某水库进水口启闭机排架结构及配筋计算书

目录
1 计算总说明 (1)
1.1计算目的及要求 (1)
1.2基本资料 (1)
1.3计算参数 (1)
1.4 计算方法 (2)
1.5参考书目及资料 (2)
2 框架结构配筋计算 (2)
2.1荷载计算 (2)
2.1.1启闭机层楼面荷载 (2)
2.1.2启闭机荷载 (3)
2.1.3 风荷载 (3)
2.1.4 地震荷载 (3)
2.1.5 结构设计输入信息 (3)
2.2 内力及配筋计算 (6)
2.2.1 结果附图目录 (6)
2.2.2 附图说明 (7)
2.2.3 计算结果分析及选筋 (8)
2.2.3.1 启闭机层楼板 (8)
2.2.3.2排架梁 (8)
2.2.3.3 排架柱 (11)
3 计算结果分析 (12)
4 附图 (13)
1 计算总说明
1.1计算目的及要求
本算稿为某水库技施阶段进水口启闭机排架结构设计计算，计算结果用于
施工图设计。

1.2基本资料
1.2.1 初拟结构尺寸
启闭机排架柱初拟断面尺寸800mm ×600mm ，其余结构尺寸详见附图1。

1.2.2 启闭机荷载资料
金结专业提供的启闭机荷载资料，详见附录互提资料单。

1.3计算参数
a) 材料容重
钢筋混凝土容重：25 kN/m 3
b) 材料强度参数
混凝土强度等级： C 25；
C 25混凝土轴心抗压强度设计值：c f =11.9 N/mm
2 C 25混凝土轴心抗拉强度设计值：t f =1.27 N/mm 2
c) 钢筋
钢筋HPB300级：y f =270N/mm 2
钢筋HRB335级：y f =300N/mm 2
d) 混凝土保护层厚度：
c 板=25 mm ；c 梁 =35 mm ；c 柱 =35 mm
e) 结构参数
0γ=1.0；G γ=1.2，Q γ=1.3；
f)地震荷载作用及风荷载作用
本工程地震基本烈度7度，设防烈度为7度(0.11g)，故应进行抗震计算。

查《建筑结构荷载规范》GB5009-2001附表D.4，该工程所在地基本风压为0.4
kN/m 2。

1.4 计算方法
框架结构、平台板采用中国建筑科学研究院编制的PKPM2005软件的PMCAD
和SAT-8进行结构配筋计算。

1.5参考书目及资料
DL/T5057-2009《水工混凝土结构设计规范》
DL/T5077-1997《水工建筑物荷载设计规范》
GB50010-2010《混凝土结构设计规范》
GB50009-2001《建筑结构荷载规范》（2006年版） 2 框架结构配筋计算
启闭机层框架结构平面简图及梁上活荷载分布图如下：
起升额定荷载 : Q1=296kN Q2=327kN Q3=614kN Q4=551kN
VII级地震所产生的水平荷载: Q1'=7.4kN Q2'=8.2kN Q3'=15.4kN Q4'=13.8kN
图2.1-1 启闭机层框架结构平面简图及梁上活荷载分布图
2.1荷载计算
2.1.1启闭机层楼面荷载
楼面荷载包括楼面恒载和楼面活载，楼面恒载为楼面自重（程序自动计
算），楼面活载主要为人群荷载和施工荷载，取8.02/kN m 。

楼面自重荷载标准值 由软件自动计算（楼板厚200mm 。

）
2.1.2启闭机荷载
取动力系数为1.2。

根据金结专业提供的资料及程序中选择荷载分项系数，则输入荷载值为：
检修门启闭机荷载值：
1Q =296kN ；2Q =327kN ；3Q =614kN ；4Q =551kN ；
荷载分布位置见图2.1-1。

2.1.3 风荷载
基本风压按GB50009-2001《建筑结构荷载规范》中附表D.4全国基本风压
分布图采用，根据该图查的xx 地区50年一遇的基本风压值为0.452/kN m ，故此处取基本风压值为0.452/kN m 。

2.1.4 地震荷载
该地区基本烈度7度，设防烈度为7度(0.11g)
2.1.5 结构设计输入信息
a)总信息 ..............................................
结构材料信息: 钢砼结构 混凝土容重 (3k /N m ): Gc = 25.00
钢材容重 (3k /N m ): Gs = 78.00
水平力的夹角 (Rad): ARF = 0.00
地下室层数: MBASE= 0
竖向荷载计算信息: 按模拟施工加荷计算方式 风荷载计算信息: 计算X,Y 两个方向的风荷载 地震力计算信息: 计算X,Y 两个方向的地震力 特殊荷载计算信息: 不计算 结构类别: 框架结构 裙房层数: MANNEX= 0
转换层所在层号： MCHANGE= 0
墙元细分最大控制长度(m) DMAX= 2.00
墙元侧向节点信息: 内部节点
是否对全楼强制采用刚性楼板假定否
采用的楼层刚度算法层间剪力比层间位移算法
结构所在地区全国
b) 风荷载信息 ..........................................
修正后的基本风压 (kN/m2): WO = 0.45
地面粗糙程度: A 类
结构基本周期（秒）: T1 = 0.27
体形变化分段数: MPART= 1
各段最高层号: NSTi = 1
各段体形系数: USi = 1.30
c) 地震信息 ............................................
振型组合方法(CQC耦联;SRSS非耦联) CQC 计算振型数: NMODE= 3
地震烈度: NAF = 7.00
场地类别: KD = 2
设计地震分组: 一组
特征周期 TG = 0.35
多遇地震影响系数最大值 Rmax1 = 0.08
罕遇地震影响系数最大值 Rmax2 = 0.50
框架的抗震等级: NF = 3
剪力墙的抗震等级: NW = 3
活荷质量折减系数: RMC = 0.50
周期折减系数: TC = 1.00
结构的阻尼比 (%): DAMP = 5.00
是否考虑偶然偏心: 否
是否考虑双向地震扭转效应: 否
斜交抗侧力构件方向的附加地震数 = 0
d) 调整信息 ........................................
中梁刚度增大系数： BK = 1.00
梁端弯矩调幅系数： BT = 0.85
梁设计弯矩增大系数： BM = 1.00
连梁刚度折减系数： BLZ = 0.70
梁扭矩折减系数： TB = 0.40
全楼地震力放大系数： RSF = 1.00 0.2Qo 调整起始层号： KQ1 = 0 0.2Qo 调整终止层号： KQ2 = 0
顶塔楼内力放大起算层号： NTL = 0
顶塔楼内力放大： RTL = 1.00
九度结构及一级框架梁柱超配筋系数 CPCOEF91 = 1.15
是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力IAUTO525 = 1 是否调整与框支柱相连的梁内力 IREGU_KZZB = 0
剪力墙加强区起算层号 LEV_JLQJQ = 1
强制指定的薄弱层个数 NWEAK = 0
f)配筋信息 ........................................
梁主筋强度 (N/mm2): IB = 300
柱主筋强度 (N/mm2): IC = 300
墙主筋强度 (N/mm2): IW = 300
梁箍筋强度 (N/mm2): JB = 270
柱箍筋强度 (N/mm2): JC = 270
墙分布筋强度 (N/mm2): JWH = 270
梁箍筋最大间距 (mm): SB = 100.00
柱箍筋最大间距 (mm): SC = 100.00
墙水平分布筋最大间距 (mm): SWH = 200.00
墙竖向筋分布最小配筋率 (%): RWV = 0.30
单独指定墙竖向分布筋配筋率的层数: NSW = 0
单独指定的墙竖向分布筋配筋率(%): RWV1 = 0.60
f) 设计信息 ........................................
结构重要性系数: RWO = 1.00
柱计算长度计算原则: 有侧移
梁柱重叠部分简化: 不作为刚域
是否考虑 P-Delt 效应：否
柱配筋计算原则: 按单偏压计算
钢构件截面净毛面积比: RN = 0.85
梁保护层厚度 (mm): BCB = 35.00
柱保护层厚度 (mm): ACA = 35.00
是否按砼规范(7.3.11-3)计算砼柱计算长度系数: 否
g) 荷载组合信息 ........................................
恒载分项系数: CDEAD= 1.20
活载分项系数: CLIVE= 1.40
风荷载分项系数: CWIND= 1.40
水平地震力分项系数: CEA_H= 1.30
竖向地震力分项系数: CEA_V= 0.50
特殊荷载分项系数: CSPY = 0.00
活荷载的组合系数: CD_L = 0.70
风荷载的组合系数: CD_W = 0.60
活荷载的重力荷载代表值系数: CEA_L = 0.50 2.2 内力及配筋计算
2.2.1 结果附图目录
计算过程见附图1～5，附图目录见表2.2-1。

表2.2-1 配筋计算附图目录
2.2.2 附图说明
a ）“附图1启闭机层混凝土构件配筋及钢构件应力比简图”中梁柱计算结果表示方法如下：
梁计算结果表示方法：1231231
GAsv
As As As Asm Asm Asm VTAst Ast -----
1,2,3As As As 为梁上部
（负弯矩）左支座、跨中、右支座的配筋面积（2cm ）； 1,2,3Asm Asm Asm 表示梁下部（负弯矩）左支座、跨中、右支座的配筋面积（2cm ）；
Asv 表示梁在Sb 范围内的箍筋面积（2cm ）
，取抗剪箍筋和剪扭箍筋的大值；
Ast 表示受扭所需要的纵筋面积（2cm ）
； 1Ast 表示梁受扭所需要的周边箍筋的单根钢筋的面积（2cm ）
； G ，VT 分别为箍筋和剪扭配筋标志。

柱计算结果表示方法：
Asc
GAsv-Asvo (Uc)
Asvj
Asx Asy
Asc 表示柱一根角筋的面积（2cm ），采用双向偏压计算时，角筋面积不应
小于此值，采用单向偏压计算时，角筋面积可不受此值控制；
Asx ，Asy 表示该柱的单边配筋面积（2cm ）
，包括两根角筋； ,,,Asvj Asv Asvo 表示柱节点域抗剪箍筋面积（2cm ）
、加密区斜截面抗剪箍筋面积（2cm ），非密区斜截面抗剪箍筋面积（2cm ）；
Uc 表示柱的轴压比；
G 为箍筋标志。

2.2.3 计算结果分析及选筋
2.2.
3.1 启闭机层楼板
根据附图4分析可知，在满足裂缝宽度的情况下，现浇板上下层顺水流方向最大配筋面积为593mm 2，垂直水流方向最大配筋面积为400mm 2，故上层两个方向选筋Φ14@150（1026S A =mm 2）；下层两个方向选筋为Φ14@150（1026S A =mm 2）。

2.2.
3.2梁
a) KJ1梁（500×1000mm(宽×高)）
1)箍筋
根据附图5分析可知，L1梁箍筋配筋面积为270mm 2，选四肢箍筋，初选筋为φ10@200（314S A =mm 2），框架梁梁端箍筋按构造要求加密，加密区选筋为φ10@100。

位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载全部由附加横向钢筋（吊筋、
箍筋）承担。

在长度范围1s 23210034001400h b =+=⨯+⨯=内，初步布置
10φ10@100（314S A =mm 2）的箍筋，由《水工混凝土结构设计规范》（DL/T5057-2009）知，附加横向钢筋的总截面面积sv A 按下列公式计算：
sin d sv yv F
A f γα=
式中：d γ----钢筋混凝土结构的结构系数；
F ----作用在梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载设计值；
yv f ----附加横向钢筋的抗拉强度设计值；
α----附加横向钢筋与梁轴线间的夹角。

带入数据得
3
21.2392.4791105260sin 270sin 90d sv yv F
A mm f γα⨯+⨯===⨯︒（） 故吊筋选用4Φ28（2463S A =mm 2），23141024635603A m m =⨯+=总。

2)纵向受力钢筋
根据附图5分析可知，L1梁纵向受力钢筋上层最大配筋面积为3800mm 2，、下层最大配筋面积为5700mm 2，经裂缝宽度验算及钢筋调整修改，上层最终选筋为7Φ28（4310S A =mm 2）,下层最终选筋为8Φ32（6434S A =mm 2）。

b)KJ2(KJ3)梁（400×800mm(宽×高)）
1)箍筋
根据附图5分析可知，KJ2梁箍筋配筋面积为60mm 2，选四肢箍筋，初选筋为φ10@200（314S A =mm 2）。

2)纵向受力钢筋
根据附图5分析可知，L2梁纵向受力钢筋上层最大配筋面积为800mm 2，下层最大配筋面积为800mm 2，经裂缝宽度验算及钢筋调整修改，上、下层最终选筋为4Φ22（1520S A =mm 2）。

c) L1（400mm ×900mm （宽×高））
1)箍筋
根据附图5分析可知，L3箍筋最大配筋面积为300mm 2，选四肢箍筋，初选筋为φ10@200（314S A =mm 2），因在构件中部1/2跨度范围内有集中荷载作用，故应沿梁全长设置箍筋，箍筋间距取100mm ，最终选筋φ10@100。

位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载全部由附加横向钢筋（吊筋、箍筋）承担。

在长度范围s 100022000=⨯=内，初步布置8φ10@100（314S A =mm 2）的箍筋，由《水工混凝土结构设计规范》（DL/T5057-2009）知，附加横向钢筋的总截面面积sv A 按下列公式计算：
sin d sv yv F
A f γα
=
式中：d γ----钢筋混凝土结构的结构系数；
F ----作用在梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载设计值； yv f ----附加横向钢筋的抗拉强度设计值； α----附加横向钢筋与梁轴线间的夹角。

带入数据得
3
21.2736.8103275sin 270sin 90d sv yv F
A mm f γα⨯⨯===⨯︒
故吊筋选用2Φ28（1232S A =mm 2）。

2)纵向受力钢筋
根据附图5分析可知，L3梁纵向受力钢筋上层最大配筋面积为800mm 2，下层最大配筋面积为3200mm 2，经裂缝宽度验算及钢筋调整修改，上层最终选筋为4Φ22（1520S A =mm 2）.下层最终选筋6Φ28（3695S A =mm 2） d) L2（200mm ×400mm （宽×高））。

1)箍筋
根据附图5分析可知，L4箍筋配筋面积为20mm 2，选双肢箍筋，初选筋为φ10@200（157S A =mm 2）。

2)纵向受力钢筋
根据附图5分析可知，L4梁纵向受力钢筋上层最大配筋面积为200mm 2，下层最大配筋面积为300mm 2
，经裂缝宽度验算及钢筋的调整修改，上、下层最终选筋为3Φ22（1140S A =mm 2）。

e)连系梁L3（长边）（400mm ×800mm （宽×高）） 1)箍筋
根据附图5分析可知，L5箍筋配筋面积为90mm 2，选四肢箍筋，初选筋为φ10@200（314S A =mm 2），端部与框架柱相交处按构造要求加密，加密区箍筋间距为100mm 。

2)纵向受力钢筋
根据附图5分析可知，L5梁纵向受力钢筋上层配筋面积为0～1300mm2，最大配筋面积为1300mm2，下层配筋面积为1000 mm2～1100mm2，最大配筋面积为1100mm2，经裂缝宽度验算及钢筋的调整修改，上、下层最终选筋为4Φ22
（1520
A=mm2）。

S
f)连系梁L4（短边）（400mm×800mm（宽×高））
1)箍筋
根据附图5分析可知， L6箍筋配筋面积为90mm2，选四肢箍筋，初选筋为
φ10@200（314
A=mm2），端部与框架柱相交处按构造要求加密，加密区箍筋间S
距为100mm。

2)纵向受拉钢筋
根据附图5分析可知， L6梁纵向受力钢筋上层配筋面积为0～1000mm2，最大配筋面积为1000mm2，下层配筋面积为700 mm2～900mm2，最大配筋面积为900mm2，经裂缝宽度验算及钢筋的调整修改，上、下层最终选筋为4Φ22 A=
（mm2）。

1520
S
2.2.
3.3 排架柱
a)排架柱（600mm×800mm）
1)箍筋
根据附图5分析可知，柱箍筋配筋面积为380mm2，故选六肢箍筋，初选筋
A=mm2），底部与顶部按构造要求加密，加密区箍筋间距为为φ10@200（471
S
100mm。

由于沿水流方向左侧排架柱上布置了楼梯所需要的悬挑梁，故该侧排架柱全部加密，间距为100mm。

2)纵向受力钢筋
根据附图5分析可知，柱纵向受压钢筋在沿水流方向最大配筋面积为3700mm2，在垂直水流方向最大的配筋面积为1200mm2，角筋单根面积要大于
A=mm2），在垂直水流方向选310mm2 ，故柱在沿水流方向选筋为7Φ28（4310
S
A=mm2）。

筋为3Φ28（1847
S
3 计算结果分析
经复核，初选筋直径及配筋面积均符合规范规定的最小配筋率及其他构造要求，可用于结构配筋设计，最终选筋结果见表3-1。

表3-1 启闭机排架结构最终选筋结果表
4 附图
附图1：启闭机层结构平面简图
B
A--A
B--B
附图2：启闭机梁上集中荷载分布图
附图3：内力包络图
附图4：现浇板计算配筋图
附图5：梁、柱构件配筋简图
附图6：第三层梁裂缝及挠度图。