第九章 結(jié)構(gòu)配筋計算

8.4結(jié)構(gòu)配筋計算本次設(shè)計只對門機縱梁和前樁臺面板進行配筋計算，配筋圖如碼頭面板配筋圖和門機縱梁配筋圖所示。8.4.1面板配筋計算⑴作面板在荷載作用下的彎矩圖，如圖8.27和8.28所示。圖8.27面板配筋計算數(shù)據(jù)⑵鋼筋混凝土的強度等級為C40，采用Ⅱ級鋼筋，結(jié)構(gòu)系數(shù)取1.2，環(huán)境類別為三類，混凝土保護層最小厚度為c=30mm?；炷粒?19.5鋼筋：=310，=210⑶截面尺寸長邊=5600mm，=4500mm，=400mm板的計算跨度為：長跨=+=5.6+0.18=5.78m短跨=+=4.5+0.04=4.54m高：h=400mm跨中截面最大彎矩設(shè)計值:長跨=80.94,短跨=40.25。⑷配筋計算估計鋼筋直徑d=14mm，排成一排，所以得a=c+0.4×d=30+0.4×14=35.6mm。則截面的有效高度為=－a=400-35.6=364.4mm，面板取單位寬度計算b=1000mm。＜=0.544滿足要求。＜=0.15%則按最小配筋率配筋，但一般板常用配筋率范圍為0.4%～0.8%?；居嬎愎剑海?-26）（8-27）其適用條件相應(yīng)為（8-28）（8-29）式中：——截面抵抗矩系數(shù)——相對受壓區(qū)計算高度。設(shè)計時可先由式（8-26）求出=再由式求出=將代入式（8-27）即可求得鋼筋截面面積配筋計算見表8-14。⑸混凝土裂縫寬度驗算本次設(shè)計只驗算長期組合下，裂縫寬度是否合格。驗算見表8-14。由《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的裂縫寬度驗算公式：=（8-30）式中：——構(gòu)件受力特征系數(shù)，取=1.0?！摻畋砻嫘螤钕禂?shù)，取=1.0?！奢d長期作用影響系數(shù)，=1.6?！钔鈱涌v向受拉鋼筋外邊緣距受拉區(qū)底部的距離，取30mm?！v向受拉鋼筋的有效配筋率，?！行芾炷两孛婷娣e()?！芾瓍^(qū)縱向鋼筋面面積()?！L期組合計算的構(gòu)件縱向受拉鋼筋截面面積()?！摻顝椥阅Ａ?，=。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件最大裂縫寬度允許值=0.2mm。⑹鋼筋構(gòu)造設(shè)置由于長跨方向的彎矩較大鋼筋就放在下層，短跨方向的彎矩較小，鋼筋放在上層?？紤]到施工方便，將板在兩個方向各劃分為三個板帶，邊緣板帶的寬度均為較小跨度的1/4，其余為中間板帶。在中間板帶，按跨中最大彎矩值配筋。在邊緣板帶，單位寬度內(nèi)的鋼筋用量則為其相應(yīng)中間板帶鋼筋用量的一半，但不少于3根，取長短跨邊緣板帶都為14@250。⑺鋼筋的錨固長度由于是Ⅱ級鋼筋，錨固長度為=30d=30×14=420mm。8.4.2軌道梁配筋計算（常用配筋法）⑴作梁在荷載作用下彎矩圖見圖8-49所示。圖8.28縱粱使用期彎矩圖圖8.28縱梁使用期剪力圖⑵配筋計算數(shù)據(jù)材料強度混凝土：C40號=19.5Ⅱ級鋼筋：=310，=210截面尺寸使用期：b=1000mm，=1850mm。支座邊緣截面剪力承載能力極限狀態(tài)設(shè)計值=1806.22KN跨中截面最大承載能力極限狀態(tài)彎矩設(shè)計值=1954.647支座截面最大承載能力極限狀態(tài)彎矩設(shè)計值=1845.56表8-15面板縱向受拉鋼筋計算表達計算截面計算內(nèi)容長跨中截面長跨支座截面?zhèn)渥⒖缰薪孛娑炭缰ё孛鎮(zhèn)渥?7.12850.65248.366.132 =0.0310.01620.01550.0212=0.03160.0164＜0.01560.0214＜符合795.87775411.85446392.57887539.09779=×100%0.1990%%0.1030%%＜不符0.0981%%0.1348%%＜不符選配鋼筋14@14014@20014@20014@200實配鋼筋1100770770770=×100%0.3019%0.1925%%＞符合0.1925%%0.1925%%＞符合0.09552270.11760030.12337780.0898445232157.523350150.2099205.6655=0.19424410.12841190.12178860.1737117符合⑶驗算截面尺寸，為深受彎構(gòu)件。截面計算高度按下式確定：因為，所以符合下式：式中（承載能力極限狀態(tài)），故截面尺寸滿足要求。由于彎矩較大，估計需縱筋排二排，取三類工作環(huán)境，混凝土最小保護厚度為45mm，取a=60。=-a=1850-60=1790mm，b=1000mm，=1816.4mm。==1.816＜4.0由于=0.25×19.5×1000×1790=8726.25KN＞=2345.576KN。故截面尺寸滿足抗剪要求。對于矩形截面的一般受彎構(gòu)件，如能符合式8-31，則不需要進行斜截面抗剪配筋計算，僅按構(gòu)造要求配筋。（8-31）由于>故不需要進行斜截面抗剪計算，僅按構(gòu)造要求設(shè)置腹筋，并且不需設(shè)彎起鋼筋。⑷受彎承載力配筋計算由于＞，且＞1200,查《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)》表4-1得梁的箍筋的最大間距=350mm。選配雙肢箍筋2φ10@200,==157.08=0.07854%<=0.12%按箍筋最小配筋率計算。計算縱向鋼筋（配筋計算見表8-16所示）表8-16軌道梁縱向受拉鋼筋計算表達計算截面計算內(nèi)容跨中截面最大彎彎矩支座截面最大彎彎矩備注2345.57762214.6772 =0.0364660.0344=0.0371550.035044＜符合4244.424454003.2422=×100%0.23370.2204＞符合選配鋼筋12251216+4228實配鋼筋5890.84876.2=×100%0.32430.2685＞符合0.08730.076622209.973239.50557=0.2410.238符合⑸混凝土裂縫寬度驗算本次設(shè)計只驗算長期組合下，裂縫寬度是否合格。驗算見表8-16鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件最大裂縫寬度允許值=0.25mm⑹鋼筋的錨固長度Ⅱ級鋼筋，錨固長度為＞30d=30×18=540mm。＞30d=30×22=660mmⅠ級鋼筋，錨固長度為＞20d=20×10=200mm。但為了施工方便都取=300mm。8.4.3施工期配筋驗算施工期跨中承載能力彎矩設(shè)計值=232.464＜=0.544=0.1388×(1-0.5×0.1388)=0.1292=0.1292×600×=1418.10=232.464＜=1418.10所以安全。⑵箍筋最小配筋率復(fù)核=157.08/(600×200)=0.131%＞0.12%滿足要求。9概預(yù)算分析本設(shè)計僅考慮計算第一方案中高樁碼頭結(jié)構(gòu)的工程概算，計算原則以《沿海港口建設(shè)工程概算預(yù)算編制規(guī)定》為依據(jù)，參照現(xiàn)有其他資料，對該方案進行工程概算。9.1概預(yù)算編制依據(jù)⒈國家交通部頒布的有關(guān)法令和法規(guī)；⒉根據(jù)該泊位施工圖設(shè)計和施工組織設(shè)計；⒊國家交通部頒布2004年《沿海港口建設(shè)工程概預(yù)算編制規(guī)定》等5種定額；⒋江蘇基建主管部門頒發(fā)有關(guān)規(guī)定；9.2工程量及概算（見附表概算表）經(jīng)過計算，算得碼頭主體工程費用為：基價定額總費用為：4741916.55元。市場總價為：5041916.86元，工程概算金額為6767321.92元，其他費用的計算結(jié)果見表9-1。表9-1其他費用的計算序號項目計算公式（一）基價定額直接費費指按定額規(guī)定的的人工、材材料、船機機艘（臺）班班基價計算算的工、料料、機費用用之和（二）定額直接費指按工程所在地地的人工、材材料、船機機艘（臺）班班價格計算算的工、料料、機費用用之和（三）其他直接費（一）×4.77%（四）臨時設(shè)施費（一）×1.55%（五）現(xiàn)場管理費（一）×4.00%（六）直接工程費（二）+（三）+（四）+（五）（七）企業(yè)管理費[（一）+（三）+（四）+（五）]××6.0%%（八）財務(wù)費用[（一）+（三）+（四）+（五）]××0.8%%（九）計劃利潤[（一）+（三）+（四）+（五）+（七）+（八）]××7%（十）稅金[（六）+（七）+（八）+（九）]××3.388%（十一）專項費用（1+稅率）×獨獨立計算的的費用（十二）單位工程概算金金額（六）+（七）+（八）+（九）+（十）+（十一）10施工條件件、方法和和進度10.1施工工條件自自然條件碼頭工程處的自自然條件詳詳見第2章。10.1.2施工外部部條件擬建碼頭工程位位于江蘇省省常熟市金金涇塘口下下游，現(xiàn)有有防汛大堤堤通道可作作為施工臨臨時道路，施施工用水、用用電均可依依托當(dāng)?shù)貤l條件得到解解決。10.1.3施工能力力分析擬建碼頭地處長長江下游，碼碼頭結(jié)構(gòu)屬屬常規(guī)高樁樁結(jié)構(gòu)，長長江中下游游地區(qū)擁有有多家港口口專業(yè)施工工工程公司司，其技術(shù)術(shù)力量雄厚厚，施工設(shè)設(shè)備、機具具齊全，經(jīng)經(jīng)驗豐富，完完全有能力力承擔(dān)本工工程的施工工任務(wù)。本工程施工難點點為沉樁和和澆筑靠船船平臺墩臺臺部分。根根據(jù)地質(zhì)勘勘察報告,,擬建碼頭頭區(qū)的持力力層為致密密砂層，借借鑒類似碼碼頭工程的的施工經(jīng)驗驗，設(shè)計推推薦采用不不小于D880錘的大大型打樁船船進行沉樁樁。墩臺部部分由于體體積較大，澆澆筑時容易易產(chǎn)生溫度度應(yīng)力造成成開裂，因因此，需采采取合適的的冷卻或保保溫系統(tǒng)和和科學(xué)的施施工組織以以保證工程程的順利實實施。10.2施工工方法10.2.1推薦方案案碼頭結(jié)構(gòu)構(gòu)施工方法法⑴樁基預(yù)應(yīng)力砼空心方方樁擬在固固定預(yù)制廠廠預(yù)制，用用船運至施施工現(xiàn)場，采用打樁樁船錘擊沉沉樁。為了了加強基樁樁之間的連連接，防止止樁身折裂裂和變位，對對沉樁到位位的基樁應(yīng)應(yīng)及時進行行夾樁處理理。⑵橫梁碼頭平臺橫梁及及引橋橫梁梁均為現(xiàn)澆澆構(gòu)件，在在現(xiàn)場進行行澆注。⑶預(yù)制構(gòu)件的預(yù)制制和安裝縱梁、軌道梁、前前邊梁、后后邊梁、面面板、靠船船構(gòu)件等預(yù)預(yù)制構(gòu)件達達到要求強強度后，采采用起重船船吊運、安安裝。⑷砼面層安裝預(yù)制砼面板板后現(xiàn)場澆澆注砼面層層。10.2.2碼頭結(jié)構(gòu)主主要施工順順序碼頭結(jié)構(gòu)主要施施工順序詳詳見施工順順序框圖。預(yù)制預(yù)應(yīng)力砼方樁預(yù)制預(yù)應(yīng)力砼方樁砼方樁的沉樁和鉆孔樁施工砼方樁的沉樁和鉆孔樁施工現(xiàn)澆下橫梁現(xiàn)澆墩臺部分現(xiàn)澆下橫梁現(xiàn)澆墩臺部分預(yù)制梁、板等預(yù)制構(gòu)件預(yù)制梁、板等預(yù)制構(gòu)件安裝梁、板等預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)澆上橫梁、砼面層現(xiàn)澆上橫梁、砼面層安裝碼頭附屬設(shè)備安裝碼頭附屬設(shè)備圖10.1施工工順序框圖圖10.3