水工钢筋混凝土结构设计

目录一、目的...........................................................................................................................................2二、课程设计题目：刚架式钢筋混凝土渡槽设计.......................................................................2三、总体布置：...............................................................................................................................3四、各部计算：...............................................................................................................................41、人行道板计算：.........................................................................................................................4（1）计算简图：.....................................................................................................................4（2）荷载计算：.....................................................................................................................4（3）内力计算：.....................................................................................................................4（4）截面设计：.....................................................................................................................52、侧墙计算：.................................................................................................................................6(1)计算简图：...................................................................................................................6(2)荷载计算：..........................................................................................................................6（3）设计时应考虑最不利荷载组合情况：.........................................................................7（4）截面设计：...................................................................................................................10(5)抗裂验算。........................................................................................................................103、底板计算...................................................................................................................................11（1）计算简图：...................................................................................................................11（2）荷载计算：...................................................................................................................11（3）内力计算：...................................................................................................................12（4）截面设计：.................................................................................................................12（5）底板抗裂验算（跨中）...............................................................................................144、纵梁设计（按塑性理论）.......................................................................................................141）计算简图：.......................................................................................................................142）计算荷载：.......................................................................................................................153）内力计算：.......................................................................................................................154）截面设计：.......................................................................................................................165）裂缝宽度验算，...............................................................................................................196）绘制抵抗弯矩图...............................................................................................................20 一、目的1、通过渡槽工程的设计，系统而连贯的运用所学的水工钢筋混凝土基本构件的计算原理和构造知识，来解决实际问题，并巩固和加深所学的理论知识。2、通过设计计算和配筋布置，培养和锻炼学生独立工作的能力，树立正确的设计思想——安全、经济、施工便利。3、通过绘制施工图及估算部分材料表，训练学生制图、识图及估算材料的方法。二、课程设计题目：刚架式钢筋混凝土渡槽设计某渠道跨越一洼地，需建一交叉建筑物，根据地形基建筑物使用要求，经过方案比较，拟采用刚架式钢筋混凝土渡槽，渡槽的过水断面为矩形，断面尺寸需经水力计算确定。结构布置图渡槽横断面图设计资料： 1、地点：石河子地区某灌区2、建筑物级别：Ⅲ级（K=1.2）3、计算跨度L0（7m）4、槽内正常流量水深H1（2.8m）5、槽内最大水深H2（3m）6、槽身净断面B×H（4.5m×3.5m）7、洼地底部高程33m8、槽底高程40m29、风压力0.4KN/m10、冰冻深度1.2m211、地基承载力2.5N/mm12、混凝土强度C2013、钢筋：HPB235级HRB335级三、总体布置：1、刚架间距：（即纵梁支座中心至中心）常用跨度：5—8米使用跨度：4—10米，本小组设计跨度L0=7m2、伸缩缝间距：由（SL/T191-2008）规定，对水工钢筋混凝土渡槽槽身一般不宜超过25米。3、各构件参考尺寸：（1）人行道板：计算跨度取1m，自由端板厚60mm，固定端板厚80mm。 人行道板边缘距最危险截面的距离L人行道=900mm（2）侧墙：墙顶厚度：根据气温及施工条件不宜小于120mm，取150mm；墙底厚度：取侧墙高度的1/8—1/14，侧墙高度取H=250mm。（3）底板：厚度约为板跨的（1/12—1/20），双向板采用较小值。（4）纵梁：梁高为纵梁跨度的1/8—1/12，梁宽约为梁高的1/2—1/3.5。四、各部计算：1、人行道板计算：（1）计算简图：人行道板为一固结在侧墙上的一端自由的悬臂板。QG栏q人g自（2）荷载计算：永久荷载：自重：G自=25KN/m3；l=900mm，h平均=70mm栏杆（沿长度方向）：g栏=0.1KN/m,设栏杆高度l栏=1200mm2可变荷载：行人：G人=2.5KN/m；行人对栏杆水平推力：q人推=0.75KN/m（3）内力计算：计算单元取单位宽度b=1000mm=1m的板带；求出固 定端弯矩设计值g自=G自*h=25KN/m3*0.07=1.75KN/mG栏=g栏*b=0.1*1=0.1KNq人=G人*b=2.5*1=2.5KN/mQ=q人推*b=0.75*1=0.75KN22M一=M人堆+γG（G栏l+g自l/2）+γq1q人l/222=0.75*1.2+1.05(0.1*0.9+1.75*0.9/2)+1.20*2.5*0.9/2=2.95KN·m（4）截面设计：已知K=1.2,M=2.954KN·m，b=1000mm，h=70mm，22fc=9.6KN/mm,fy=300N/mm,查附录1表1，露天环境条件下，环境类别属于二类，查附录4表1得混凝土保护层最小保护层c=25mm，保护层厚度a=c+10=25+10=35mm,h0=h-a=70-35=35mm6K·M1.2×2.945×10αs===0.30122fc·b·h09.6×1000×35ξ=1−√1−2αs=1−√1−2×0.301=0.369≤ξb=0.468满足条件fc·b·ξ·h09.6×1000×0.369×35