鋼筋混凝土課程設(shè)計(jì)B5

實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案大全基本資料設(shè)計(jì)課題某排澇閘上裝配式鋼筋混凝土工作橋設(shè)計(jì)資料排澇扎示意圖工作橋橋面高程31.4米。閘墩頂高程24.0米。該閘共五孔，每孔凈寬7米。中墩高度1米，邊墩寬度0.9米。閘門采用鋼絲網(wǎng)水泥波形面板和鋼筋混凝土梁組成的平面閘門，閘門自重200KN。啟閉設(shè)備采用五臺(tái)繩鼓式啟閉機(jī)，啟門力320KN。每臺(tái)啟閉機(jī)重量35KN，啟閉機(jī)形式及主要尺寸見參考資料。閘門吊點(diǎn)中心位置見參考資料。吊點(diǎn)中心距離4.75米。荷載：人群荷載2.5KN/m2，欄桿重1.5KN/m2，安裝荷載，每個(gè)繩鼓重6.54KN，施工荷載4KN/m2，水閘所在地區(qū)的基本風(fēng)壓W0=0.4KN/m2，鋼筋混凝土重力密度25KN/m2，荷載分項(xiàng)系數(shù)不變荷載rG=1.05，可變荷載rQ=1.20，啟門力屬于可控的可變荷載rQ=1.10，水閘所在地區(qū)為地震低烈度區(qū)，可以不考慮地震荷載，但應(yīng)注意工作橋梁的支點(diǎn)構(gòu)造，以增強(qiáng)抗震能力。吊裝機(jī)械的最大起重量250KN。建筑物級別為3級。結(jié)構(gòu)環(huán)境條件類別二類。建筑材料：鋼筋：梁柱受力筋為Ⅱ級鋼，板受力筋為Ⅰ級鋼，分布筋和鋼箍為Ⅰ級鋼筋?；炷粒簭?qiáng)度等級C25.規(guī)范。水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。設(shè)計(jì)要求學(xué)生應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成下列成果：設(shè)計(jì)計(jì)算書一份。包括：設(shè)計(jì)資料；結(jié)構(gòu)布置簡圖與扼要說明；橋面板、橫梁、縱梁和支架的計(jì)算；材料用量表。施工詳圖一張。包括：工作橋立面和平面布置；橋面板、橫梁、縱梁和鋼架配筋等。工作橋的結(jié)構(gòu)布置和尺寸工作橋的平面布置工作橋長度：為便于安裝工作橋長度=兩閘墩中心線距離—20=7000+1000-20=7980mm但是計(jì)算時(shí)工作橋長度仍用8000mm計(jì)算。工作橋?qū)挾龋夯顒?dòng)板長1395mm，縱梁梁肋寬250mm，翼緣長度500mm，所以工作橋總寬度為2735mm。橫梁和機(jī)墩為一體：長1735mm,寬300mm，高400mm。活動(dòng)板尺寸：長1395mm，寬1000mm，厚50mm。平面圖如下：工作橋的橫截面布置縱梁尺寸：高1000mm，梁肋寬250mm，翼緣長度500mm，翼緣厚度初始厚度80mm，根部厚度150mm?？v梁尺寸如圖：工作橋鋼架布置鋼架高7米。配筋計(jì)算活動(dòng)板的配筋基本材料:橋面板荷載除了自身重力外還有人群分布荷載以及安裝荷載。活動(dòng)鋪板是以兩縱梁為支座的單跨簡支板。由鋪跨中的最大彎矩，按單筋受彎構(gòu)件正截面強(qiáng)度計(jì)算決定受力鋼筋用量。懸臂版中的受力鋼筋布置在板頂面，每米至少3Ф8，其間距最好與縱梁鋼筋箍筋間距相協(xié)調(diào)，直徑可用兩種，分布鋼筋亦用Ф6間距可300mm。在板中，垂直受力的鋼筋方向還要布置分布鋼筋。分布鋼筋作用是將荷載均勻的傳布給受力鋼筋，同時(shí)在施工中用以固定受力鋼筋，并起到抵抗混凝土收縮和溫度應(yīng)力的作用。每米板寬中分布鋼筋的截面面積不少于受力鋼筋截面面積的15%；參數(shù)選擇及板面荷載：人群荷載：2.5KN/m2，欄桿重1.5KN/m2，施工荷載4KN/m2，鋼筋混凝土重力密度r=25KN/m2，不可變荷載分項(xiàng)系數(shù)rG=1.05，可變荷載rQ=1.20，結(jié)構(gòu)系數(shù)rd=1.20，設(shè)計(jì)狀況系數(shù)為1，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)r0=0.9梁自重：g=rGbhr=1.05*0.05*1*25=2.2KN/M人群荷載：q1=rqb*2.5=1.2*1*2.5=3KN/M施工荷載：q2=rqb*4=1.2*1*4=4.8KN/M配筋要求：M=r0Ψ[18（g+q1+q2）l02=0.9*1*(2.2+3+4.8)*1.3952/8=2.2KN*MαS=（rdM）/(fcbh02)=1.2*2.2*1000000=0.132ξ=1-(1-2*αS)1/2=0.142AS=(fcbhoξ)/fy=(12.5*0.142*1000*40)/310=229.2mm2ρ1=AS/bh0=0.573%＞0.15%配筋率大于最小配筋率，且在板的經(jīng)濟(jì)配筋率之間所以可行。取7Ф6.5（232mm2）配筋分布鋼筋ρmin=15%*229.2=34.38mm2取5Ф6（141mm2）配分布鋼筋鋼筋用量：直徑（mm）數(shù)量（根）單位質(zhì)量（Kg/m）長度（m）總量(kg)活動(dòng)板6.57*80.261.39520.365*80.22218.88合計(jì)（kg）29.18縱梁翼緣的配筋計(jì)算縱梁的翼緣的厚度在懸臂端一般為80-100mm，在懸臂根部梁肋處則加厚至150-200mm，懸臂的寬度一般為400-700mm。懸臂板中的受力鋼筋布置在板頂面，每米至少3Ф8，其間距與縱梁箍筋間距相協(xié)調(diào)，直徑可用兩種，分布鋼筋亦用Ф6間距可300mm。1、人群荷載：2.5KN/m2，欄桿重1.5KN/m2，施工荷載4KN/m2，鋼筋混凝土重力密度r=25KN/m2，不可變荷載分項(xiàng)系數(shù)rG=1.05，可變荷載rQ=1.20，結(jié)構(gòu)系數(shù)rd=1.20，設(shè)計(jì)狀況系數(shù)為1，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)r0=0.9梁翼緣自重：g=rG[（h1+h2）L/2]rb/L=1.05*0.0575*8*25/0.5=24.15KN/M人群荷載：q1=rqb*2.5=1.2*8*2.5=24KN/M施工荷載：q2=rqb*4=1.2*8*4=38.4KN/M欄桿荷載：q3=rGb*1.5=1.05*8*1.5=12.6KN/M配筋計(jì)算M=r0Ψ[(g+q1+q2+q3)l2/2]=0.9*1*99.15*0.52/2=11.2KN*MαS=rdM/(fcbho2)=1.2*11.2*1000*1000/(12.5*8000*602)=0.037ξ=1-(1-2αs)1/2=0.038AS=fcξbh0/fy=12.5*0.038*8000*60/310=736.6mm2ρ=As/bh0=736.6/(8000*60)=0.15%=ρmin翼緣單位寬度取5Ф5（99mm2）配筋分布鋼筋取4Ф6（113mm2）配筋鋼筋用量直徑（mm）數(shù)量長度（MM）單位重量（KG/M）總量(KG)翼緣55*87500.1544.626480000.2227.104總計(jì)(4.62+7.104)*2=23.448機(jī)墩橫梁配筋計(jì)算機(jī)墩橫梁除了自身重量荷載外還受到啟閉機(jī)給予的荷載。機(jī)墩橫梁以兩根縱梁為支座，計(jì)算跨度取為梁肋中心線之間的距離，橫梁兩端實(shí)際為半固定狀態(tài)，為簡化計(jì)算起見，橫梁的跨中和支座彎矩可按簡支梁跨中彎矩的0.7倍計(jì)算。根據(jù)跨中與支座的彎矩值分別配置連根直徑不小于12mm的直鋼筋。一般情況橫梁不必計(jì)算配置抗剪鋼筋，可按構(gòu)造要求配置直徑Ф6或Ф8間距為150-200的雙支箍筋。取橫梁長1735mm，計(jì)算長度1485mm，寬度300mm，高度400mm。參數(shù)及其荷載機(jī)墩橫梁自重g=rGbhr=1.05*0.3*0.4*25=3.14KN/M啟閉機(jī)荷載q=rQQ/L=1.2*(17.5+80)/1.485=78.8KN/M配筋計(jì)算M=r0Ψ(g+q)l2/8=0.9*1*81.94*1.4852/8=20.32KN*MAS=rdM/(fcbho2)=1.2*20.32*1000*1000/(12.5*300*3702)=0.047ξ=1-(1-2αs)1/2=0.049AS=fcξbh0/fy=12.5*0.049*300*370/310=219mm2ρ=0.2%＞0.15%機(jī)墩橫梁取4Ф10（314mm2）配筋箍筋按照構(gòu)造要求取Ф8@200鋼筋用量機(jī)墩橫梁直徑（mm）數(shù)量長度（m）單位質(zhì)量（kg/m）總量(kg)縱筋108*41.7350.61734.3箍筋87*40.60.3956.636總計(jì)40.936縱梁配筋計(jì)算作用在縱梁上的荷載可分為兩部分：恒載。包括縱梁自重、橋面板重。機(jī)墩橫梁、啟閉機(jī)自重的集中荷載?；詈奢d。啟閉機(jī)啟動(dòng)時(shí)給予縱梁的集中啟門力。人群分布與施工荷載。根據(jù)啟門力的分布情況，為安全起見，取兩根縱梁中受力大的一根進(jìn)行計(jì)算，然后兩根縱梁配置相同的鋼筋。對于簡支縱梁，除了集中荷載外，只需將所有均布荷載加載在梁上，即可求得其最不利的內(nèi)力。在設(shè)計(jì)時(shí)先按受彎構(gòu)件進(jìn)行正截面的強(qiáng)度計(jì)算，確定縱向鋼筋的用量。同時(shí)，還需進(jìn)行斜截面剛度計(jì)算，確定橫向鋼筋的用量。此外，尚應(yīng)驗(yàn)算撓度及裂縫的開展寬度。荷載人群荷載q1=rQb1r=1.2*1.485*2.5=4.455KN/M施工荷載q2=rQb1*4=7.128KN/M自重荷載g1=rG(11+0.25*1*8*25)/8=8.3KN/M橋面板自重荷載g2=rG(0.05*1*1.375*25)=1.9KN/M機(jī)墩傳遞的集中荷載(按照最大值計(jì)算)Q=（rGQ1+rQQ2）*35.6%=（1.09*(5.2+17.5)+1.2*80）*35.6%=69.4KN縱筋配筋計(jì)算M=r0Ψ[ql2/8+Qa1+Qa2]=0.9*1*[21.783*82/8+69.4*1.137+69.4*2.187]=364.5KN*MrdM=1.2*364.5=437.4KN*Mfcbfhf(h0-hf/2)=12.5*750*80*920=690KN*MrdM＜fcbfhf(h0-hf/2)所以屬于第一種情況下的T型梁，按照寬度為750mm的矩形梁計(jì)算αS=（rdM）/(fcbh02)=(1.2*364.5*1000*1000)/(12.5*250*9602)=0.152ξ=1-(1-2αs)1/2=0.166AS=fCbh0ξ/fy=1606.5mm2縱梁縱筋取2Ф16（157mm2）和4Ф20（1257mm2）配筋箍筋配筋計(jì)算支座邊緣截面剪力設(shè)計(jì)值V=r0Ψ[ql2/2+2Q]=203.3KN截面尺寸復(fù)核0.25fCbh0=750KNrdV=247.96KN＜750KN所以，截面尺寸滿足抗剪條件初選Ф8@250雙肢箍筋，ASV=101mm2VSV=1.25fyvASVh0/s=150.288KNVc=0.07fcbh0=210KNVSV+VC＞rdV所以此箍筋滿足抗剪要求由于縱梁高度大于700mm，所以設(shè)置腰筋，按照構(gòu)造規(guī)定取2Ф10配腰筋，其拉筋為Ф8@500，縱梁上部架起鋼筋2Ф12配筋。鋼筋分布與用量直徑（mm）數(shù)量長度（m/根）單位質(zhì)量（kg/m）總量（kg）箍筋8322.40.39530.336縱筋20482.4779.0416281.5825.28腰筋10280.6179.872拉筋8160.30.3951.896架起鋼筋12280.88814.208總計(jì)160.63*2=321.26裂縫的驗(yàn)算查表知對于受彎縱梁構(gòu)建起Wlim=0.3mmWmax=（30+C+0.07d/ρte）аδsk/ES查表受彎構(gòu)件中а=2.1主梁標(biāo)準(zhǔn)值在跨中產(chǎn)生彎矩：MK=350KN*MδSK=MK/(0.87*h0*AS)=260.8N/mm2d=22mmρte=As/Ate=1606.5/(2*70*250)=0.0459ES=2*105WMAX=(30+25+0.07*22/0.0459)*2.1*260.8/(2*105)=0.242＜0.3所以裂縫寬度滿足要求撓度的驗(yàn)算查表知此類縱梁的撓度限值為l0/400=20MK=350KN*Mρ=AS/bh0=1606.5/(250*960)=0.007аE=ES/EC=7.14hf’=115＜0.2h0=192取hf’=115mmrf’=(bf’-b)hf’/(bho)=0.2.rf=0BS=(0.025+0.28аEρ)(1+0.55rf’)ECbh03=2.68*1014B=0.65BS=1.7*1014.f=(5/45)*(MKL02)/B=9.8＜20所以此構(gòu)件撓度滿足要求吊裝驗(yàn)算為了便于橋身吊裝，需在每根縱梁的兩端預(yù)埋吊環(huán)。吊位置可設(shè)在距端點(diǎn)約0.2L處，以減小吊裝高度。在吊裝時(shí)，吊點(diǎn)截面與跨中截面均為最不利的受力截面，必須對此進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。為簡單起見，可取半個(gè)橋身計(jì)算。吊裝中他所受的荷載為縱梁自重和半跨橫梁自重，鋪板與欄桿待工作橋吊裝就位后再鋪設(shè)和安置，因而其重量不予以考慮。計(jì)算荷載確定后，按雙懸臂簡支梁計(jì)算其內(nèi)力。由配置在縱梁內(nèi)的鋼筋，驗(yàn)算跨中和支座兩個(gè)截面是否滿足強(qiáng)度要求。在此應(yīng)指出，實(shí)際工程中吊裝構(gòu)建也有不用吊環(huán)，而在構(gòu)件上預(yù)留的穿鋼絲繩的洞孔，吊裝時(shí)吊繩穿過洞孔直接捆綁在構(gòu)件上代替預(yù)埋吊環(huán)。吊環(huán)計(jì)算吊環(huán)布置及起吊方式如下圖：吊環(huán)應(yīng)采用一級鋼筋制作，不得使用冷加工鋼筋，每個(gè)吊環(huán)可按照兩個(gè)截面計(jì)算，其抗拉設(shè)計(jì)安全系數(shù)K不得小于4。為了保證吊環(huán)的強(qiáng)度，每個(gè)吊環(huán)所需截面積為AS=KT/(2fy)其中T味一個(gè)吊環(huán)所受的拉力T=G/(nsinа)，G為工作橋在吊裝時(shí)的重量，n為吊環(huán)個(gè)數(shù)，а為吊環(huán)傾角。根據(jù)計(jì)算的AS，選擇吊環(huán)鋼筋直徑。吊環(huán)埋入縱梁內(nèi)深度不應(yīng)小于30d，并焊接或綁扎于縱梁鋼筋骨架上。.n=4.а=450G=71.9KNT=G/(nsinа)=33.9KNAS=322.9mm2選用直徑為16mm的鋼筋制作吊環(huán)。鋼架配筋計(jì)算在多孔水閘中，當(dāng)閘門比較高時(shí)，工作橋可支于閘墩頂?shù)匿摷苌?。鋼架由立柱與橫梁所組成。在現(xiàn)場就地預(yù)制成整體，安裝時(shí)吊立插入閘墩頂部預(yù)留的杯形孔內(nèi)，然后與閘墩加以聯(lián)接。鋼架高度H小于5m時(shí)，常采用單層鋼架。鋼架高度在5m之上時(shí)，宜采用雙層鋼架或者多層鋼架。立柱的中心線一般取與工作橋縱梁中心線相重合。立柱縱梁的尺寸常為400-600mm,橫向的截面尺寸常用300-500mm。立柱的頂部可加做短懸梁，以增加頂部的支撐長度。短懸臂尺寸：C≥0.5b1，高度h≥b1,傾角θ=300-450。對于雙層鋼架或者是多層鋼架，橫梁一般等間距布置。橫梁的寬度b2不應(yīng)超過閘墩門槽頸部的厚度，橫梁高度h2常用300-500mm。考慮工作橋和鋼架預(yù)制安裝的誤差，工作橋縱梁外側(cè)不宜與立柱外緣平齊，因此可將頂梁柱端部在順?biāo)鞣较蛱舫?00-150mm。鋼架的計(jì)算可分為橫向和縱向兩個(gè)方向。橫向計(jì)算：立柱和橫梁的彎矩和軸力，其剪力一般不大，可不必計(jì)算。鋼架內(nèi)力計(jì)算出后，立柱可根據(jù)偏心受壓構(gòu)件截面承載能力N與M的關(guān)系確定取值進(jìn)行配筋。立柱在橫向應(yīng)采用對稱配筋。鋼架結(jié)構(gòu)布置圖如下：水平荷載：作用在工作橋、立柱和閘門上的風(fēng)壓力風(fēng)壓力計(jì)算公式：TK=μSμZW0AT=rQTK工作橋上的風(fēng)壓力T0K=uSuZw0A=1.3*0.9*0.4*0.8*(1+0.3+1.08)*8=7.13KN鋼架立柱上的風(fēng)壓力T1K=1.3*0.9*0.4*0.8*0.5*7=1.3KN閘門風(fēng)壓力T2K=1.3*0.9*0.4*0.8*7*8=21KN垂直荷載的計(jì)算工作橋縱梁傳來的壓力P1=452KN作用在工作橋上的風(fēng)壓力形成的方向相反數(shù)值相等的力P2=T0H/(2S)=5.7KN鋼架自重P3=78.68KN內(nèi)力計(jì)算求鋼架彎矩：由彎矩分配法求鋼架彎矩分布求鋼架軸力配筋計(jì)算：根據(jù)最不利組合取值如下:作用在下部橫梁上兩端：Mmax=30.84KN*MN=10.5KN作用在右側(cè)立柱兩端：NMAX=546.54KNM1=-22.09KN*MM2=26.12KN*M作用在上部橫梁兩端：NMIN=7.5KNM=±12.13KN*M下部橫梁配筋：аS=rdM/(fcbh02)=0.057ξ=1-(1-2*аs)^1/2=0.059As=fcξbh0/fy=341.7mm2ρs=As/bh0=0.24%＞0.15%滿足最小配筋率，選用2Ф16（406mm2）配筋按照構(gòu)造要求配置10@200雙支箍筋上部橫梁配筋：аS=rdM/(fcbh02)=0.023ξ=1-(1-2*аs)^1/2=0.023As=fcξbh0/fy=135.2mm2ρs=As/bh0=0.09%＜0.15%所以要按照最小配筋率配筋，即：As=216mm2選用2Ф12（226mm2）配置縱筋。按照構(gòu)造要求選用10@200配置雙支箍筋。立柱配筋計(jì)算：彎矩設(shè)計(jì)值26.12KN*M,軸力設(shè)計(jì)值為546.54KN.e0=M/N=47mm＞h/30=13.3所以偏心距為47mmζ1=0.5fcA/(raN)=1.9則ζ1=ζ2=1η=2.48ηe0=32.98＜0.3e0=108所以按照小偏心受壓構(gòu)件計(jì)算fcаsA0=990KN＞rdN=655.8KN所以按照最小配筋率配置受壓鋼筋A(yù)s=0.2%*bh0=360mm2選擇2Ф10和2Ф12（383mm2）校驗(yàn)受壓區(qū)rdN=655.8＜fcA=2200KN為了防止混凝土橫向脹裂剝落要設(shè)計(jì)箍筋，按照構(gòu)造要求選用10@200雙支箍筋，縱向計(jì)算：立柱在縱向可視為獨(dú)立的柱，所受荷載有立柱的重量、橫梁重和工作橋縱梁傳來的壓力，可按照三角形分布考慮。對于中墩上的立柱，計(jì)算縱梁傳來的作用力和確定立柱的受力狀態(tài)時(shí)，需考慮相鄰兩閘孔的開啟方式。所以要對稱配筋。一孔打開閘門，一孔不開閘門時(shí)鋼架受力最不利：偏心受壓構(gòu)件計(jì)算：P1=273.27KNP2=115.67KNM=35.46KN*M.e0=M/N=129.8mm＞h/30=16.7mm故e0=129.8mmζ1=0.5fcA/rdN=3.8,所以取ζ1=1η=1.49因?yàn)棣莈0=194.2＞0.3*h0=150所以按照大偏心計(jì)算。.e=ηe0+h/2=444.2mm對于二級鋼筋取аsb=0.396由于rdNe＜fcаsbh02所以按照最小配筋率配置受壓鋼筋。AS’=0.2%*bh0=368mm2選用2Ф16（402mm2）鋼筋配置