矩形渡槽設(shè)計(jì)說明書

矩形渡槽設(shè)計(jì)說明書矩形渡槽設(shè)計(jì)說明書/矩形渡槽設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)基本資料一．設(shè)計(jì)題目：鋼筋混凝土渡槽(設(shè)計(jì)圖見尾頁)灌區(qū)干渠上鋼筋混凝土渡槽，矩形槽身設(shè)計(jì)，支撐排架和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部署二．基本資料地形：干渠超越xx溝位于干渠樁號(hào)6+000處，溝寬約75m，深15m左右。依據(jù)地形圖和實(shí)測(cè)渡槽處xx溝橫斷面以下表;樁號(hào)6+0006+0156+0256+0356+0456+0556+0656+0906+100地面高97.8092.7087.6683.8583.8087.6089.9097.6897.70程（m）33，縱坡2.干渠水利因素：設(shè)計(jì)流量Q設(shè)=10m/s、加大流量Q加=11.5m/si=1/5000，糙率n=0.025.渠底寬B=2m，內(nèi)坡1：1，填方處堤頂寬2.5m，外坡1：干渠樁號(hào)6+000處渠底高程為95.00m。地質(zhì)：該處為第四紀(jì)積聚層，表面為壤土深2米，基層為細(xì)砂礫石深度為米，再基層為砂壤土。經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定，地基贊成承載能力（P）=200KN/m2水文氣象：實(shí)測(cè)該處地面在10米高處，三十年一遇10分鐘統(tǒng)計(jì)均勻最狂風(fēng)速為24m/s。設(shè)計(jì)洪水位，按二十年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)，低于排架頂1m，洪水均勻流速為2m/s，飛揚(yáng)物重50KN。建筑物等級(jí)：按灌區(qū)規(guī)模，確立渡槽為三級(jí)建筑物。資料：鋼筋Ⅱ級(jí)3號(hào)鋼，槽身采納C25混凝土，排架及基礎(chǔ)采納C20混凝土。荷載：1）自重：鋼筋混凝土Υ=25KN/m3

水Υ=10KN/m32

）人群荷載：

3KN/m

3）施工荷載：4KN/m34）基礎(chǔ)及其上部填土的均勻容重為20KN/m3三．設(shè)計(jì)原則與要求構(gòu)件強(qiáng)度及裂痕計(jì)算應(yīng)恪守“水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范“（SDJ20-78）為了減少應(yīng)力集中，構(gòu)件內(nèi)角處應(yīng)加補(bǔ)角，但計(jì)算可以忽視不計(jì)。計(jì)算說明書要求內(nèi)容完滿、書寫工整。圖紙要求布局適合、圖面潔凈、字體工整。四．設(shè)計(jì)內(nèi)容水力計(jì)算：確立渡槽縱坡、過水?dāng)嗝娉叽?、水面連接、水頭損失和上下游鏈接。對(duì)槽身進(jìn)行縱向、橫向結(jié)構(gòu)計(jì)算，依據(jù)強(qiáng)度、剛度和構(gòu)件要求配置鋼筋。擬定排架及基礎(chǔ)尺寸。兩岸鏈接和部署。五．設(shè)計(jì)成就計(jì)算說明書一份設(shè)計(jì)圖紙一張（A1）整體部署圖：縱剖面及平面圖一節(jié)槽身鋼筋部署圖：槽身中部、端部剖面，側(cè)墻鋼筋部署及底板上、基層鋼筋部署圖，并列處鋼筋用量明細(xì)表。排架和基礎(chǔ)尺寸，鋼筋部署等。六．參照書《水工建筑物》《工程力學(xué)》《建筑結(jié)構(gòu)》《水工鋼筋混凝土》《工程力學(xué)與工程結(jié)構(gòu)》設(shè)計(jì)說明書一．渡槽整體部署1，槽身長(zhǎng)度確實(shí)定干渠超越xx溝，位于干渠樁號(hào)6+000處。由此表可畫出此溝的橫剖面圖：樁號(hào)6+0006+0156+0256+0356+0456+0556+0656+0906+100地面高97.8092.7087.6683.8583.8087.6089.9097.6897.70程（m）渡槽橫斷面圖由圖可知在高程為95m處溝長(zhǎng)為70.25m。而關(guān)于矩形槽，跨度一般取8～15m，因此此槽身去跨度為9m，共8跨，則槽身長(zhǎng)L=72m。2.上下游連接形式及其長(zhǎng)度因?yàn)榕っ娴倪^流能力較好，因此，上下游連接段均采納扭面進(jìn)行過渡連接;在渠道中：水深h1由已知條件，帶入數(shù)據(jù)知0.60.421nQb21m2h1bbh1mi2m2m進(jìn)行迭代得h1=2.89m校核設(shè)計(jì)流量：A=（b+mh）h=14.13m2R=A/x=1.39mQ實(shí)=A2114.13210.5R3i21.3939.95m3/sQ設(shè)n0.0255000故，不符合設(shè)計(jì)流量的要求，當(dāng)h1=2.9m時(shí)Q實(shí)=A2110.03m3/sQ設(shè)R3i2n故，符合設(shè)計(jì)流量的要求Vo=Q實(shí)=10.03=0.71m/sA14.213當(dāng)Q=10m/s，堤頂寬度為2.5m時(shí)，查書中表8-5得h10.5m則Hh1h13.4m校核加大流量：Q加、=A2114.09m3/sQ加R3i2n故，符合加大流量的要求則，渠道的深度H=3.4m，水深h1=2.9m。關(guān)于中小型渡槽，入口漸變段長(zhǎng)度可取L1大于等于4h（1h1為上游渠道水深）;出口漸變段長(zhǎng)度可取L2大于等于6h3（h3為下游渠道水深）。則，L14h1=11.6m取L1=12mL26h3=17.5m取L=18m2綜上所述：L1=12m，L2=18m，均采納扭面過渡。3．渡槽支撐形式考慮到該渡槽的荷載較小，其支撐形式采納單排架。4．渡槽基礎(chǔ)的形式采納板梁式條形基礎(chǔ)二．渡槽水力計(jì)算1.尺寸定槽身的水?dāng)嗝娉叽?，一般按流量，按最大流量校核，通水力學(xué)公式（A21大于等于（2（h2槽內(nèi)Q=32）行算。當(dāng)槽身度LRi15～20）hn水深），按明渠均勻流公式行算。矩形渡槽深比一般取0.6～0.8，超高一般取0.2～0.6m。初，坡一般取1/500～1/1500。糙率取0.011.定h/b=0.7,i=1/1000,得：b=2.6m,不符合要求：定h/b=0.8,i=1/700.得：b=2.25m,也不符合要求；定h/b=0.8,i=1/500,得；b=2.03m,也不符合要求，????通以上的算得，無怎么整數(shù)，都不可以足要求，而，一般渡槽的小于等于渠道底。入Q=A21在以上數(shù)據(jù)下，渡槽b=2m,i=1/700,n=0.011R3i2算n水深h，Q=A212hhR3i2=n0.0111h

23

110700行迭代得：h=1.93m同理，將加大流量入上式Q=A212hhR3i2=n0.0111h迭代得：h加=2.15m流量行校核：b=2m,h=1.93m.

23

111.5700Q實(shí)=A213.862110.04m3/sQ設(shè)R3i2=0.6593n0.011700Q實(shí)10.04，V===2.6m/s足流量的要求加大流量行校核取h=0.27m，，b=2m,h=0.27+1.93=2.2mQ加、=A214.42111.8m3/sQ加R3i2=0.6883n0.011700知足加大流量的要求2.計(jì)算水頭損失入口段水面下降值：Z1K1v2v0210.12.620.7120.351m2g29.81（K=0.1）槽身材沿程下降值：Z1iL1/700720.103m出口段水面上增值：Z2110.3510.117mZ33渡槽總水面下降值：ZZZ1Z20.3510.1030.1170.337mZ因此符合最小水頭損失的要求。抬高值：y1=h1-Z-h2=2.9-0.351-1.93=0.619m入口槽底高程：13y1950.61995.619m出口槽底高程：21Z195.6190.10395.516m降低值：y2=h-Z-h2=2.9-0.117-1.93=0.853m32出口渠底高程：42y295.5160.85394.663m渡槽水利計(jì)算圖最后確立，渡槽的斷面尺寸為b=2m，h=2.2m符合要求。三．槽身結(jié)構(gòu)計(jì)算槽身橫向結(jié)構(gòu)計(jì)算取槽身長(zhǎng)

1m計(jì)算，擬定截面尺寸以下：可選定：t1=16～20cm

t

2=20～30cma=80

～100cm

b=40cmc=36cm

拉桿截面為

16*16cm詳細(xì)尺寸見以下列圖：槽身斷面圖單位：cm因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)、荷載對(duì)稱，取一半計(jì)算，截面上剪力大多數(shù)散布在側(cè)墻上，可視為一個(gè)支撐連桿支持于側(cè)墻底部，忽視側(cè)墻所受的豎向力，可使勁矩分派法求解內(nèi)力，其計(jì)算見圖以下：（1）.拉桿彎矩的計(jì)算：荷載q1水·H=102.43=24.3KN·mq2水·H+混?t2=102.43+250.3=31.8KN·m分派系數(shù)：截面慣性矩分別為t130.236.671044IAC12m12IABt230.332.25103m41212KAC3EIAC36.67104E8.23104E抗彎剛度：H2.43EIAB2.25103EKAB2.05103EH1.1ACKAC0.29KACKAB因此：分派系數(shù)為：KABAB0.71KACKAB傳達(dá)系數(shù)：CAC=0AB=-1C求固端彎矩及拘束力矩，固定狀態(tài)下，可得各固端彎矩MACFq1l29.6KNmMCAF015Fq2l212.8KNmFq2l2MAB3MBA6.4KNm6分派系數(shù)0.290.71固端彎矩0-9.6-12.8-6.4分派與傳達(dá)06.515.9-15.9最后桿端彎矩0-3.13.1-22.3最后桿端彎矩為：

MAC=-3.1KN·m

MCA=0KN·mM

AB=3.1KN·m

MBA=-22.3KN·m（2）.拉桿拉力的計(jì)算取側(cè)墻為走開體,由∑MA=0則、H3NC·H+MAC-=06NC、=H3-MAC=102.432-3.1=8.6KN6H62.43NC=NC、S=8.62=17.2KNmNC、:槽身一米的拉桿拉力S:拉桿間距（這里取2.2m）NC、：一個(gè)拉桿所承受的拉力（3）.底板夸中彎矩M0計(jì)算M0=q2l2-MAB=3.1822-3.1=16.1KNm88（4）．繪制彎矩圖、1X3MX=NCX-側(cè)墻外側(cè)彎矩6dMX=NC、-1X2=0dX2X=2NC、代入MX則得MX（max）。1、、36NCMX1=0地點(diǎn)即NCX1-6X1=0因此X1=、代入數(shù)據(jù)得：當(dāng)M0=0時(shí)，X1=6NC=2.27m當(dāng)Mmax時(shí)，X=2NC、=1.3m此時(shí)Mmax、-131.33=7.5KNm=NCX16X1=8.61.3-1/610（5）.底板拉力∑M=0底板拉力NA=H3-NC=102.433-17.2=54.5KN22（6）.拉桿彎矩的計(jì)算荷載：q10.1253211KNmq20.162250.64KNm桿端彎矩：q1a22aq2L2320.50.642.22MC3L122.2122.35KNm6跨中彎矩：MCq1a3q2L2110.530.642.223L2432.2240.34KNm彎矩圖單位：KNm2.槽身縱向結(jié)構(gòu)計(jì)算1）.荷載：q1=（0.2*2.43*2+0.3*2.2）*25=40.8KN·mq2=10*2.2*2=44KN·mq3=2a*3=2*0.5*3=3KN·m總荷載：q=q1+q2+q3=10.8+44+3=87.8KN·m(2).內(nèi)力計(jì)算計(jì)算跨度L計(jì)=1.05L0=1.05*9=9.45m夸中彎矩M=1/8qL計(jì)2M=ql計(jì)2=1/887.89.452=980KN·m83.配筋計(jì)算(1).側(cè)墻配筋查表得，fc=11.9N/mm2,fy=300N/mm2K=1.20取a=30mm，則h0=h-a=200-30=170mmsKM1.21067.50.03fcbh011.910001702112s1120.030.03p0.85b0.468Asfcbh011.910000.0317067.4mm2fy30067.40.04%pmin0.2%1000170因此用最小配筋率配筋其As10001700.002340mm2選配鋼筋選受拉筋為Φ12@300（As=377mm2）(2).底板受壓計(jì)算取a=30mm，則h0=h-a=300-30=270mmsKM1.210616.10.02fcbh011.910002702112s1120.020.02p0.85b0.468Asfcbh011.910000.02270214.2mm2fy300214.20.08%pmin0.2%1000270因此用最小配筋率配筋其As10002700.002540mm2選配鋼筋選受拉筋為Φ12@200（As=565mm2）受拉計(jì)算鑒別偏愛受拉構(gòu)件的種類e0M/N16.1/54.50.3m300mmfh/2a300/230120mm屬于大偏愛受拉構(gòu)件。計(jì)算受拉鋼筋h030030270mmee0h/2a300300/230180mm、KN22efbh1.254.510001800.38611.91000270pAssmaxc00fy、h0a30027030按結(jié)構(gòu)規(guī)定配置鋼筋A(yù)s0.0021000270540mm2因此配置Φ12@200（As=565mm2）(3).拉桿配筋因?yàn)槔瓧U所受拉力很小，直接按結(jié)構(gòu)要求即最小配筋率配筋A(yù)s0.00216013041.6mm2因此配置4Φ8（As=201mm2）箍筋Φ6@3004.槽身縱向配筋計(jì)算取a=30mm，則h0=h-a=2860-30=2830mmb=400mmsKM1.21069800.03fcbh011.940028302112s1120.030.03p0.85b0.468Asfcbh011.94000.0328301347mm2fy3001347pmin0.2%4000.12%2830因此用最小配筋率配筋其As40028300.0022260mm2選配鋼筋選筋為8Φ20（As=2513mm2）四．槽身支撐排架與基礎(chǔ)的部署1.支撐排架槽身支承采納