矩形渡槽设计说明书Word格式文档下载.docx
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3.地质:
该处为第四纪沉积层,表面为壤土深2米,下层为细砂砾石深度为10米,再下层为砂壤土。
经试验测定,地基允许承载能力(P)=200KN/m
4.水文气象:
实测该处地面在10米高处,三十年一遇10分钟统计平均最大
风速为24m/s。
设计洪水位,按二十年一遇的防洪标准,低于排架顶1m洪水平均流速为
2m/s,漂浮物重50KN
5.建筑物等级:
按灌区规模,确定渡槽为三级建筑物。
6.材料:
钢筋n级3号钢,槽身采用C25混凝土,排架及基础采用C20混凝
土。
7.荷载:
1)自重:
钢筋混凝土Y=25KN/m3水Y=10KN/m3
)人群荷载:
3KN/m3
3)施工荷载:
4KN/m3
4)基础及其上部填土的平均容重为20KN/m3
三.设计原则与要求
1.构件强度及裂缝计算应遵守“水工钢筋混凝土结构设计规范“(SDJ20-78)
2.为了减少应力集中,构件内角处应加补角,但计算可以忽略不计。
3.计算说明书要求内容完全、书写工整。
4.图纸要求布局适当、图面清洁、字体工整。
四.设计内容
1.水力计算:
确定渡槽纵坡、过水断面尺寸、水面衔接、水头损失和上下游链接。
2.对槽身进行纵向、横向结构计算,按照强度、刚度和构件要求配置钢筋。
3.拟定排架及基础尺寸。
4.两岸链接和布置。
五.设计成果
1.计算说明书一份
2.设计图纸一张(A1)
总体布置图:
纵剖面及平面图
一节槽身钢筋布置图:
槽身中部、端部剖面,侧墙钢筋布置及底板上、下层钢筋布置图,并列处钢筋用量明细表。
排架和基础尺寸,钢筋布置等。
、•介一b<
4.
水工钢筋混凝土》
六.参考书
5.《工程力学与工程结构》
.渡槽总体布置
1,槽身长度的确定
干渠跨越XX沟,位于干渠桩号6+000处。
由此表可画出此沟的横剖面图:
087.6C
XX渡槽横断面图
由图可知在高程为95m处沟长为70.25m。
而对于矩形槽,跨度一般取8〜15m所以此槽身去跨度为9m共8跨,则槽身长L=72m
2.上下游连接形式及其长度
由于扭面的过流能力较好,所以,上下游连接段均采用扭面进行过渡连接
在渠道中:
水深hi
由已知条件,带入数据知
I06042
,丄nQb2khi旦上
VmVi2m2m
进行迭代得hi=2.89m
校核设计流量:
A=(b+mhh=14.13m2R=A/x=1.39m
Q=和200251-393
1
5000
0.5
9.95m3/sQ设
故,不符合设计流量的要求,
A21
当h1=2.9m时Q实二AR3P10.03m3/sQ设
n
故,符合设计流量的要求
Vo=y=^=0.71m/s
A14.21
当Q=10mVs,堤顶宽度为2.5m时,查书中表8-5得hi0.5m
校核加大流量:
A213
Q加二—R3i214.09m3/sQ加
故,符合加大流量的要求
则,渠道的深度H=3.4m水深hi=2.9m。
对于中小型渡槽,进口渐变段长度可取Li大于等于4hi(hi为上游渠道水深);
出口渐变段长度可取L2大于等于6h3(h3为下游渠道水深)。
则,L14h1=11.6m取L1=12m
L26h3=17.5m取L2=18m
综上所述:
Li=i2mL2=i8m均采用扭面过渡。
3.渡槽支撑形式
考虑到该渡槽的荷载较小,其支撑形式采用单排架。
4.渡槽基础的形式
采用板梁式条形基础
二.渡槽水力计算
1.尺寸拟定
槽身的过水断面尺寸,一般按设计流量设计,按最大流量校核,通过水力学
公式(Q=AR3i2)进行计算。
当槽身长度L大于等于(15〜20)h2(h2为槽内
水深)时,按明渠均匀流公式进行计算。
矩形渡槽深宽比一般取0.6〜0.8,超
高一般取0.2〜0.6m。
初拟时,纵坡一般取1/500〜1/1500。
糙率取0.011.
拟定h/b=0.7,i=1/1000,得:
b=2.6m,不符合实际要求:
拟定h/b=0.8,i=1/700.得:
b=2.25m,也不符合实际要求;
拟定h/b=0.8,i=1/500,得;
b=2.03m,也不符合要求,
通过以上的计算得,无论怎么调整数值,都不能满足设计要求,而,一般渡槽的净宽小于等于渠道底宽。
A21在以上经验数据下,设渡槽净宽b=2m,i=1/700,n=0.011带入Q=-R3i2计算
进行迭代得:
h=1.93m
迭代得:
h加=2.15m对设计流量进行校核:
0.659
丄10.04m3/s
700
b=2m,h=1.93m.
则,v=Q实二10坐=2.6m/s
A3.86
满足设计流量的要求对加大流量进行校核
取h=0.27m时,贝b=2m,h=0.27+1.93=2.2m
212
Q冷^007o.6883
11.8m3/sQ加
满足加大流量的要求
2.计算水头损失
(K=0.1)
渡槽总水面降落值:
出口渠底高程:
42y295.5160.85394.663m
所以符合最小水头损失的要求。
渡槽水利计算图
最终确定,渡槽的断面尺寸为b=2mh=2.2m符合要求。
3.槽身结构计算
1.槽身横向结构计算
取槽身长1m计算,拟定截面尺寸如下:
2=20〜30cm
可选定:
11=16〜20cm
a=80〜100cm
b=40cm
c=36cm
拉杆截面为16*16cm
具体尺寸见下图:
40
5Q
r
C
aa
cr
r臂a
0C
ft.
槽身断面图单位:
cm
由于结构、荷载对称,取一半计算,截面上剪力大部分分布在侧墙上,可视
为一个支撑连杆支持于侧墙底部,忽略侧墙所受的竖向力,可用力矩分配法求解
内力,其计算见图如下:
(1)
荷载
q2
.拉杆弯矩的计算:
qi
水h+
分配系数:
抗弯刚度:
水H=1O2.43=24.3KN-m
混?
2=1O2.43+250.3=31.8KN-m
截面惯性矩分别为
Kac
Kab
1AC
12
竽6.67104m4
所以:
分配系数为:
传递系数:
Cac=0
AB
t2L
尊2.25103m4
3EIac
H
EIab
h
AC
4
6.6710E
2.43
2.251O3E
1.1
kackab
Cab=-1
8.231O4E
2.O51O3E
0.29
0.71
求固端弯矩及约束力矩,固定状态下,可得各固端弯矩
mAc
Oil!
15
9.6KNm
mCa
mAb
12.8KNm
mBa
6.4KNm
分配系数
固端弯矩
-9.6
-12.8
-6.4
分配与传递
6.5
15.9
-15.9
最后杆端弯矩
-3.1
3.1
-22.3
最终杆端弯矩为:
MAc=-3.1KN•mMca=0KN-m
(2).拉杆拉力的计算
取侧墙为脱离体,由刀M=0则NcH+Mac-电=0
6
x3
X2=0
Nc=NcS=8.62=17.2KNm
Nc:
槽身一米的拉杆拉力
S:
拉杆间距(这里取2.2m)
一个拉杆所承受的拉力
(3).底板夸中弯矩Mo计算
M0=q2^-MAB=3^-3.1=16.1KNm
88
(4).绘制弯矩图
、1Mx=NcX--侧墙外侧弯矩6
dMxm1
X=
代入MX则得MX
dX2
代入数据得:
当Mo=O时,Xi=J
6^=2.27m
(max)。
無.=1.3m
当Mmax时,X=
跨中弯矩:
Me
3
q1a
q2L2
3L
24
110.5
32.2
2
0^』0.34KNm
16,1
弯矩图单位:
KNm
2.槽身纵向结构计算
(1).荷载:
qi=
(0.2*2.43*2+0.3*2.2)*25=40.8KN-m
q2=10*2.2*2=44KN-m
总荷载:
q=q1+q2+q3=10.8+44+3=87.8KN-m
(2).内力计算
|2
夸中弯矩
M=1/8qL计21^=2■计=1/887.89.452=980KN-m
8
3.配筋计算
(1).侧墙配筋
查表得,fc=11.9N/mm2,fy=300N/mm2K=1.20
取a=30mm,贝Uho=h-a=2OO-3O=17Omm
竺^21067.520.03
fcbh011.910001702
s17120.030.03pO.85b0.468
67.4
亦00.04%PminO.2%
所以用最小配筋率配筋
选受拉筋为①
12@300(As=377mm2)
其As10001700.002340mm2
选配钢筋
(2).底板
受压计算
取a=30mm,
则h0=h-a=300-30=270mm
As
KM
1.210616.10.02
fcbh011.910002702
fcbh。
fy
儿91000O.。
2270214.2mm2
300
214.2
其As10002700.002540mm2
选配钢筋选受拉筋为①12@200(As=565mm2)
受拉计算判别偏心受拉构件的类型
e0M/N16.1/54.50.3m300mmfh/2a300/230120mm
属于大偏心受拉构件。
h。
30030270mm
6h/2a300
KNesmaxfcbh
fyhoa
300/23