòng)的雙鏈桿支座，計(jì)算簡圖如4－2所示。由于側(cè)墻與底板等厚，接B/H＝（2.0+0.3）/1.46=1.58，在1.25～1.67之間，槽內(nèi)水位取至拉桿中心作為控制條件，槽頂荷載產(chǎn)生集中力P0和力矩M0。按標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算分別為：Pk0＝1/2×（Q21k+Q31k+Q71k＋Q81k）＝1/2×（0.47+2.13+1.62+1.8）＝3.01（KN）Mk0＝1/2×3.01×（2.0/2+0.15/2）=1.62(KN.m)按設(shè)計(jì)荷載計(jì)算分別為：P0＝1/2×（Q21+Q31+Q71＋Q81）＝1/2×（0.49+2.24+1.94+1.89）＝3.28（KN）M0＝1/2×3.28×（2.0/2+0.15/2）=1.73(KN.m)圖4－2槽身橫向計(jì)算簡圖：3.2、拉桿軸向力計(jì)算：簡化后結(jié)構(gòu)為一次超靜定結(jié)構(gòu)，因力法計(jì)算拉桿拉為X1，亦可按下式直接計(jì)算，按標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算分別為：（4－1）式中Xk1－單位槽長拉桿軸向拉力，KN；H－拉桿中心線至底板距離，H＝1.51m；Qk1－側(cè)墻底部靜水壓強(qiáng)，KPa；L－兩側(cè)墻中心線間距之半，L＝（2.0+0.15）/2=1.075(m)；Qk2－底板上均勻荷載強(qiáng)度，KN/m。Qk2＝rct＋rH＝25×0.15+9.8×1.51＝18.55（KN/m）Iab、Iad－底板和側(cè)墻壁截面慣性矩，m4；Iab＝t3/12Iad＝δ3/12t=δIab＝Iad=2.081(KN/m)Xk1s＝Xk1×S＝2.081×2＝4.162（KN）X1s－拉桿間距為s時(shí)，一根拉桿的軸向拉力。按設(shè)計(jì)荷載計(jì)算為：（4－2）Q1＝rq·r·H＝1.1×9.8×1.51＝16.278（KN/m）Q2＝rg（rct＋rqH）＝1.05×25×0.15＋14.798×1.1＝20.215（KN/m）＝2.638（KN/m）X1s＝X1·S＝2.638×2＝5.277（KN）3.3、側(cè)墻內(nèi)力計(jì)算：3.3.1、側(cè)墻彎距。由拉桿中心線到側(cè)墻計(jì)算截面的距離為y的彎距。按標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算為：Mky＝Xk1y＋1.62－1/6r·y3＝2.081y＋1.62－1/6×9.81y3（4－3）當(dāng)y＝0時(shí)，Mk側(cè)1＝1.62（KN·m）當(dāng)y＝0.5時(shí)，Mk側(cè)2＝2.456（KN·m）當(dāng)y＝1.0時(shí)，Mk側(cè)3＝2.068（KN·m）當(dāng)y＝1.51時(shí)，Mk側(cè)4＝2.081×1.51+1.62－1/6×9.81×1.513＝－0.861（KN·m）當(dāng)y＝y(tǒng)m＝＝＝0.652（m）時(shí)，彎距最大為：Mk側(cè)m＝2.081×0.652+1.62－1/2×9.81×0.6523＝2.524（KN·m）表4－2標(biāo)準(zhǔn)荷載彎距計(jì)算表：Yx00.50.6521.01.51Mkx1.622.4562.5242.068－0.861按設(shè)計(jì)荷載計(jì)算為：My＝X1·y＋1.73－1/6rG·ry3＝2.638y＋1.73－1/6×1.05×9.8y3（4－4）表4－3設(shè)計(jì)荷載彎距計(jì)算表：My00.51.00.7161.51M側(cè)y1.732.8352.6532.989－0.1913.3.2、側(cè)墻軸力Ny。軸力Ny只近似考慮側(cè)墻截面承受剪力△Q。標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算：Nky＝（4－5）式中△Q－作用在槽身截面上的計(jì)算剪力。其值等于1.0m槽身常的總荷載，及縱向計(jì)算中的均布荷載q?！鱍k＝Q11k＋Q21k+Q31k＋Q41k＋Q61k＋Q71k＋Q8k（4－6）＝6.413+0.47+2.31+8.81+26.44+1.62+1.8＝47.863（KN）當(dāng)y＝0時(shí)，N1＝－Pk0＝－3.01(KN)當(dāng)y＝1.51時(shí)，N2＝－3.01＝15.259（KN）（拉）令Ny‘＝－41.71y2＋62.97y－3.75＝0y1＝1.45y2＝0.062當(dāng)y＝1.45時(shí)，N3＝15.37（KN）（拉）當(dāng)y＝0.062時(shí)，N4＝－3.17（KN）（壓）當(dāng)按設(shè)計(jì)荷載計(jì)算時(shí)：Nky＝（4－7）式中△Q－作用愛槽身截面上的計(jì)算簡歷，其值等于1.0m槽身長的總荷載，即縱向計(jì)算中的均布荷載?！鱍＝Q11＋Q21+Q31＋Q41＋Q61＋Q71＋Q8（4－8）＝6.734＋0.49+2.24+9.25+27.76+1.94+1.89＝50.304（KN）當(dāng)y＝0，N1＝－P0＝－3.28（KN）（壓）當(dāng)y＝1.51時(shí)，N2＝＝15.93（KN）（拉）令Ny‘＝－43.83y2＋66.19y－3.94＝0y1＝1.45y2＝0.062當(dāng)y＝1.45時(shí)，N3＝16.04（KN）（拉）當(dāng)y＝0.062時(shí)，N4＝－3.4（KN）（壓）表4－4軸力計(jì)算表：Y00.0621.451.51單位：KNNy－3.28－3.416.0415.933.4、底板內(nèi)力計(jì)算：3.4.1、底板彎距。離側(cè)墻中心線X處的底板彎距計(jì)算，為底板荷載計(jì)算。標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算為：（4－8）=－9.274X2＋18.084X－0.861令X＝0，底板斷臂彎距M底1＝－0.861（KN·m）令X=L=1.075，M底2＝7.862（KN·m）設(shè)計(jì)荷載計(jì)算為：＝－9.783X2——18.989X－0.191令X＝0，M底1＝－0.191（KN·m）令X＝L＝1.075，M底2＝8.969（KN·m）令X＝0.5，M底3＝6.869（KN·m）令X＝1，M底4＝9.06（KN·m）表4－5底板彎距計(jì)算表：X00.511.075Mx－0.1916.8699.068.9693.4.2、底板軸力。底板軸力等于側(cè)墻底端的剪力，為底板軸力計(jì)算。標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算為：NkA＝NkB＝1/2rh2－Xk1＝1/2×9.8×1.512－2.08＝9.09（KN）(拉)設(shè)計(jì)荷載計(jì)算為：NA＝NB＝1/2rG·rh2－X1＝1/2×1.1×9.8×1.512－2.038＝9.652（KN·m）側(cè)墻、底板彎距軸力圖見附圖一。3.5、橫向配筋計(jì)算：3.5.1、底板配筋。按底板中部彎距配筋：采用C20混凝土，fc＝N/mm2，Ⅰ級鋼筋，fy=fy’=210N/mm2，M＝8.969（KN·m）。N＝9.652（KN·m）。設(shè)a＝a‘＝30，h＝150，h0＝h－a‘＝120（mm）M＝r0·Ψ·8.969＝1×0.95×8.969＝8.521（KN·m）N＝r0·Ψ·9.652＝1×0.95×9.652＝9.169（KN·m）e0＝M/N=8.521/9.169=0.929(m)>h/2-a=45(mm)故按大偏心受拉構(gòu)件配筋：εb＝（查表）e＝e0－h(huán)/2+a=929-150/2+30=884(mm)==－2727.24(mm2)<0計(jì)算表明不需要配筋，但仍應(yīng)按構(gòu)造要求配筋。ρmin=0.2%Asmin’＝0.002×1000×120＝240（mm2)配置Φ8@200，As’＝Asmin’＝251（mm2)如不考慮As’的承壓作用，As’＝0由rdNe＝則ε＝＝1－＝0.07x＝εh0＝0.07×120＝8.4（mm）<2α’=60(mm)e’=e0+h/2－α=929＋150/2－30＝974（mm）αs＝＝0.041ε＝x＝εh0＝0.042×120＝5.03（mm）<2=60(mm)仍要按唯一公式進(jìn)行配筋。As＝567mm2，選Φ12@200，As＝565mm2。3.5.2、側(cè)墻配筋：對側(cè)墻最大彎距處（y＝0.716m）的配筋，計(jì)算如下：α＝α‘＝30mm，b＝1000mm，h＝150mm，h0＝120mm，fc＝10KN/mm2fy＝fy’＝210KN/mm2，rd’＝1，Ψ＝0.95Mm＝2.989r0·Ψ=2.989×1×0.95＝2.84＝5.503（KN）eo＝M/n==0.516(m)>h/2－αs＝45（mm）按大偏心受拉構(gòu)件計(jì)算。e＝eo－h(huán)/2+α=516－0.5×150＋30＝471(mm)x=εb·h0＝0.614×120＝73.68（mm）As’＝＝＝－3077.35<0雖按受力計(jì)算不配筋，但仍應(yīng)按構(gòu)造要求配筋。Asmin’＝0.002×1000×120＝240（mm2)選配Φ8@200，As’＝Asmin’＝251（mm2)進(jìn)一步計(jì)算的：As＝196.01（mm2)選配Φ8@200，As＝201（mm2)對側(cè)墻拉力最大處（y＝1.45）配筋。N3＝16.04r0·Ψ＝16.04×1×0.95＝19.24（KN）（拉）M＝＝1×0.95×（2.638×1.45＋1.73－1/6×1.1×9.8×1.453）＝0.074（KN·m）e0＝M/N=0.074/15.24=0.05(m)<h/2-a=0.045(m)e=0.5h-a’－e0＝150/2－30－5＝40（mm）e‘=0.5h-a’＋e0＝150/2－30＋5＝50（mm）按校偏心受拉構(gòu)件計(jì)算：As’＝（mm2)As＝（mm2)構(gòu)造要求As＝As’＝Asmin’＝0.002×1000×120＝240（mm2)選配Φ8@200，As＝As’＝251（mm2)最后側(cè)墻配Φ8@200，As＝As’＝251（mm2)表4－6底板側(cè)墻配筋表：單位（mm2)區(qū)域底板側(cè)墻受壓As’Φ8@200，As’＝251mm2Φ8@200，As’＝251mm2受拉AsΦ12@200，As＝565mm2Φ8@200，As’＝251mm23.5.3、人行板配筋。按受彎構(gòu)件配筋：Q＝Q32＋Q72＋Q82＝2.64＋2.29＋2.22＝7.15（KN/m）跨中彎距：M＝r0·Ψ=1×0.95×1/8×7.15×22＝3.396（KN·m）Ψ按單排架單筋計(jì)算，取a＝25mm，b＝850m，h＝100mm，rd＝1.2，h0＝75mm。＝0.072＝0.075ρ＝0.0036>ρmin=0.2%As＝ρbh0＝0.36%×850×75＝230（mm2)3.5.4、拉桿的配筋：人行板作用與拉桿的荷載Q板1＝7.15KN/m，其對跨中彎距等效荷載：Q板1＝（2α－α2）Q板1，α＝0.85/2=0.425Q板1＝(2×0.425－0.4252)×7.15＝4.79（KN/m）8米長一跨渡槽共5根拉桿，作用在每根拉桿上的荷載為：＝8.06（KN/m）跨中彎距：M＝1×0.95×1/8×8.06×22＝3.83（KN/m）支座剪力：Q＝1×0.95×0.5×8.06×2＝7.657（KN）Nc＝5.277（KN）（拉）取α＝α‘＝25mm，h0＝h‘－α’＝75mm，b＝150mm，e0＝M/N=3.83/5.277=0.726(m)>0.5h－α＝25（mm）。按偏心受拉構(gòu)件計(jì)算：e＝eo－0.5h＋α＝726－0.5×100＋25＝701（mm）＝＝81（mm2)選配2Φ8，As’＝101mm2，則αs＝＝＝0.4則As＝選3Φ8，As＝462(mm2)表4－7人行板、拉桿配筋表：區(qū)域人行板拉桿受壓As’無2Φ8，As’＝101mm2受拉AsΦ8@200，As＝251mm23Φ8，As＝462mm23.6、拉桿斜截面計(jì)算：故截面尺寸滿足抗剪條件。Vc＝0.07fcbh0＝0.07×10×150×75＝7.875（KN）<rdV需按計(jì)算配箍筋：選用雙肢Φ4箍筋，AsV1＝12.6，n＝2代入式得s≤376m，取s＝150mm。則配Φ4@150。則。滿足斜截面抗剪要求。4、槽身縱向結(jié)構(gòu)計(jì)算縱向計(jì)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（拉桿重集中荷載換算成均布荷載）并按加大流量計(jì)算，計(jì)算時(shí)采用滿槽水深h＝1.36（m）。計(jì)算簡圖如圖4－3所示。圖4－3槽身縱向計(jì)算簡圖：4.1、荷載計(jì)算：槽的縱向荷載：Q＝Q11＋Q21+Q31＋Q41＋Q61＋Q71＋Q81＝6.37482+0.49+2.24+9.25+27.26+1.94+1.89=57.04(KN/m）槽身凈跨：Ln＝8－0.5×2＝7（m）ro＝1.0Ψ＝0.95取L＝7.35（m）跨中最大彎距：Mc＝1×0.95×1/8×57.04×7.352＝365.92（KN·m）最大剪力：V＝1×0.95×0.5×57.04×7＝189.67（KN）4.2、計(jì)算縱向配筋：計(jì)算配筋時(shí)應(yīng)注意：4.2.1、簡支梁跨中部分應(yīng)處于受壓區(qū)，故在強(qiáng)度計(jì)算重不考慮底板的作用；4.2.2、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；4.2.3、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?？紤]雙層，α＝0.08，h0＝1.71-0.08=1.63(m),rd＝1.2。＝894.4（mm2)選6Φ14，As＝924(mm2)4.3、斜截面強(qiáng)度計(jì)算：已知：V＝189.67KN，hw/b=h0/b＝1.63/0.3=5.43hw/b＝4，V≤1/rd(0.25fcbh0)hw/b＝6，V≤1/rd(0.2fcbh0)故：h0/b＝5.43，V≤1/rd(0.214fcbh0)1/rd(0.214fcbh0)＝1/1.2×（0.214×10×300×1630）＝872.5（KN）>V=189.67KN截面尺寸滿足截面限制條件0.07fcbh0＝0.07×10×300×1630＝342.3>rdV=227.6(KN)按受拉計(jì)算不要求配置腹筋，考慮到側(cè)墻的豎向受力筋可以起到腹筋作用，單為固定縱向受力筋位置，仍在兩側(cè)布置Φ8@250的縱向封閉箍筋。同時(shí)沿墻高布置Φ8@250的縱向鋼筋，槽身的配置的橫斷面圖見附圖4－4所示。5、抗裂計(jì)算5.1、縱向抗裂計(jì)算：忽略補(bǔ)角作用，將斷面化為如圖4－5所示。圖4－5抗裂計(jì)算斷面簡圖。（單位：m）沿槽身縱向的危險(xiǎn)斷面是在跨中，按標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算，通過假定流量時(shí)彎距為：M＝1/8×（6.413×2+0.47+2.13+8.81+26.44+1.62+1.8）×7.352＝365.3（KN·m）按標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算，通過設(shè)計(jì)流量時(shí)彎距為：M=1、8×(0.423×2+0.47+2.13+8.81+22.32+1.62+1.81)×7.352＝337.55（KN·m）b＝0.3m，bf＝2.3m，h=1.71m，hf=0.15mh1=1.71-0.1=1.61(m)可按下式進(jìn)行抗裂計(jì)算;(4－9)式中rm－受彎構(gòu)件塑性影響系數(shù)；rm＝1.55×（0.7＋300/1710）=1.357Ml－按標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)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(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，C20混凝土抗裂強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk＝1.5N/mm2.I0、y0可按下列公式計(jì)算：A0＝0.3×1.71+2×0.15＝0.813（m2)＝＝1.106（m）I0＝1/3×0.3×1.1062＋1/3×0.3（1.71－1.106）3＋1/12（2.3－0.3）×0.15＋（2.3－0.3）×0.15（1.61-1.106-0.15/2）2=0.206(m4)(m3)通過加大流量時(shí)，Ms＝365.3（KN·m）＝1.357×0.85×0.341×1.5×103＝589.99（KN·m）≥Ms＝365.39(KN·m）通過設(shè)計(jì)流量時(shí)，Ml＝337.55（KN·m）＝1.357×0.7×0.341×1.5×103＝485.87（KN·m）≥Ml＝337.55(KN·m）故槽身縱向滿足抗裂要求。5.2、橫向抗裂計(jì)算：底板抗裂計(jì)算：驗(yàn)算斷面在跨中斷面。按標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算，考慮鋼筋作用。N＝9.09KN，M＝7.862KN·m，b＝1000m，h＝150mm。Nl≤式中e0－軸向力偏心距，e0＝M/N；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Vm＝1.55×1.1＝1.71。＝＝1000×150+8.235×（565+251）＝156719.76（m2)需進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算。5.2.1、底板裂縫寬度驗(yàn)算：①、已知在標(biāo)準(zhǔn)荷載情況下進(jìn)行驗(yàn)算。校核水位：Ns＝9.09KN，Ms＝7.862KN·m，e0＝M/N=0.865(m)e＝eo－h(huán)/2+α=820(mm)。設(shè)計(jì)水位：Nl＝6.31KN，Ms＝7.566KN·m，e0＝M/N=1.199(m)e＝eo－h(huán)/2+α=1154(mm)。按下列公式計(jì)算：（4－10）（4－11）式中α1－構(gòu)件受力特征系數(shù)（偏心受拉構(gòu)件1.15，受彎構(gòu)件核偏心受壓構(gòu)件α1＝1.0；α2－鋼筋表面形狀系數(shù)（變形鋼筋α2＝1.0，表面鋼筋α2＝1.4）；α3－荷載長期作用系數(shù)（荷載效應(yīng)的短期組合α3＝1.5，荷載效應(yīng)的長期組合α3＝1.6）；c－縱向受拉鋼筋混凝土保護(hù)層厚度，mm；α－受拉鋼筋直徑，mm；ρte－縱向受拉鋼筋的有效配筋率，ρte＝As/Ate，當(dāng)ρte<0.03時(shí)，取ρte＝0.03；Ate－Ate＝2αsb。αsc+d/2；As－受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積；σss、σsl－按荷載效應(yīng)的短期組合及長期組合計(jì)算的構(gòu)件縱向受拉鋼筋應(yīng)力。σssσsl（正號：大偏心受拉構(gòu)件；負(fù)號：小偏心受拉構(gòu)件）②進(jìn)行計(jì)算：已知：α1＝1.15，α2＝1.4，α3＝1.5、1.6，c＝30，αs＝36mm，α＝12ρte＝As/Ate=As/2αsb=565/2×36×1000＝0.01<0.03，取ρte＝0.03。σssσsl故：＝1.15×1.4×1.5×(137.02/2.1)×105×（3×30+0.1×(12/0.03)）=0.21<(Wvmin)=0.25(mm)滿足要求。側(cè)墻抗裂計(jì)算可選擇軸力核彎距最大的斷面進(jìn)行計(jì)算。分短期組合核長期組合：短期組合彎距最大時(shí)：Mmax＝2.524KN·m，y＝0.625m，N0＝4.08KN，b＝1000mm，h＝150mmrm＝1.71y0＝（0.5+0.425αEρ）h＝（0.5+0.425×8.235×（251/1000*120））×150＝76.10（mm）I0＝（0.0833+0.19×8.235×（251/1000h0））×1000×1503＝292182951.1（mm4）W0＝＝3953761.18（mm3）e0＝M/N=2.524/4.08=0.619(m)＝1000×150+8.235×（251+251）＝154133.93（m2）滿足抗裂要求。長期組合彎距最大時(shí)：Mmax＝2.26KN·m，ymax＝0.581m，Nl＝4.54KN，e0＝Mman/Nl=0.498（m）。當(dāng)軸力最大時(shí)，分短期組合和長期組合計(jì)算：短期組合軸力最大時(shí)：Nmax＝15.37KN·m，y＝1.45m，M＝0.342KN·m，e0＝M/Nmax=0.022（m）。長期組合軸力最大時(shí)：Nmax＝14.73KN·m，y＝1.23m，M＝0.407KN·m，e0＝M/N=0.0277（m）。滿足側(cè)墻橫向抗裂要求。6、吊裝計(jì)算6.1、吊裝驗(yàn)算：設(shè)置四個(gè)吊點(diǎn)，按雙懸臂梁計(jì)算。吊點(diǎn)設(shè)在第二根拉桿處。因吊點(diǎn)產(chǎn)生負(fù)彎距，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。圖4－6槽身吊裝驗(yàn)算。（單位：m）q=q11+q21+q41=6.734×2+0.49+9.25＝23.21（KN/m）。考慮動(dòng)力系數(shù)1.2，故q＝1.2×23.21＝27.85（KN/m）。計(jì)算時(shí)忽略槽底突出部分的作用，斷面尺寸取b＝300mm，h＝1710mm，bf‘＝2300mm，hf‘＝150mm的T形梁。按短暫狀況設(shè)計(jì)：ro＝1，Ψ＝0.95計(jì)算彎距：M＝1×0.95×1/2×27.85×22＝52.91（KN·m）側(cè)墻頂部共有4根Φ8的鋼筋，As＝201（mm2）Asfy＝201×210＝42210（N）bf‘hf‘fc＝2300×150×10＝3450000（N）Asfy<bf‘hf‘fc，T形梁，屬第一種情況。按梁寬為bf‘德矩形梁計(jì)算：故槽身縱向配筋滿足吊裝要求。第五章排架計(jì)算1、排架布置布置等跨間距8m的單排架,矩形渡槽采用簡支。上下游漸變段各8m與梯形混凝土渠道相連。渡槽全長共120m，拱墩臺及排架基礎(chǔ)墩均采用漿砌石重力墩。槽下兩岸墩間用漿砌石護(hù)坡?？傮w布置見附圖三。布置單排架優(yōu)點(diǎn)：體積小,重量輕,可現(xiàn)澆或預(yù)制吊裝,再渡槽工程中被廣泛應(yīng)用。2、排架尺寸擬定2.1、排架高度計(jì)算：見表5-1所示。表5-1排架高度計(jì)算表：（單位：m）名稱排架頂部高程排架埋置高程排架底部高程排架高1#549.86548.2546.73.162#549.85546.25544.755.103#549.84545.2543.76.144#549.83544.8543.36.625#549.82544.7543.26.626#549.81544.7543.26.617#549.80544.8543.36.508#549.79544.08543.556.249#549.78545.55445.7710#549.77544.35544.854.9211#549.76547.38545.883.8812#549.75548.34546.842.912.2、排架分組計(jì)算：見表5-2。表5－2排架分組及底部高程計(jì)算表分組編號排架頂高程▽排架底高程排架高調(diào)整后高調(diào)整后底高程一1#549.86546.73.163.9545.9611#549.76545.883.883.9545.8612#549.75546.842.913.9545.85二2#549.85544.755.105.8544.059#549.785445.775.8543.9710#549.77544.854.925.8543.97三3#549.84543.76.146.7543.144#549.83543.36.536.7543.135#549.82543.26.626.7543.12附表5－2排架分組及底部高程計(jì)算表：三6#549.81543.26.616.7543.117#549.80543.36.56.7543.108#549.79543.556.246.7543.092.3、排架分組及尺寸擬定：具體計(jì)算結(jié)果見表5-3及附圖5-1。表5-3排架分組及尺寸：分組一二三排架號高度H1#11#12#3.9m2#9#10#5.8m3#~8#6.7m肢柱b1(1/20～1/30)H500m300m500m300m500m300mh1常用橫梁h2(1/6～1/8)L400m200m400m200m400m200mb2(1/1.5～1/2)h2牛腿c=b1/2h>b1a250m500m1000m250m500m1000m250m500m1000m圖5-1最高排架尺寸圖：（單位：mm）2.4、尺寸擬定：黃家溝渡槽離地面在8m以下,可采用單排架支撐槽身,排架固定于墩座上,考慮排架不宜過高,對穩(wěn)定不利。同時(shí)為了便于施工，先將渡槽歸納成三種高度：1號和11號.12號排架高3.9m；2號和9號.10號為5.8m；3號~8號排架高為6.7m;排架橫梁間距為2m,最下層為2.5m?，F(xiàn)以最高的排架（5號）為計(jì)算示例，其他排架計(jì)算相同，故略去。為使立柱在豎向荷載作用下為軸心受壓構(gòu)件，立柱中心線與槽身支撐中心線相重合。3、荷載計(jì)算人群荷載.風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)rq=1.23.1、水平荷載：槽溝內(nèi)無常年流水，故不考慮水的作用。槽身風(fēng)荷載：風(fēng)壓力按下式計(jì)算Wk=βzμsμzW0式中μs—風(fēng)載系數(shù)，迎風(fēng)面取1.0，背風(fēng)面取0.5。βz—風(fēng)壓高度變化系數(shù)，βz＝1.0W0－基本風(fēng)壓，W0＝0.35迎風(fēng)面風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：Wk=βzμsμzW0＝1.0*1.0*1.0*0.35(KN/m2)設(shè)計(jì)值為：W=rq×Wk=1.2*0.35=0.42(KN/m2)背風(fēng)面風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：Wk`=βzμsμzW0=1.0×(-0.5)×1.0×0.35=-0.175設(shè)計(jì)值：W=rq×Wk=1.2×(-0.175)=-0.21(KN/m2)吹到8m長一跨的總風(fēng)荷載(包括端肋)為：迎風(fēng)面按標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算：Pzk=0.35×81×.71=4.788(KN)按設(shè)計(jì)荷載計(jì)算:Pz=1.2×4.788=5.744(KN)背風(fēng)面按標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算:Pzk‘=(-0.175)×8×1.71=－2.394(KN)按設(shè)計(jì)荷載計(jì)算:Pz=1.2×(-2.394)=－2.873(KN)排架風(fēng)荷載按標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算：Wpk=(1+η)μsμzW0按設(shè)計(jì)荷載計(jì)算：Wp=rq×Wpkμs＝1.0，μz=0.75立柱凈距與立柱迎風(fēng)面寬度之比為1.85/0.5=3.7。當(dāng)此值大于或等于10時(shí)，不計(jì)前柱對后柱的擋風(fēng)作用，取η＝1。當(dāng)此值小于10時(shí)，η在0.2-1.0之間變化,由于此值為3.7,取η=0.44Wpk=(1+0.44)×1.0×0.75×0.35=0.378(KN)Wp=1.2×0.378=0.454(KN)作用在槽身上的水平風(fēng)壓力通過縱梁支座傳至立柱頂,形成拉力,等于槽身上的總風(fēng)壓對排架頂橫梁中心軸取距,再除以立柱軸線的距離,即:P風(fēng)K=（Pzk‘+Pzk）×（1.71/2+0.2）/2.15=(4.788+2.394)×（1.71/2+0.2）/2.15各節(jié)點(diǎn)荷載計(jì)算見表5–5計(jì)算結(jié)果見圖5–23.2、垂直荷載(傳給每各立柱的荷載)：排架垂直荷載計(jì)算見表5-4：表5-4排架荷載計(jì)算(單位：KN)荷載種類標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)值計(jì)算公式大小槽身荷載（傳給各個(gè)立柱荷載）槽身自重P槽=1/2(8.81+6.413+2.13+0.47+1.8)×8104.184P槽109.393人群荷載P人K=1/2×1.62×86.48P人7.78滿槽水重P滿=1/2×26.44×8105.76P滿116.34設(shè)計(jì)流量水重P設(shè)=1/2×22.32×889.28P設(shè)107.14排架自重頂橫梁(1.85×0.2×0.4+1/2×0.12×2×0.3)×253.7753.964中間橫梁(1.85×0.4×0.2+1/2×4×0.12×0.3)×253.854.043排架自重立柱頂兩個(gè)牛腿及端部重(0.25×0.3+1/2×0.252×0.3)×2×25+0.5×0.3×0.2×2×252.9063.0522m高立柱重0.5×0.3×2×257.57.8752.5m高立柱重0.5×0.3×2.5×259.3759.844表5－5節(jié)點(diǎn)荷載計(jì)算：(單位:KN)荷栽種類節(jié)點(diǎn)計(jì)算情況標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)值說明計(jì)算公式大小計(jì)算公式大小節(jié)點(diǎn)水平荷載1,5T1K=T1K，=3.591+0.275/23.279T1=T54.475T=(4.788+2.394)/2T=0.378(1+0.25+0.22+0.5×0.875=0.2752,6T2K＝T2K，=1/2×0.378×0.5/20.189T2=T60.2273,7T3K=T3K‘＝1/2×0.378×0.5×(1+2.5/2)0.118T3=T70.2554,8T4K=T4K‘＝1/2×0.378×0.5×2.5/20.118T4=T80.142節(jié)點(diǎn)垂直荷載1空槽有風(fēng)P1K=104.184-3.524＋8.544+6.48115.684P1=109.393－4.229+8.971+7.78121.915節(jié)點(diǎn)1。，排架標(biāo)準(zhǔn)＝3.775/2+7.5/2+2.906=8.544設(shè)計(jì)值：1.05×8.544＝8.971P1=P槽－P風(fēng)＋節(jié)點(diǎn)1排架重＋P人P1‘=P槽＋P水－P風(fēng)＋節(jié)點(diǎn)1排架重＋P人P5=P槽＋P風(fēng)＋節(jié)點(diǎn)6排架重＋P人滿槽有風(fēng)P1K’=104.184+105.76+8.544-3.524+6.48221.44P1K=109.393+116.34+8.971+7.78238.2555空槽有風(fēng)P5K=104.184+3.524+8.54+6.48122.78P5=109.393+4.229+8.971+7.78130.373滿槽有風(fēng)P5K’=104.184+105.76+8.544+3.524+6.48228.49P5’=109.393+116.34+8.971+7.78246.7132，6PiK=3.85/2+7.59.425Pi=1.05×9.4259.896P5‘=P槽＋P水＋P風(fēng)＋節(jié)點(diǎn)5排架重＋P人3，7PiK=3.85/2+（7.5+9.375）/210.363Pi=1.05×10.36310.8814，8PiK=9.375/24.688Pi=1.05×4.6884.9224、排架橫向計(jì)算排架內(nèi)力包括M、Q、N,水平荷載產(chǎn)生M、Q,豎直荷載產(chǎn)生N,水平荷載具有反對稱性,可利用無剪力分配法求M,利用靜力平衡求Q。先求水平荷載下的內(nèi)力，利用對稱性，將結(jié)構(gòu)簡化成如圖5－3所示。4.1、求排架彎矩M：4.1.1、分配系數(shù)和傳遞系數(shù)：分配系數(shù)式中－ki桿的抗彎剛度，；見表5—6及圖5—5（a）固端彎矩：式中－該節(jié)點(diǎn)以上水平力所產(chǎn)生的力矩之和。表5－6彎矩M分配和傳遞計(jì)算：序號43343L32232M21121N分配系數(shù)0.10150.77170.12680.12370.75260.12370.14110.8589附表5－6彎矩M分配和傳遞計(jì)算：固端彎矩-6.37-6.37-4.957-4.957-4.475-4.475傳遞系數(shù)-1-1-1-1-1-1-1-1-1分配傳遞過程-0.631-0.6313.844-1.245-1.2457.5731.2451.245-1.2761.2769.0721.594-1.594-0.1757-0.17571.069-0.21890.21891.33190.2189-0.2189-0.02220.02220.16890.0278-0.0278-0.03090.03090.188-0.00720.00720.04420.0072-0.0072-0.00070.00070.00560.0009-0.0009-0.0010.0010.0062-7.669-5.079.877-4.8055.1098.949-3.843-5.1075.107持久情況-7.669-5.079.877-4.8055.1098.949-3.843-5.1075.107短暫情況7.2864.829.384.564.858.53.654.854.854.2、軸向力計(jì)算：立柱軸向力由垂直荷載與水平荷載引起力疊加，橫梁力由節(jié)點(diǎn)水平力引起。分兩種情況進(jìn)行計(jì)算，如作用于立柱12節(jié)點(diǎn)1的力N1：=121.915–5.521=115.394（KM）（空槽，有風(fēng)）=238.255－5.221=224.734（KN）（滿槽，有風(fēng)）其余計(jì)算結(jié)果如圖所示。圖5－4彎矩、剪力、軸向力：4.3、排架的配筋計(jì)算：采用C25混凝土，=12.5N/mm2。立柱配筋：選取節(jié)點(diǎn)4截面進(jìn)行計(jì)算。①空槽有風(fēng)時(shí)。設(shè)風(fēng)向由左至右，按持久設(shè)計(jì)狀況計(jì)算。=1，=1.0，=7.669KN·m，=121.74KN，=2500mm，=40mm，=500mm，=300mm，=255mm，。（mm）＞8，故需考慮縱向彎曲影響。=6.417＞1，取。＜15，故=1。==1.204=23.37mm＜=159.64(mm)故按大偏心受壓進(jìn)行計(jì)算。又X=22mm＜=80mm，=34.16(mm)==108.02（mm2）按最小配筋率0.25%進(jìn)行配筋：0.0025×500×260=325（mm2）。選配216，402mm2②滿槽有風(fēng)時(shí)，設(shè)風(fēng)向由右至左。KN·m，=280.122KN，=2600mm，mm，500mm，mm，255mm，N/mm2。，計(jì)算得=1.173，33×1.173=38.7mm＜0.3=0.3×255=76.5mm故按小偏心受壓進(jìn)行計(jì)算：=76.5＋300/2－45=181.5（mm）==1.106＝＝1343.64（KN）滿足要求。立柱對稱橫向配筋2Φ16，As＝As‘＝402（mm2）4.3、橫梁配筋：橫梁在反對稱荷載作用下，其軸向力為零，按受彎構(gòu)件進(jìn)行配筋計(jì)算。中橫梁（3～7）：M=8.197KN·m，h=300mm，b=200mm，，mm。==0.061（mm2）選配212，（mm2），對稱配筋得橫梁頂部、底部各配置212的鋼筋。箍筋選用6@250，封閉式箍筋。4.4、排架的縱向計(jì)算：4.4.1、排架施工期驗(yàn)算：排架施工期的最不利情況是：一跨槽身施工完畢，而另一跨尚未施工，排架在縱向偏心受壓。計(jì)算荷載包括每根立柱承受1/4槽身自重、施工荷載和排架自重。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(jì)，，=0.95。排架頂部荷載；槽身：=45.78（KN）施工荷載：=20.64（KN）=45.78＋20.64=66.42（KN）假定壓力分布為三角形分布，如圖所示。圖5－5排架施工期荷載圖：(單位：mm)則其對軸線的彎矩為：=22.14（kN·m）按排架立柱底截面進(jìn)行驗(yàn)算，軸力N還應(yīng)計(jì)入排架自重。N=66.42＋（3.032＋3.15×2＋2.264＋4×7.875＋10.238×2）=99.338（KN）=0.223（m）=223（mm），，，。又因?yàn)椋?，所以應(yīng)按長桿考慮縱向彎曲影響。＞1，取1。又＞8，故=1。=1.270＞，故按大偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算。因施工時(shí)可能先吊左跨也可能先吊右跨，故應(yīng)按對稱陪筋進(jìn)行計(jì)算。受壓區(qū)高度：=＜按構(gòu)造要求配筋，因橫向配筋時(shí)，已在每邊配有216，因此，不需要再進(jìn)行配筋。4.4.2、正常運(yùn)行時(shí)，按軸心受壓情況校核校核情況：，。=117.58（KN）4.5、排架吊裝驗(yàn)算：排架的吊裝采用滑行豎直吊裝法，吊裝時(shí)采用兩吊點(diǎn)一端支承于地面，一端吊起。取半個(gè)排架進(jìn)行吊裝驗(yàn)算吊點(diǎn)設(shè)在頂梁底，如圖5－6所示。圖5－6架吊裝計(jì)算圖：（單位：m）立柱重：半跨頂梁