排架结构计算

取 K1 0.8 ；对于横梁顺水流向取 K1 1.4 ；
K 2 —风压高度变化系数。为简化计算，根据《铁路桥涵设计基本
规范 TB 10002.1-2005》表 4.4.1-2 对槽身、槽墩均取 K1 1.13 ；
K 3 —地形、地理条件系数。根据《铁路桥涵设计基本规范 TB
10002.1-2005》表 4.4.1-3，考虑渡槽所处地为山区，取 K1 1.2 ；
2
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排架结构计算书
金鑫，李龙，水利水运工程学报，2008.9 第 3 期》 [5]《水运工程混凝土结构设计规范（JTS151-2011） 》
3 结构计算
3.1 荷载及其组合
3.1.1 自重荷载 （1）上部荷载： ①槽身自重 槽身重量：
G1 1.05 17.85 2 11.04 7.80 / 2 1 2 7.80 8 25 3069.68 kN
④墩身自重
G4 1.05 0.52 20 25 412.33 kN
⑤横梁自重
G5 1.05 0.6 0.5 2.5 25 19.69 kN/根
3.1.2 风荷载 3.1.2.1 风压强计算 计算公式
W K1K 2 K3W0
式中
W —风荷载强度，Pa；
计算公式
A

4
d2
64 Ix Wx d3 d / 2 32
Ix

d4
式中： （m ） ； A —立柱截面面积，
I x —立柱截面对 x 轴的惯性矩， （m ） ； Wx —立柱截面对 x 轴的截面抵抗矩， （m ） ； d —立柱直径， （m） ，取 1.0m；
3 4 2
根据以上格式，计算得：
图 1 排架柱结构设计图
2.2 基本设计参数
1
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（1）建筑物级别：Ⅱ级 （2）设计风力：10 级 （3）地震烈度： （4）材料参数： 空心墩采用 C25 混凝土， 容重 25kN/m3， 弹性模量 2.8×104MPa。 （5）自重荷载系数：1.05。
2.3 空心墩截面参数
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1 计算目的
计算排架的应力和整体稳定性以及配筋， 为渡槽的支撑结构选型 提供依据。
2 基本资料
2.1 概述
沙河之后的渡槽流量减小，采用单槽矩形简支梁结构型式。槽身 跨度按 15.0m 考虑，结构为常规混凝土，槽墩采用单支排架柱型式， 基础采用混凝土灌注桩， 直径 1.2m。 本计算中槽身按 U 型断面考虑， 跨度按 12m 考虑。排架结构设计图见图 1。
顶帽风压力产生的弯矩 顺水流向 垂直水流向
M 2 1.79 0.6 / 2 0.54 kN·m M 2 0.31 0.6 / 2 0.09 kN·m
由于顶帽风压力产生的弯矩较小，因此计算中忽略不计。
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横梁顺水流向： F 1.05 0.57 2.5 0.6 0.90 kN 3.1.2.3 风压力对排架产生的弯矩计算 将作用在槽身、顶帽上的风压力转换到排架顶端，由此产生的弯 矩计算如下： 槽身风压力产生的弯矩
M 1 40.29 6.45 / 2 129.94 kN·m
目来自百度文库
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1 计算目的.................................................................................................................... 1 2 基本资料.................................................................................................................... 1 2.1 概述.................................................................................................................. 1 2.2 基本设计参数.................................................................................................. 1 2.3 空心墩截面参数.............................................................................................. 2 2.4 计算方法.......................................................................................................... 2 2.5 参考资料.......................................................................................................... 2 3 结构计算.................................................................................................................... 3 3.1 荷载及其组合.................................................................................................. 3 3.1.1 自重荷载................................................................................................ 3 3.1.2 风荷载.................................................................................................... 3 3.2 计算工况及荷载.............................................................................................. 5 3.2.1 基本组合................................................................................................ 5 3.2.2 特殊组合................................................................................................ 5 3.3 计算结果及分析.............................................................................................. 5 3.3.1 内力计算................................................................................................. 5 3.3.2 应力计算................................................................................................ 7 3.3.3 立柱纵向稳定性计算............................................................................ 9 3.3.4 配筋计算................................................................................................ 9 3.3.5 抗剪验算.............................................................................................. 11 3.3.6 裂缝宽度计算...................................................................................... 12 4 结论.......................................................................................................................... 13
A 0.7854 m ， I x 3.068 103 m ， Wx 0.0123 m 。
2 4 3
2.4 计算方法
内力采用结构力学求解器 2.0 计算。
2.5 参考资料
[1]《水工混凝土结构设计规范 SL 191-2008》 [2]《铁路桥涵设计基本规范 TB 10002.1-2005》 [3]《灌区取水输水建筑物丛书—渡槽》 [4]《圆形截面钢筋混凝土构件裂缝宽度的计算[J]，魏巍巍，贡
F WA
式中 （m ） ； A —槽身受风面积， （kN） 。 F —槽身所受风压力， 以 12m 跨槽身为例，风压力计算如下： 槽身： F 1.05 0.49 6.45 10 6.90 2 40.29 kN 顶帽顺水流向： F 1.05 0.53 5.5 0.4 5.1 0.2 1.79 kN 顶帽垂直水流向： F 1.05 0.37 1.4 0.4 1.2 0.2 0.31 kN 立柱顺、垂直水流向： F 1.05 0.33 1 0.33 kN/m
W0 —基本风压值，kPa。 W0
1 2 v ，系按平坦空旷地面，离地面 1.6
20m 高，频率 1/100 的 10min 平均最大风速 v （m/s）计算确定；因没 有实测资料，这里取 W0 0.3 kPa。 代入数据，计算得： 槽身： W 1.2 1.13 1.2 0.3 0.49 kPa 顶帽顺水流向： W 1.3 1.13 1.2 0.3 0.53 kPa 顶帽垂直水流向： W 0.9 1.13 1.2 0.3 0.37 kPa 立柱顺、垂直水流向： W 0.8 1.13 1.2 0.3 0.33 kPa 横梁顺水流向： W 1.11.13 1.2 0.3 0.57 kPa 3.1.2.2 风压力计算 计算公式：
②水重 满槽水重 设计工况水重 ③顶帽自重
G3 1.05 5.5 1.4 0.4 5.3 1.2 0.2 25 114.24 kN
G2 1.05 29.65 12 10 3735.90 kN G2 1.05 24.70 12 10 3112.20 kN
K1 — 风 载 体 形 系 数 。 根 据 《 铁 路 桥 涵 设 计 基 本 规 范 TB
10002.1-2005》表 4.4.1-1，对于槽身取 K1 1.2 ；对于顶帽顺水流向取
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K1 1.3 ，垂直水流向取 K1 0.9 ；对于立柱顺水流向、垂直水流向均取