防浪墙设计
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防浪墙配筋
2.1 基本概况
● 东风泉水库水利枢纽工程等别为2等，挡水建筑物为2级永久建筑物。 ● 库区最大风速40m/s 。
● 多年最大平均风速25.94m/s 。
● 风向与坝轴线法线夹角β=30°。
● 吹程F=0.5km.。
● 正常运用条件下，计算水深89m ，风浪平均波长6.36m ，波浪中心线至计算水位的高度为1.22，累积频率为1%的波高是1.03m 。
● 非常运用条件下，计算水深105.43m ，风浪平均波长4.24m ，波浪中心线至计算水位的高度为0.73m ，累积频率为1%的波高是0.66m 。
● 防浪墙高4.2m ，宽0.50m ，混凝土强度等级为C25。使用Ⅱ级热扎钢筋。
2.2 正常运用条件下的配筋计算
2.2.1 浪压力计算
根据《水工建筑物荷载设计规范》（FL5077-1997），第14章式（14.2.1-3）计算波浪破碎的临界水深：
%
1%122ln 4h L h L L H m M M cr πππ-+= （F -1） 式中 cr H — 使波浪破碎的临界水深（m ）；
m L — 平均波长（m ）；
%1h — 累积频率为1%的波高（m ）。
∴ 013.103
.114.35.136.603.114.35.136.6ln 14.3436.6=⨯⨯-⨯⨯+⨯=cr H m 根据《水工建筑物荷载设计规范》（FL5077-1997），第14章、第14.2.1条，作用于铅直迎水面建筑物上的浪压力，应根据迎水面前的水深计算。
∵ m H m H cr 89013.1=<=， m m L m 8918.32
36.62<== ∴ 单位长度上的浪压力标准值按《水工建筑物荷载设计规范》（FL5077-1997），
第14章式（14.2.1-1）计算。
()z m w wk h h L P +=%14
1γ （F －2）
式中 wk P — 单位长度迎水面上的浪压力标准值（kN/m ）；
w γ — 水的重度（kN/m3）；
m L — 平均波长（m ）；
%1h — 累积频率为1%的波高（m ）；
z h — 波浪中心线至计算水深的高度（m ）。
根据《水工建筑物荷载设计规范》（FL5077-1997），第14.1.4条防浪墙荷载分项系数取1.2。
∴ ()93.4203.122.136.6104
12.1=+⨯⨯⨯⨯=wk P kN/m F.2.2.2 防浪墙配筋计算
根据《结构力学》第1章中的结构简化，单位长度的防浪墙可简化为悬臂梁进行配筋计算。荷载分布如图所示。根据《水工建筑物荷载设计规范》（FL5077-1997），第5章第5.2.3条结构重要性系数为1.10=γ，设计状况系数95.0=ϕ，结构系数2.1=d γ。根据《水工钢筋混凝土结构设计规范》附录一，查得防浪墙所处环境为二类环境，混凝土保护层厚度C=45mm 。单排钢筋，则455455000=-=h mm 。
29.675.193.4295.01.10=⨯⨯⨯==l P M wk ϕγkN ·m
单位长度防浪墙宽度C=1000m ，根据《水工钢筋混凝土结构设计规范》，简化后的防浪墙按正截面受弯承载力计算。由附录二表1和表3查得混凝土强度设计值5.12=c f N/mm2,钢筋强度设计值310=y f N/mm 2。
0312.045510005.121029.672.126
20=⨯⨯⨯⨯==bh f M
c d s γα 544.0032.00312.0211211=<=⨯--=--=b s ξαξ 满足允许条件
∴钢筋截面面积 2752310
455100015.05.120=⨯⨯⨯==y c s f bh f A ξmm 2 根据《水工钢筋混凝土结构设计规范》附录三表2，受力钢筋选用6根25Φ@200，2945=s A mm2。构造钢筋用8φ@300。
%15.0%65.0455
10002945min 0=>=⨯==
ρρbh A s 满足最小配筋率要求，不会造成超筋破坏。
F.2.3 非常运用条件下的复核计算
F.2.3.1 荷载计算
根据《水工建筑物荷载设计规范》（FL5077-1997），第14章式（14.2.1-3）计算波浪破碎的临界水深：
68.003
.114.324.403.114.324.4ln 14.3424.4=⨯-⨯+⨯=cr H m 根据《水工建筑物荷载设计规范》（FL5077-1997），第14章、第14.2.1条，作用于铅直迎水面建筑物上的浪压力，应根据迎水面前的水深计算。
43.10568.0=<=H H cr m ， 43.10512.22
24.42=<==h L m m 所以，根据式（1－2）计算浪压力值。
根据《水工建筑物荷载设计规范》（FL5077-1997），第14.1.4条防浪墙荷载分项系数取1.2。
∴ ()68.1766.073.024.4104
12.1=+⨯⨯⨯⨯=wk P kN/m
根据《水工建筑物荷载设计规范》（FL5077-1997），第5章、第5.2.3条结构重要性系数为1.10=γ，设计状况系数85.0=ϕ，结构系数2.1=d γ。
8.245.168.1785.01.1=⨯⨯⨯=M kN ·m
F.2.3.2 复核计算
根据《水工钢筋混凝土结构设计规范》附录一，查得防浪墙所处环境为二类环境，混凝土保护层厚度C=45mm 。单排钢筋，则455455000=-=h mm 。单位长度防浪墙宽度C=1000m ，由附录二表1和表3查得混凝土强度设计值5.12=c f N/mm2,钢筋强度设计值310=y f N/mm2。已配钢筋截面面积2945=s A mm2。
相对受压高度 544.016.0455
10005.1229453100=<=⨯⨯⨯==b c s
y bh f A f ξξ 满足条件 截面抵抗矩系数 ()()147.016.05.0116.05.01=⨯-⨯=-=ξξαs
正截面受弯承载力 41.3804551000147.05.12220=⨯⨯⨯==bh f M s c u αkN ·m ∴实际承受的弯矩8.24=M kN ·m<33985
.01.12.141.3800=⨯⨯=ϕγγd u
M kN ·m 满足设计要