鋼筋混凝土裝配式渡槽設(shè)計(jì)指導(dǎo)書m

1、鋼筋混凝土裝配式渡槽設(shè)計(jì)指導(dǎo)書一、設(shè)計(jì)目的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)是水工專業(yè)教學(xué)的重要內(nèi)容，通過課程設(shè)計(jì)一方面加深同學(xué)門對(duì)本課程所學(xué)內(nèi)容的理解，做到理論聯(lián)系實(shí)際，另一方面讓同學(xué)們進(jìn)行工程師的基本訓(xùn)練，為走向工作崗位打下一定基礎(chǔ)。二、渡槽設(shè)計(jì)任務(wù)書1、設(shè)計(jì)課題某灌溉渠道上裝配式鋼筋混凝土矩形（無(wú)橫桿）渡槽2、設(shè)計(jì)資料某灌溉渠道上渡槽每跨長(zhǎng)12m，高3.5m，側(cè)墻頂外伸懸臂板作為人行道，槽身簡(jiǎn)支擱于剛架立柱牛腿上，剛架總高13.1m，基礎(chǔ)為條形基礎(chǔ)，埋置深度為1.4m，渡槽結(jié)構(gòu)布置如圖1所示。結(jié)構(gòu)條件如下：A：渡槽最大水深（設(shè)計(jì)水深）為2.5m，過水凈寬為3.1m；B：欄桿重1.5kN/m，施工荷載

2、4.0kN/m2(不與人群荷載同時(shí)出現(xiàn))；人群荷載一般取2.5kN/m2；C：槽身混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25；D：槽身受力主筋I(lǐng)I，分布筋、箍筋為I級(jí)。3、設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求1）完成設(shè)計(jì)計(jì)算書一份，內(nèi)容包括a:槽身的荷載計(jì)算、內(nèi)力計(jì)算、承載能力極限狀態(tài)計(jì)算和正常使用極限狀態(tài)計(jì)算；2）繪制渡槽結(jié)構(gòu)施工圖（2號(hào)圖紙），內(nèi)容包括a:槽身模板圖及其縱、橫配筋圖；b:有關(guān)設(shè)計(jì)說明。三、槽身設(shè)計(jì)參考資料（一）概述渡槽是渠道跨越河流、溪谷、洼地和道路的輸水建筑物，是水利工程中應(yīng)用最廣泛的交叉建筑物之一。本資料重點(diǎn)介紹簡(jiǎn)支梁式矩形渡槽結(jié)構(gòu)造型及其槽身結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（二）簡(jiǎn)支梁無(wú)橫桿矩形渡槽的結(jié)構(gòu)和計(jì)算1、無(wú)橫桿矩形截

3、面渡槽槽身主要結(jié)構(gòu)無(wú)橫桿矩形槽的側(cè)墻頂，常設(shè)有外深懸臂板作為人行道，板厚越為60100mm，人行道寬度常取為8001200mm。為了交通方便，人行道上設(shè)置欄桿。槽身截面取決于過水的要求。過水?dāng)嗝娴纳顚挶龋ㄋ钆c水面寬度之比）從過水能力考慮應(yīng)取0.5，但從結(jié)構(gòu)受力考慮，因側(cè)墻在縱向起著梁的作用，加高側(cè)墻，可提高槽身的縱向承載能力。故在實(shí)際工程中深寬比常提高0.60.8。為了防止風(fēng)浪引起槽身側(cè)墻頂溢水，側(cè)墻的高度應(yīng)留有超高（超出槽內(nèi)最大水深的高度），一般超高可取為0.20.4m。一般渡槽槽身中的水深（設(shè)計(jì)流量下的水深）即為槽內(nèi)最大水深，持久狀況的基本組合考慮。但有些渡槽除考慮本身設(shè)計(jì)流量外，還考慮

4、全灌區(qū)灌水時(shí)，輸水量加大的情況，此加大流量下的水深便為槽內(nèi)最大水深（也稱校核水位），這種情況按短暫情況的基本組合考慮。無(wú)橫桿矩形槽的尺寸大致如下：較高的側(cè)墻，其壁厚常做成上薄下厚。為便于垂直澆筑砼頂部厚度不小于120mm，側(cè)墻底部承受較大彎矩，其厚度由抗裂或限制裂縫寬度條件確定，一般為150300mm。底板厚度可取與側(cè)墻底部厚度相同。側(cè)墻與底板交接處常設(shè)托承，以改善交角處的應(yīng)力狀態(tài)。（三）鋼筋混凝土渡槽的結(jié)構(gòu)計(jì)算1.槽身橫向計(jì)算（計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖1所示）：（1）人行道板計(jì)算人行道板為一支撐在側(cè)墻上的懸臂板，懸臂長(zhǎng)度為，承受均布荷載（包括板自重和人群荷載，欄桿重可折算在均布自重荷載內(nèi)）。人行道承受的

5、最大彎矩為：式中結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；設(shè)計(jì)狀況系數(shù)；、分別為永久荷載、可變荷載分項(xiàng)系數(shù)；、分別為板自重、人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值。（2）側(cè)墻計(jì)算側(cè)墻為支承在底板上的懸臂板。在工程實(shí)踐中，近似按受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)（略去軸向力影響），側(cè)墻低端的最大彎矩為（彎矩以槽壁外側(cè)受拉為正）：式中槽身最大水深；水容重。其它符號(hào)意義同上。側(cè)墻較高時(shí)，彎矩沿墻高變化較大，可沿墻高選取23個(gè)截面進(jìn)行配筋計(jì)算，側(cè)墻除強(qiáng)度計(jì)算外，尚應(yīng)進(jìn)行抗裂或裂縫寬度的計(jì)算。（3）底板計(jì)算底板除在兩端承受兩端傳來(lái)的軸向拉力N以及彎矩M外，還承受豎向荷載（包括水自重和底板自重）。底板為一偏心受拉構(gòu)件，應(yīng)按兩端最大負(fù)彎矩M(此時(shí)水深取H,人行道上有人群荷載)及

6、相應(yīng)的軸向拉力N：式中側(cè)墻底端彎矩；底板厚度?？缰凶畲髲澗兀ù藭r(shí)水深取B/2,人行道無(wú)人群荷載）及相應(yīng)的N分別進(jìn)行配筋計(jì)算：底部除強(qiáng)度計(jì)算外，尚應(yīng)進(jìn)行抗裂及裂縫寬度驗(yàn)算，上述側(cè)墻及底板計(jì)算中，當(dāng)槽內(nèi)最大水深H為設(shè)計(jì)水深時(shí)，應(yīng)按持久狀況基本組合考慮；當(dāng)H為校核水深時(shí)，應(yīng)按短暫狀況的基本組合考慮。人行道板、側(cè)墻及底板一般均能滿足斜截面主拉應(yīng)力計(jì)算的要求，可不必另行計(jì)算。2.槽身縱向計(jì)算（1）內(nèi)力及配筋計(jì)算將每跨槽身視為支承于剛架上的簡(jiǎn)支梁，計(jì)算跨度為（為凈跨）。梁的截面是由側(cè)墻和底板組成的 形或 形（可折算成I字型截面），梁上作用的荷載q為槽身自重（包括側(cè)墻、底板、人行道板及欄桿）+最大水深時(shí)重+

7、人群荷載。由于結(jié)構(gòu)和荷載均對(duì)稱，故可取一半進(jìn)行計(jì)算。由于梁的跨中彎矩最大，一般需放兩至三排縱向受力鋼筋。受力筋主要放在側(cè)墻底部的占受力鋼筋面積的75%左右，其余25%左右放在底板部位（如圖2所示）。放在底板部位的縱向受力鋼筋可兼做底板橫向分布鋼筋。另在進(jìn)行斜截面受剪承載力計(jì)算時(shí)注意不可把橫向計(jì)算中的側(cè)墻受力筋兼做縱向計(jì)算中的箍筋。當(dāng)0.070.25時(shí),則側(cè)墻縱向另需配縱筋和彎起鋼筋。彎起鋼筋面積（）的計(jì)算同梁一樣，即式中：為彎起角，可取600；如，則不需進(jìn)行斜截面受剪承載力計(jì)算，但仍需按構(gòu)造要求彎起鋼筋；如時(shí)，則應(yīng)增大截面尺寸或提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)。上述公式中的b均指工字型截面的肋寬。由于簡(jiǎn)支梁式的槽身底板縱向計(jì)算中全處于受拉區(qū)，為了防止開裂滲水，槽身尚需進(jìn)行抗裂驗(yàn)算。槽身縱向計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3所示：（2）撓度驗(yàn)算渡槽槽身為大跨度結(jié)構(gòu)，為保證結(jié)構(gòu)的正常使用，應(yīng)按荷載效