水工混凝土结构计算书.docx

1、水工混凝土结构计算书一、受弯构件强度计算书项目名称_日 期_设 计 者_校 对 者_一、示意图：二、基本资料： 1依据规范： 水工混凝土结构设计规范(SL 191-2008)，以下简称规范 水工钢筋混凝土结构学(中国水利水电出版社) 2几何参数： 截面形状: T形截面 T形截面腹板宽度： b = 200 mm T形截面高度： h = 450 mm T形截面受压翼沿宽度： bf = 400 mm T形截面受压翼沿高度： hf = 100 mm 截面有效高度ho = h - as = 450 - 35 = 415 mm 上纵筋合力作用点至截面近边距离： as = 35 mm 下纵筋合力作用点至截面

2、近边距离： as = 35 mm 3荷载信息： 承载力安全系数K = 1.35 弯矩设计值：M = 64.22 kNm 剪力设计值：V = 40.00 kN 弯矩标准值：Mk = 51.00kNm 4材料信息： 混凝土强度等级: C20 弹性模量Ec = 2.55104 N/mm2 轴心抗压强度设计值fc = 9.6 N/mm2；轴心抗拉强度设计值ft = 1.10 N/mm2 轴心抗压强度标准值fck = 13.4 N/mm2；轴心抗拉强度标准值ftk = 1.54 N/mm2 纵筋种类: HRB335 弹性模量Es = 2.0105 N/mm2 抗拉强度设计值fy = 300.0 N/mm

3、2；抗压强度设计值fy = 300.0 N/mm2 箍筋种类: HPB235；抗拉强度设计值fyv = 210.0 N/mm2 二、正截面配筋计算： 截面有效高度ho = h - as = 450 - 35 = 415 mm 相对界限受压区高度 b = 0.8/1+fy/（0.0033Es） （规范 6.1.4） b = 0.8 / 1 + 300 / （0.0033 200000） = 0.550 单筋截面，不考虑受压纵筋：As=0.0 mm2 取b = bf = 400 mm，根据规范式6.2.1-1可算得： 受压高度 = 58.5 mm bho = 0.550 415 = 228.3 m

4、m As = （fc bf + fy As） / fy （规范式6.2.1-2） As = （9.6040058.531+3000.0）/300.0 = 749.2 mm2 配筋率 = As/ho/b = 749.2/415/200 = 0.90% min = 0.20%,满足要求。 受拉钢筋实配222，实配面积As（实） = 760 mm2 受压钢筋实配210，实配面积As（实） = 157 mm2三、斜截面配筋计算： 1复核截面尺寸： 受弯构件的受剪截面应符合下式要求： 当h&w& / b 4.0时： KV 0.25fcbho (规范式6.5.1-1) 当h&w& / b 6.0时： KV

5、 0.2fcbho (规范式6.5.1-2) 当4.0 hw / b mctftkWo = 1.650.851.549.55106 = 20621273 Nmm 故抗裂验算不满足要求！五、正截面抗裂宽度控制验算： 1验算依据： 荷载效应标准组合下的受弯构件截面的最大裂缝宽度可按下式计算： max = sk/Es（30+c+0.07d/te） （规范式7.2.2） 式中： - 考虑构件受力特征和荷载长期作用的综合影响系数， 对受弯构件，取 = 2.1； c - 最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区边缘的距离。 d - 钢筋直径，当钢筋采用不同直径时，采用换算直径4As/u； te - 纵向受拉钢筋的

6、有效配筋率，te = As / Ate sk - 按荷载标准值计算的构件纵向受拉钢筋应力，受弯构件按下式计算： sk = Mk / （0.87hoAs） （规范式7.2.3-2） 2裂缝宽度计算过程： c = as - d / 2 = 35 - 22 / 2 = 24 mm sk = 51000000 / （0.87415760） = 185.80 N/mm2 有效受拉混凝土截面面积Ate = 2asb = 235200 = 14000 mm2 te = 760 / 14000 = 0.054 3计算结果： 将上述参数代入规范式7.2.2得： max = 2.1185.80/200000（30

7、+24.0+0.0722.0/0.054） = 0.161 mm二、受压构件计算书项目名称_日 期_设 计 者_校 对 者_一、基本资料： 1依据规范： 水工混凝土结构设计规范(SL 191-2008)，以下简称规范 水工钢筋混凝土结构学(中国水利水电出版社) 2荷载参数： 承载力安全系数K = 1.35 轴向力设计值N = 880.000 KN 弯矩设计值M = 291.500 KNm 剪力设计值Q = 500.000 KN 轴向力标准值Nk = 880.000 KN 弯矩标准值Mk = 291.500 KNm 3几何尺寸参数： I形截面高度h = 800 mm 腹板宽度b = 350 mm

8、 上翼缘高度hf = 100 mm 上翼缘宽度bf = 600 mm 下翼缘高度hf = 100 mm 下翼缘宽度bf = 600 mm 计算长度Lo = 7200.0mm 垂直于弯矩平面计算长度Lo = 3600.0mm 纵筋合力点至近边距离as = 40.0mm 纵筋合力点至远边距离as = 40.0mm 4材料参数： 混凝土强度等级: C25 弹性模量Ec = 2.80104 N/mm2 轴心抗压强度设计值fc = 11.9 N/mm2；轴心抗拉强度设计值ft = 1.27 N/mm2 轴心抗压强度标准值fck = 16.7 N/mm2；轴心抗拉强度标准值ftk = 1.78 N/mm2

9、 纵筋种类: HRB335 弹性模量Es = 2.0105 N/mm2 抗拉强度设计值fy = 300.0 N/mm2；抗压强度设计值fy = 300.0 N/mm2 箍筋种类: HPB235；抗拉强度设计值fyv = 210.0 N/mm2 二、正截面配筋计算： 1偏心距计算： 偏心距eo = M/N = 291500000/880000 = 331.3mm eo = h/30 = 26.7mm,故按实际偏心距eo = 331.3 mm计算。 2计算偏心距增大系数： Lo / h = 7200 / 800 = 1550.00 8.0，需考虑纵向弯曲的影响。 值可按规范中式6.3.9-1计算:

10、 = 1 + 1 / (1400eo / ho)(Lo / h)212 上式中：1 = 0.2 + 2.7 eo / ho 1 = 0.2 + 2.7 331.3 / 760 = 1.377 当1 1.0时，取1 = 1.0 2 = 1.15 - 0.01 Lo / h (规范式6.3.9-3) 当Lo/h = 7200/800 = 9.0 0.3ho = 228.0 mm,按大偏心受压计算。 As=KNe-fc(bf-b)hf(ho-hf/2)-fcsbbho2/fy/(ho-as) 式中e = eo+h/2-as = 1.133331.3+800/2-40 = 735.2 mm 式中sb

11、= b(1-0.5b) = 0.550(1-0.50.550) = 0.399 As=(1.35880000735.2-11.90(600-350)100(760-100/2)-11.900.3996007602) /300.0/(760-40) = -1375.3 mm2 配筋率 = As/ho/b = -1375.3/760/350 = -0.52% hf = 100.0 mm，按T型截面计算钢筋面积： s = KNe-fc(bf-b)hf(ho-hf/2)-fyAs(ho-as)/fc/b/ho2 =(1.35880000735.2-11.90(600-350)100(760-100/2

12、)-300.0532.0(760-40) /11.90/350/7602 = 0.228 = 1-(1-2s)1/2 = 1-(1-20.228)1/2 = 0.262 = 0.262 b = 0.550,同时: x = ho = 0.262760.0 = 198.9 2as = 80.0 mm，则： As = fcbho+fc(bf-b)hf+fyAs-KN/fy As = 11.90.262350.0760.0+11.90(600-350)100+300.0532.0 -1.35880000/300.0 = 325.6 mm2 配筋率 = As/ho/b = 325.6/760/350 =

13、 0.12% sv,min = 0.150% 故：配箍率满足要求。 3实际斜截面配筋方案： 箍筋实配：210100，实配Asv/s（实） = 1.571 mm 弯起钢筋实配：220，实配面积Asb（实） = 628 mm2四、正截面抗裂验算： 1验算依据： 偏心受压构件截面抗裂验算应该符合下列规定： Nk mctftkAoWo/（eoAo-Wo） （规范式7.1.1-3） 上式中：Ao = Ac + EAs + EAs yo = （Acyc+EAsho+EAsas）/（Ac+EAs+EAs）（规范式7.1.2-1） Io = Ic+Ac（yo-yc）2+EAs（ho-yo）2+EAs（yo-a

14、s）2 （规范式7.1.2-2） eo - 轴向力对截面重心的偏心距 ct - 混凝土拉应力限制系数，对荷载效应标准组合取为0.85 m - 截面抵抗矩塑性系数，按规范附录C查得：m = 1.56 yc - 混凝土截面重心到受压边缘的距离：算得：yc = 400.0 mm E - 钢筋弹性模量与砼弹性模量的比值，E = Es / Ec Wo - 换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩，Wo = Io / （h - yo） 2验算过程： 截面有效高度ho = h - as = 800 - 40 = 760 mm E = 200000 / 28000 = 7.14 Ao = 330000 + 7.14628

15、 + 7.14628 = 338976 mm2 yo = （330000400.0+7.14628760+7.1462840）/338976 = 400.0 mm Io = 211.00108+330000（400.0-400.0）2+7.14628（760-400.0）2 +7.14628（400.0-40）2 = 222.63108 mm4 Wo = 222.63108 / （800 - 400.0）= 55.66106 mm3 eo = Mk / Nk = 225000000 / 450000 = 500.0 mm 3抗裂验算结果： Nk = 450000 N mctftkAoWo/（e

16、oAo-Wo） = 1.560.851.78338975.9855.66106/（500.0338976-55.66106） = 390893 N 故抗裂验算不满足要求！五、正截面抗裂宽度控制验算： eo = Mk / Nk = 225000000 / 450000 = 500.0 mm 1验算依据： 荷载效应标准组合下的偏心受压构件截面的最大裂缝宽度可按下式计算： max = sk/Es（30+c+0.07d/te） （规范式7.2.2） 式中： - 考虑构件受力特征和荷载长期作用的综合影响系数， 对受弯和偏心受压构件，取 = 2.1； c - 最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区边缘的距离。

17、d - 钢筋直径，当钢筋采用不同直径时，采用换算直径4As/u； te - 纵向受拉钢筋的有效配筋率，te = As / Ate sk - 按荷载标准值计算的构件纵向受拉钢筋应力，大偏心受压构件按下式计算： sk = Nk / As （e / z - 1） （规范式7.2.3-3） 上式中：e = seo + ys （规范式7.2.3-5） s = 1+1/（1400eo/ho）(Lo/h)2 （规范式7.2.3-6） z = 0.87-0.12（1-f）（ho/e）2ho （规范式7.2.3-4） 上式中：f - 受压翼缘面积与腹板有效面积的比值； 2裂缝宽度计算过程： c = as - d

18、 / 2 = 40 - 20 / 2 = 30 mm 当Lo / h = 7200.0/800.0 = 1.00 14.0，取s = 1.0； e = 1.00 500.0 + 360.0 = 860.0 mm f = （bf-b）hf / b / ho = （600-350）0 / 350 / 760 = 0.00 z = 0.87-0.12（1-0.00）（760/860.0）2760 = 590.0 mm sk = 450000/628（860.0/590.0-1） = 327.79 n/mm2 有效受拉混凝土截面面积Ate = 2asbf = 240600 = 48000 mm2 te

19、 = 628 / 48000 = 0.013 te 0.03，取te = 0.03 3计算结果： 将上述参数代入规范式7.2.2得： max = 2.1327.79/200000（30+30.0+0.0720.0/0.030） = 0.367 mm三、整体简支板式桥计算书项目名称_日 期_设 计 者_校 对 者_一、示意图：二、基本设计资料 1依据规范及参考书目： 公路桥涵设计通用规范JTJ D60-2004，以下简称通规 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D62-2004，以下简称公预规 2几何信息： 桥总长L = 7980 mm 支承宽度b = 290 mm 桥净宽B = 7

20、000 mm 板厚度t = 350 mm 悬挑端高h1 = 150 mm 悬挑根高h2 = 200 mm 安全带高h = 200 mm 安全带宽a = 250 mm 磨耗层厚c = 70 mm 保护层厚as = 30 mm 3荷载信息： 汽车荷载等级：公路-级，2车道 设计安全等级： 二级；结构重要系数：o = 1.0 每米人群荷载qr = 3.00 kN/m；两侧栏杆自重gl = 1.87 kN/m 4材料信息： 混凝土强度等级： C30 fck = 20.1 MPa ftk = 2.01 MPa fcd = 13.8 MPa ftd = 1.39 MPa Ec = 3.00104 MPa 混凝土容重h = 24.0 kN/m3 钢筋砼容重s = 25.0 kN/m3 钢筋强度