渡槽课程设计计算书

渡槽设计任务书

设计资料

1.槽身为等跨简支矩形槽，跨长15m.

2.槽内径尺寸：b×h=

3.0m×2.5m.

3.流量：Q=10m3/s,设计水深：h d=2.0m 加大水深：h c=2.5m

4.槽顶外侧设1.0m宽人行道，人行道外侧设1.2m高栏杆

5.排架为单层门型钢架，立柱高度本跨可按5.0m计算

6.建筑材料参数值：本设计受力筋采用HRB400 （）箍筋采用HPB300（Φ），

其中HRB400钢筋强度设计值f y=f y′=360N/mm2,弹性模量E S=2.0×105

N/mm2 .HRB300钢筋强度设计值f y=f y′=270N/mm2.

混凝土强度等级

轴心抗压轴心抗拉

弹性模

量E c 标准

值f ck

设计

值f c

标准

值f ck

设计

值f c

C2516.7 11.9 1.78 1.27 2.8×104

7.使用要求：w lim=0.25mm f lim=l0/600

8.采用水工混凝土结构设计规范SL-191-2008

9.荷载钢筋混凝土重度：25 KN/m3人行道人群荷载：2.5 KN/m2

栏杆重：1.5 KN/m 施工荷载：4 KN/m2

基本风压：w0=0.4 KN/m2 地基承载力特征值：fak=200 KN/m2

基础埋深：1.5m 抗震设计基本烈度：6度

设计要求

设计计算书一份，包括计算依据资料、计算简图、计算过程、计算的最终成果。图纸一份，包括槽身（1#图，594mm×841mm）、排架和基础（2#图420mm×594mm）各一张

渡槽计算书

水力计算及尺寸拟定

渠道断面水力计算

由已知资料可知此渡槽设计流量Q 设=10 m 3/s 渠道断面取m=1，n=0.014。按照明渠均匀流计算，根据公式

Q =()A b mh h =+

2X b =+

式中

Q ——为渡槽的过水流量（m 3/s ） A ——过水断面面积（m 2） C ——谢才系数 R ——水力半径（m ） X ——湿周（m ） i-为槽底比降

n-为槽身糙率，钢筋混凝土槽身可取n=0.014 A=b ×h=2×3=6m 2 X=b+2h=3+2×2=7m R=A X =6

7

=0.875m

R =

1

6

1C R n

=

C=0.8751 6

0.014=69.6 M

1

2

S

I= Q2

A2C2R =100

62×69.62×0.857

=1/1495取1/1200

设计水深的流速V=Q

A

=C√Ri=1.67m/s

对于混凝土；Q=1m/s~10m/s时，不冲刷流速V’=8 m/s

不淤积流速V′=0.3 m/s ~0.5 m/s

综上V〞

流速满足要求。

安全加高Δh=0.5m,则Q加大=VBH C=12.5 m3/s

加大流量系数为1.25符合规范，故满足设计要求。

槽身设计

参考已建工程，初定槽身结构尺寸如下所示，，每跨长度选定15m，支撑结构选取简支梁式，按简支梁结构进行计算。

本设计中槽身横断面采用的是矩形取侧墙厚度t上=200mm和t下350mm，侧墙高为H=2.5m，底板地面高于侧墙底缘，以减少底板的拉应力，底板厚度为30mm，侧墙和底板的连接处加设角度为45的贴角。根据前面计算结果，槽内净宽B=3.0m，高H=2.5m。具体结构尺寸如图所示。

槽身横断面图

槽身纵断面图

槽身结构尺寸图（单位：mm）

荷载计算

该渡槽级别为2级，结构安全级别为Ⅱ级水工建筑物，采用C25混凝土。结构重要系数 1.0d r =，设计状况系数 1.0ψ=，承载能力极限状态使得结构系数 1.20d r =，永久荷载分项系数 1.05G r =，可变荷载分项系数 1.20Q r =。

纵向计算中的荷载一般按均布荷载考虑，包括槽身重力（拉杆等是少量集中荷载也换算为均布荷载）、槽中水体的重力及人群荷载，其中槽身自重为永久荷载，水重、人群荷载为可变荷载。

槽身荷载计算：（单位：G－KN；g－KN/m）

垂直流方向8141

k

q=⨯ 4 4.8

沿水流方向8245

k

q=⨯20 24

渡槽横向计算（单宽1m）

人行板计算

横向抗弯计算：

计算简图如下

施工状况为最不利工况，人行悬臂板当作一端固定悬臂梁，初估为单筋截面，c=25mm a=30mm h0=h-a=125-30=95mm

M s=K[1

2

(g21+q41+q81)l02+G51l0]

=1.2[

1

2

(3.27+4.8+3)×0.952+1.58×0.95]=7.8kN∙m

αs=

KM

f c bℎ02

=

1.2×7.8×106

11.9×103×952

=0.087

ξ=1−√1−2αs=1−√1−2×0.087=0.091<0.85ξ

b

=0.44

A s=f cξℎ0

f y

=

11.9×0.091×1000×95

360

=285mm2

ρ=A s

bℎ0=285

1000×95

=0.3%>0.2%选配8@150（A s=302mm2）分布钢

筋选用Φ8@200

横向受剪承载力计算：

V=G51+(g21+q41+q81)l0=1.58+(3.27+3+4.8)×0.95=12.1KN

截面尺寸验算h w=h0=95mm h w/b=0.095<4.0

KV=1.2×12.1<0.25f c bh o=0.25×11.9×1000×95=283KN 截面尺寸满足要求截面抗剪腹筋计算：

V C=0.7f t bh0=0.7×1.27×1000×95=84.5KN>KV

故无需按计算确定腹筋。

侧墙计算

将侧墙简化为一端固支悬臂梁，由于单宽截面风荷载较小，忽略不计，如图