渡槽设计部分计算书

,
h a' 265mm
,M=
M
h
e0
N
460mm
a 110mm 2
作用于纵向钢筋
范围之外，属于大偏拉构件，上侧迎水面受拉，下侧受压，
h
300
e e0 2 a 460 2 40 350mm
As'
KNe fcsbbh02
f
' y
h0 a'
1.15 53103 350 0.3581000 2602
As
fc b'f h0 fy
11.9 0.056 400 3610 3207mm2 300
，
As bh0
3207 300 3610
0.3%
min
0.2% ,满足要求，故可配置
6B18 和 6B20 As实 3411mm2 ,
③抗裂验算:
y0
bh2 2 bh
b'f b b'f b
背水面按二类环境，c=25mm,a=35mm,h0=h-a=300-35=265mm,
s
KM f c bh02
1.15 11.8 106 11.91000 2652
0.016
,
1 1 2s 0.016 0.85 b 0.468
,
As
fcb h0 fy
11.91000 0.016 300
①承载力计算中，由于侧墙受拉区混凝土会开裂，不考虑混凝土承受
拉力，故把侧墙看做 T 型梁：b 300, h'f
400 500 2
450mm
H 选为校核水深，按短暂情况的基本组合考虑，估计钢筋需排成两排
取 a=90mm, h0 h a 3700 90 3610mm , 确 定 b'f ，
斜截面受剪承载力计算： KVmax 54.05KN ，
0.7 ftbh0 0.71.271000 265 235.585 KVmax 54.05KN
hw 260 0.26 4.0 b 1000
，
KVmax 1.15 53 60.95KN
，
0.25 fcbh0 0.2511.91000 260 773.5KN KVmax ，故截面
尺寸满足抗剪要求。计算受弯钢筋：
s
KM 1.15 24.36106 fcbh02 11.91000 2602
水深，水位可近似取至横杆中心线处。
P1 为人行道板、横杆、人群荷载传给侧墙顶的
集中力的设计值。
p1
g
ga
1
gb 1 2
Q1
qk
1
1.05 1
0.1
0.8
25
1.05
0.3
(2.5 2
0.8)
0.1
25
8.79KN / m
每米槽身承受的 P1 为 m
侧墙底部压力值为 w H 10 3.71 37KN / m
(2)、槽身纵向受力时，按简支梁处理 计算跨度：
ln 5.6m, l 7m,1.05ln 5.88m, ln a 6.3m l0 5.88m （3）跨中截面弯矩设计值（四级建筑物 k=）
M
KSm
1.15
1 8
p l02
294KN
•
M
2、配筋计算： fc 11.9 N mm2 ， f y 300 N mm2
，
hcb'f h'f
h0
h' f
2
11.9
400
500
3610
500 2
7996.8
KN
•
m
KM
故为第一类 T 型截面 x h'f ，按宽度为 400mm 的单筋矩形截面计
s
算，
KM fcb'f h02
338 106 11.9 400 36102
0.054 ，
1 1 2s 0.056 0.85b 0.468 ，
满足抗剪要求，故不需要由计算配置抗剪腹筋，
抗剪腹筋，架立筋，腰筋按构造要求配筋。
槽身横向计算 1、 框架内力计算
沿槽身纵向取单位长度脱离体进行计算。侧墙与底板为整体连接，交 接处为刚性节点。横杆与侧墙也是整体连接，但因横杆刚度远比侧墙 刚度小，故可假设与侧墙铰接。作用在矩形槽身上的荷载有①槽身结
构自重，包括人行道板自重 ga,底板自重 gc,侧墙自重可略去不计； ②人行道板上的人群荷载 gk;③槽内侧向水压力及水重γH，H 为最大
0.035，
1
1 2s 0.036
As
fcb h0 fy
11.91000 0.036 260 371.28mm2 300
，
选取 4B12（ As实 452mm），B12@200( As 565mm2 )
As实 > minbh0 0.15%1000 260 390mm2
a) 跨中最大正弯矩截面配筋
0.7
300 3000
1.50
1.2 ，在荷载效应标准组合下
ct 0.85 ，
m ct ftkW0 330KN • m 294KN • m ，故槽身抗裂满足要求。
④槽身挠度验算：
荷载标准值在槽身纵向跨中产生的弯矩值： M 294KN • m ，
槽身纵向抗弯刚度：
Bs 0.85Ec I0 1.241016 N • mm2
265
168.2mm2
minbh0
397.5mm2
取 As minbh0 397.5mm2 ，选取 B12@280( As实 404mm2 )，
受力筋总面积为 856mm2/m,分布筋面积应大于
15% 856mm2 / m 128.4mm2 / m
侧墙底部迎水面限裂验算：
te
有效配筋率：
As Ate
0.07
d te
0.19mm
l max
0.20mm
满足抗裂要求。
跨中最大弯矩截面
取 a=35mm, h 0 h a 265mm , hw h 0 265mm ,
hw b
0.265 4.0 , KVmax
1.15 47 54.05KN
0.25 fcbh0 0.2511.91000 265 788.4KN KVmax
1、内力计算：
（1）、半边槽身(见下图)每米长度的自重值
g1 g • gk g S A RC g 栏杆 g 横杆
1.05 2 25 0.713 1.5 52.213KN m
每米内：
g
横杆
0.3
2.5
2
0.6
0.1
25
0.713KN m
半边槽身面积：
S 0.8 0.1 0.3 1.15 2 0.4 0.4 2 (0.3 0.4) 0.1 2 2.8 0.3 0.08 0.345 2 2
q2 为单位长度水重+底板自重 g2
q2 q水 gb 2.9101 0.31 25 36.5KN / m
H=3700
侧墙的 FQ 图 侧墙计算简图
2、侧墙的配筋计算
底部最大负弯矩截面配筋，迎水面位于水位变化区，环境类别为
第三类，取 c=30mm,a=40mm,则：
h0 h a 300 40 260mm ， hw h0 260mm ，
B 0.65Bs 8.061015 N • mm2
f
5 48
Ml02 B
0.13mm fL l0 500 11.76mm
故槽身纵向挠度验算满足要求。
槽身纵向斜截面受剪承载力计算
KVmax 1.15 301.51 346.7KN 0.7 ftbh0 0.71.27 300 3610 962.8KN
渡槽设计任务书
1. 设计课题
某灌区输水渠道上装配整体式钢筋混凝土矩形带横杆渡槽
2. 设计资料
根据初步设计成果，提出设计资料及有关数据如下：
1) 该输水渡槽跨越 142m 长的低洼地带见下图，需修建通过
15m3/s 设计流量及 16m3/s 校核流量，渡槽无通航要求。经
水力计算结果，槽身最大设计水深 H=，校核水深为。支承
湿周： X b 2h 2.5 2 2.9 8.3m
R A 0.873m 水力半径： X
C
1
1
R6
1
1
1
0.8736 75.2m 2 / s
n
0.013
Q AC 流量：
Ri 7.25 75.2
0.873 1 1000
16.1m3
s
满足校
核要求
二、槽身计算
纵向受拉钢筋配筋计算（满槽水+人群荷载）
合制图标准要求。
4. 附图
槽底高程(M)
洼地长（M） 20.00M
渠道 进口段
渠道 进口段
5.00M
渡槽计算书
一、 水力计算，拟定渡槽尺寸
1
初步选取每节槽身长度，槽身底坡 i= 1000 ，取该渡槽槽壁糟率
n=，设底宽 b=，①按设计水深 h=
过水面积： A b h 2.5 2.75 6.875m2
h'f2
2 h'f
E Ash0 E As
1826mm
,
I0
b'f y03 3
b'f b
y0 b'f 3
3
E As
h0 y02
5.2 1011 mm4
W0
I0 h-y0
277.5mm 3 ,
查附录表 3 得截面抵抗矩塑性系数 m =考虑截面高度的影响对 m 值
进行修正，得：
m
湿周： X b 2h 2.5 2 2.75 8m
R A 0.859m 水力半径： X
C
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1
R6
1
1
1
0.8596 75m 2 / s
n
0.013
Q AC 流量：
Ri 6.875 75
0.859
1 1000
15.1m3
s
满足
设计要求
②按校核水深 h=
过水面积： A b h 2.5 2.9 7.25m2
h'f 500mm
，
h'f 500 0.1 h0 3610
，为
独
立
T
型梁：故
b'f
l0 3
13940 3
4647mm
，
b'f b 12h'f 300 12 500 6300mm 上述两值均大于翼缘实有宽度，取 b'f 400mm
②鉴别 T 形梁所属类型
KM 1.15 294 338KN • m
As 2ab
0.7 ，
sk
Mk 0.87h0 As
126.7N
/ mm2
max
sk Es
30
c
0.07
d te
0.21mm
max
0.25mm
，
满足限裂要求。
3、底板计算
计算简图
按端部截面配筋，背水面 a’=35mm,c=25mm
迎水面 a=40mm,c=30mm
h0 h a 260mm
m2
栏杆重
m2
5) 使用要求：
槽身横向计算迎水面裂缝宽度允许值[Wsmax]=,[WLmax]=。
槽身纵向计算底板有抗裂要求。槽身纵向允许挠度
[fs]=l0/500,[fL]=l0/550。 6) 采用：水工混凝土结构设计规范（SL/T191-2008）。
3. 设计要求
在规定时间内，独立完成下列成果：
0.16 0.07 0.84 0.16 0.345 2
满槽水时半边槽身每米长度承受水重设计值（忽略托乘长度） q水 Q2 qk2 Q2 V w 1.10 0.5 2.5 2.9110 39.875 KN m
半边槽身每米长度承受人群荷载设计值：
qk Q qk2 1.20 2.511 3 KN m 总的均布荷载： P 80.088 KN m 槽身跨度取 7m
225
0
所以应该按最小配筋率配筋
As minbh0 0.15%1000 260 390mm2 ，选取
B12@280 As实 404mm2
底板端部限裂验算:
te
As Ate
As 0.505 2ab
sk
Nk As
1
1.1
es h0
325.4N
/ mm2
max
sk Es
30
c
故截面尺寸满足抗剪要求
s
KM f c bh02
1.15 12 106 11.91000 2652
0.02
，
1 1 2s 0.02 0.85b 0.468，
As
fcb h0 fy
11.91000 0.02 300
265
mm2
minbh0
397.5mm2
故按最小配筋率配筋，选取 B12@280（ As实 404mm2 ）
结构采用刚架，槽身及刚架均采用整体吊装的预制装配结
构。设计一节槽身及一个最大高度的刚架。
2) 建筑物等级 4 级。
3) 建筑材料：
混凝土强度等级 槽身及刚架采用 C25 级；
钢筋 槽身及刚架受力筋为 HRB335；分布筋、箍筋、基础钢
筋 HPB235。
4) 荷载
钢筋混凝土重力密度
25KN/m3;
人行道人群荷载
1) 设计计算书一份。包括：设计题目、设计资料，结构布置
及尺寸简图；槽身过水能力计算、槽身、刚架的结构计算
（附必要的计算草图）。
2) 设计说明书一份。包括对计算书中没有表达完全部分的说
明。
3) 施工详图，一号图纸一张。包括：槽身、刚架配筋图、钢
筋表及必要说明。
图纸要求布局合理，线条粗细清晰，尺寸、符号标注齐全，符
300 260 35
0
取 As' minbh0 0.15%1000 260 390mm2 ，选配 B12@280
As'实 404mm2 / m minbh0
，
s
KNe
f
' y
As'
h0
f c bh02
a'
1.15
53 103 11.9
350 300 1000 2602
390