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渡槽结构设计
第一章、渡槽结构设计任务书
一、设计任务
某钢筋混凝土排架式矩形渡槽的槽身及排架设计。
二、设计资料
1、基本资料
某灌溉渠道上钢筋混凝土排架式矩形渡槽,属IV级建筑物。渡槽排架为单层门型钢架,立柱高度按5m计算,立柱基础采用条形基础;渡槽槽身为等跨简支矩形槽,跨长L=15m,槽内净尺寸Bn×Hn=3.0m×2.5m,设计水深H1=2.0m,最大水深H2=2.5m;槽顶外侧设1m宽人行桥,人行道外侧设0.9m高钢栏杆。为减小应力集中,在槽身内转角处及排架立柱与横梁连接处加设补角(在设计时可忽略其影响)。
结构布置图如图2-1所示。
0,50,9
0,5
0,9
10.1.03.0
10
.
5020
5020
15
h‘
图2—1渡槽结构布置(尺寸单位:m)
2、荷载
(1)、荷载标准值:钢筋混凝土重度y=25kN/m3;栏杆自重g1k=0.5kN/m2(折算均布荷载);人群荷载q1k=2kN/m2;风荷载q2k=0.25kN/m2,结构体型系数,迎风面为+1.0,背风面为-0.5;施工荷载q3k=4kN/m2。
(2)、荷载分项系数:永久荷载:结构自重荷载分项系数取YG=1.05;可变荷载:除满槽时水重及水压力荷载分项系数取YQ=1.10外,其他可变荷载分项系数均取YQ=1.20。
(3)、长期效应组合系数:可变荷载中,人群荷载及水重荷载的长期效应组合系数取P=0.5。
3、材料
选用C20混凝土,I级和II级钢筋。
4、使用要求
(1)、槽身临水面最大裂缝宽度准许值:
[wmax]=0.30mm
(短期组合)
[wmax]=0.25mm
(长期组合)
槽身背水面裂缝不控制。
(2)、槽身纵向挠度准许值:
[fs]=l0/500(短期组合)
[fl]=l0/550(长期组合)三、设计内容
(1)、对渡槽槽身进行横向和纵向计算,按照强度、裂缝、挠度以及构造要求选配钢筋。
(2)、对排架进行强度计算,结合构造要求选配钢筋。
(3)、编制槽身及排架配筋图,并编制配筋表和工程量表。四、设计成果
(1)、设计计算书一份,包括设计所依据的基本资料、计算图表、计算过程和计算结果。要求内容完整、数据正确、书写整洁。
(2)、槽身及排架配筋图,包括结构轮廓尺寸、配筋图、钢筋表及工程量表。要求布局适当、图面清洁、字迹规范。
第二章、渡槽结构设计计算书
一、概述
渡槽是在水利工程中应用的跨越河沟的输水建筑物,由进口段、出口段、槽身及下部支撑结构及部分组成,其布置形式及轮廓尺寸由水工布置及水力计算所决定。
渡槽形式很多,按照上部结构形式分为梁式和拱式两大类;按照下部结构形式分为排架式和台式两大类;按照所用材料分为砖石渡槽、钢筋混凝土渡槽、钢丝网水泥渡槽、预应力混凝土渡槽等几类。
钢筋混凝土排架式矩形渡槽,因其具有设计简单、施工方便、运用灵活、易于维护等有点,而被广泛采用。
二、渡槽结构布置
0,50,9
0,5
0,9
10.1.03.0
10
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5020
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图2—1渡槽结构布置(尺寸单位:m)
三、渡槽结构设置步骤
(一)、槽身设计
槽身为一空间薄壁结构,受力比较复杂。在实际工程中,通常近似的简化为平面结构进行设计。其计算时可分为横向计算和纵向计算
两部分。
1、槽身横向计算
槽身横向内力计算可沿纵向(水流方向)取单位长度槽身做脱离体进行计算。计算简图如3-2所示。
BNCtN
MM
HL0L0
H
q1
q2
/γHBγH/
NMMNq2
NM
q2B/2q2B/2
图3—2渡槽横向计算简图
槽身设计可以分解为人行桥、侧墙和底板三部分。计算结果如下:
(1)、人行桥设计
人行道板简化为一支撑在侧墙上的悬臂
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