u型加筋钢丝网水泥薄壳渡槽计算程序

基本资料(R0为半圆弧段内表面半径；f为垂直段高度；t为壳槽壁厚度。其它详见小型水电站第二版水R0=f=t=H槽＝R=a=b=

10.60.035 1.635 1.01750.160.1

拉杆断面尺寸槽长槽端底脚宽钢丝网水泥塑性变形系数

n=m=拉杆间距=＝γ＝

0.120.12120.25 1.6

允许裂缝开展宽度 受 拉 区 配 网 层 数受压区配网层数纵筋层数

δif=0.05431

网单位重N/m2钢丝直径f1=总拉力强度安全系数k

q1＝9.81d1=10.55= 1.7

材料标号

混泥土：弯曲抗压强度Rw=17.7抗拉强度Rl＝ 1.72

钢筋： 屈服极限R g2=255Mpa抗拉弹性模量E g2=206000

钢筋混泥土：容重：γgh=24.5KN/m3钢丝网水泥容重γ1＝

钢丝网：网格间距（净距）10*10mm抗拉强度R g1=

抗拉弹性模量E g1=157000Mpa

砂浆：抗拉强度R sl= 3.45Mpa初始弹性模量E s=25490

一、纵向计算

1、荷重计算（每米槽长）

（1）圆弧段自重(2)垂直段自重（3）翼梁自重（4）拉杆自重

= 2.852939194＝ 1.071＝0.9408＝

2、断面几何特征

（1）中和轴位置圆心至中和轴距离断面形心至断面下边缘的距离

H1＝0.803533617K＝0.203533617H2＝0.831466

（2）槽身横截面对形心轴的惯性矩

I=0.066233158

(3)断面静矩

cosθ＝0.200033039θ= 1.369404685sinθ＝0.979789s＝

3、纵向应力计算

（1）跨中最大弯矩

l计＝11.71Mmax=520.6987937

(2)跨中断面壳槽底的最大拉应力

ζ拉max= 6.5366586

(3)纵向配筋配网控制应力

ζ控= 4.085411625

(4)最大压应力

ζ压max= 6.317062289

（5）受拉压区总拉力

Tmax=402.159548

（6）槽端切力

l净＝11.46V=174.0673791

（7）槽端最大切应力

η＝ 1.92057452（注：必须小于砂浆的抗拉强度3.45）4、纵向配筋配网计算

（1）加筋钢丝网水泥配筋系数

β＝ 2.308235294（注：必须大于1.97且小于7.84）（2）钢丝网弹性模量提高系数

ψ＝ 1.031896

（3）初裂时钢丝网水泥的拉伸值

εf＝0.00021556

（4）裂缝到达允许开展宽度时，钢丝网水泥的拉伸值

η＝ 1.8ε0.05＝0.000219096

（5）纵向钢筋含钢率

裂缝到达允许开展宽度时，砂浆的有效承载面积系数

ξ＝0.968

纵向钢丝含钢率

μ1＝0.008168141

令ζ0.05＝ζ控＝ 4.085411625，则：

μ2＝0.011563945

受拉区每米需要的纵向钢筋面积为

Ag2= 4.047380907

受拉区全长为

2Rθ＝ 2.786738535

全部受拉区范围需要纵向钢筋面积为

Ag2*2Rθ=11.27899234

全部受拉区的钢丝网截面积Ag1＝7.966866

注解：如果小于总拉力强度安全系数，则应按满足总拉力强度安全系数的要求再来确定受拉区纵向钢筋Ag2'*2Rθ=13.026397

最终选定的Ag2*2Rθ=13.026397

每根钢筋截面积=0.502654825

初选纵向钢筋根数=26实有钢筋面积Ag2＝13.06903

考虑到便于布置纵向钢筋，最终选用钢筋数：29相应Ag2＝

5、安全系数校核计算

（1）抗裂安全系数计算

μ1＝0.008168141μ2＝0.012415948ζ0.05＝ 4.289225

抗裂安全系数kf= 1.049888142(注：要求大于抗裂安全f=1）（2）抗压安全系数计算

抗压安全系数ka= 2.801935329(注：要求大于抗压安全系数k=2）

6、槽身纵向绕度校核计算

刚度B k= 1.46374E+12kg.cm2=14344667036kN.cm2

最大绕度f max=0.762177267最大相对绕度为：0.000651

7、纵向钢筋布置

壳槽1/3受拉长度上均匀布置纵向钢筋的一半，而在余下受拉部分布置另外一半。

二、横向计算

1、横向结构内力分析步骤

（1）拉杆的内力X1

δ11＝ 2.505661473/EI△1水＝-1.08349/EI△1弧自＝

P= 1.0059△1垂自＝-0.08737/EI

垂直段总切力增量T＝ 5.290259542△1垂切＝0.459979/EI△1弧切＝

X1= 1.401524254

（2）槽身横向各断面的弯矩（外壁受拉为正）

A=0.797274643B=0.475799711C=-0.25688D=

E=-0.424871904

当θ＝0时：当θ＝ 1.570796

M(0)=0.499092506M(90)=-0.59669

（3）求横向各断面的轴向力（以压力为正）

A1=-0.846482049B1=0.467616423C1=-0.25247D1=

当θ＝0时：当θ＝ 1.570796

N(0)=-4.284359542N(90)=-17.1625

（4）横向应力计算

横断面面积A：350抗弯截面系数W:204.1667

1）当θ＝0截面（壳槽垂直段与圆弧段交接面），外壁受拉：(注：此处需手动调整加减号ζ0＝-2.566944998

2）当θ＝90截面（槽底），内壁受拉：

ζ90＝-3.412935385

（5）横向配筋网强度验算

当ζ0和ζ90有其中一个或两个都大于3.45使，就需要进行验算。此处略。

横向钢筋，按构造要求布置。钢筋间距采用20cm。

三、拉杆配筋计算

拉杆拉力X1= 1.401524254

拉杆需要的受力钢筋面积为：Ag=0.093435

每根钢筋截面积=0.282743339

初选纵向钢筋根数=1实有钢筋面积Ag＝0.282743