渠道、倒虹吸结构、配筋计算(参考模板)

计算书
项目名称：xxx小水电站工程
设计阶段：施工图
计算内容：xxx渠道配筋计算
核定：日期：
审查：日期：
校核：日期：
计算：日期：
目录1 计算总说明
1.1计算目的
1.2 计算条件及依据
1.3 参数资料
1.4 计算方法及计算原则
2 计算成果
3 计算过程
3.1倒虹吸管配筋计算
3.2渠道配筋计算
4 附件、附表
1、计算总说明
1.1 计算目的
本计算为xxx 公司xxx 小水电站工程施工图阶段的计算，主要的计算目的是北电站渠道、倒虹吸配筋计算，通过内力计算，确定其配筋情况。

1.2 计算条件及依据
(1)《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077-1997） （2）《水工混凝土结构设计规范》（SL 191-2008） （3）《水利水电工程PC-1500程序集》 （4）《涵洞》（中国水利水电出版社）
（5）《水工建筑物抗震设计规范》（SL 203-97） 1.3 参数资料
混凝土强度等级为C25，填土内摩擦 02=ϕ，填土天然容重31/19m KN =γ，填土浮容重
3/11m KN ='γ，钢筋混凝土容重32/42m KN =γ，C25混凝土弹性模量26/1080.2m t E ⨯=，地基弹性抗力系数3/1920001m KN K =，侧墙弹性抗力系数3/502m KN K =，水容重
33/9.81m KN =γ。

结构重要性系数： 1.00=γ；设计状况系数： 1.0=ϕ
荷载作用分项系数：K 根据《水工建筑物荷载设计规范》选用。

1.4 计算方法及计算原则
对于倒虹吸： （1）完建期
考虑顶板承受垂直土压力、顶板自重，底板承受浮托力、底板自重，侧墙承受外水压力、侧向土压力。

（2）正常运行工况
考虑顶板承受垂直土压力、顶板自重，底板承受浮托力、底板自重、水重，侧墙承受外水压力、侧向土压力、内水压力。

（3）抗震工况
考虑顶板承受垂直土压力、顶板自重，底板承受浮托力、底板自重、水重，侧墙承受外水压力、侧向土压力、内水压力、地震荷载。

对于渠道： （1）完建期
考虑底板承受浮托力、底板自重，侧墙承受外水压力、侧向土压力。

（2）正常运行工况
考虑底板承受浮托力、底板自重、水重，侧墙承受外水压力、侧向土压力、内水压力。

（3）抗震工况
考虑底板承受浮托力、底板自重、水重，侧墙承受外水压力、侧向土压力、内水压力、地震荷载。

采用水利水电工程PC-1500程序集V5.0，按照弹性地基梁计算其配筋情况。

2、计算成果
配筋计算成果见下表所示。

3.计算过程 3.1倒虹吸配筋计算
净跨径m L 0.20=，净高m h 5.10=，填土高m H d 0.3=，壁厚m t 30.0==δ，地下水位按照填土高程降1.0m 考虑，如图1所示。

图1倒虹吸结构图
3.1.1荷载计算（如图2所示）
图2倒虹吸受力图
（1）垂直土压力
）（土)2(KK 211s 1δ
γγ+
'+=h h q （2）侧向水平土压力
顶板处 ：)2
45(2K 22ϕ
δγ-+'
= tg H q d ）（土 底板处： 2203)245()2(ϕ
δδγ-+++'= tg h H K q d 土
（3）垂直外水压力
）（水2
h H K 0
031δδγ+++'
=q ）（水2H K 032δγ-'=q （4）水平外水压力
'
=033H K γ水q
）（水2h H K 0
034δδγ+++'
=q （5）垂直内水压力
）
（水22
h H K 031⨯++'='δ
γq H K 32'='γ水q
其中H ’——顶板底面以上水头压力，参考“北电站动力渠道倒虹吸结构钢筋图”，取
1.45m 3/20.6-1.9=+。

（6）水平内水压力
23''=水水q q 14''=水水q q
（7）自重力计算
顶板：δγ22K =自q
底板：）（自2t K 221γδγ+=q
（8）地震荷载
参考《水工建筑物抗震设计规范》式4.5.9计算地震惯性力。

g G F i Ei h i /αξα=
式中 作用在质点—i F i 的水平向地震惯性力代表值；
—h α水平向设计地震加速度代表值，7级设计烈度取为0.1g ，2/81.9s m g =；
—ξ地震作用的效应折减系数，取0.25；
Ei G —集中在质点i 的重力作用标准值
i α—质点i 的动态分布系数； g —重力加速度；
参考《水工建筑物抗震设计规范》式6.1.9-1计算地震动水压力。

)()(H h h p w h w ρξψα=
式中 -)(h p w 作用在水深h 处的地震动水压力代表值；
—h α水平向设计地震加速度代表值，7级设计烈度取为0.1g ，2/81.9s m g =；
—ξ地震作用的效应折减系数，取0.25；
)(h ψ—地震动水压力分布系数，取最大值0.76； w ρ—水体质量密度标准值； —0H 水深。

3.1.2配筋计算
采用PC-1500的G-13B 程序，程序中需要输入的力的大小计算如下： 完建期：
2121自土水q q q W ++=
232土水q q W += 343土水q q W += 114水自q q W -=
正常运行工况：
22121'-++=水自土水q q q q W 3232'-+=水土水q q q W
4343'-+=水土水q q q W 1114'--=水水自q q q W
抗震工况（地震惯性力程序自动计入）：
22121'-++=水自土水q q q q W 3232'-+=水土水q q q W 4343'-+=水土水q q q W
1114'--=水水自q q q W
05=W )(6h p W w =
具体计算过程如附表1及附件1~3所示。

3.2 渠道配筋计算
净跨径m L 5.20=，净高m h 2.00=，壁厚m t 20.0==δ，填土高度按渠顶降0.5m 考虑，如图3所示。

图3渠道受力图
3.2.1荷载计算 （1）侧向水平土压力
底板处： 2201)245()0.5-(ϕ
δγ-+'= tg h K q 土
（2）水平内水压力
）
（水6.0K 031-=h q γ （3）垂直内水压力
）
（水6.0K 032-=h q γ （4）自重力计算
底板：）（自2t K 221γδγ+=q
（5）地震荷载
参考《水工建筑物抗震设计规范》式4.5.9计算地震惯性力。

g G F i Ei h i /αξα=
式中 作用在质点—i F i 的水平向地震惯性力代表值；
—h α水平向设计地震加速度代表值，7级设计烈度取为0.1g ，2/81.9s m g =；
—ξ地震作用的效应折减系数，取0.25；
Ei G —集中在质点i 的重力作用标准值
i α—质点i 的动态分布系数；
g —重力加速度；
3.2.2内力计算
底板按照倒置梁法，两端简支计算内力，侧墙按照悬臂梁法计算内力。

计算公式如下：
（1） 两端简支梁 28
1ql M = （2） 悬臂梁 26
1ql M = 式中 —M 梁承受的最大弯矩；
—q 梁承受的均布荷载；
—l 受载长度。

具体计算过程如附表2所示。

3.2.3配筋计算
按照纯弯构件计算其配筋。

计算公式如下： 20bh f M
c d s γα=，s αξ211--=，y
c s f h b f A 0ξ= 式中 —M 梁承受的最大弯矩；
—d γ结构系数，取1.20；
—c f 砼轴心抗压强度设计值，取2/11.9mm N f c =；
—b 矩形截面宽度；
—0h 截面有效高度；
—s α截面抵抗矩系数；
—ξ相对受压区计算高度；
—y f 钢筋抗拉强度设计值，取2/046mm N f y =；
—s A 受拉区纵向钢筋截面面积；
对底板配筋：
mm b 1000=，mm a 35=，mm h 165352000=-=，2/11.9mm N f c =，2/046mm N f y = 0.028********.91107.482.12
620=⨯⨯⨯⨯==bh f M
c d s γα，280.0280.0211211=⨯--=--=s αξ 20120460
165280.010001.91mm f h b f A y c s =⨯⨯⨯==ξ，选用5Y10@200（2393mm A s =）。

对侧墙配筋：
mm b 1000=，mm a 35=，mm h 165352000=-=，2/11.9mm N f c =，2/460mm N f y = 0.052165
10001.911014.032.12620=⨯⨯⨯⨯==bh f M
c d s γα，530.0520.0211211=⨯--=--=s αξ 20226460
165530.010001.91mm f h b f A y c s =⨯⨯⨯==ξ，选用5Y10@200（2393mm A s =）。

具体计算过程如附表2所示。

4 附件、附表
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***** 多孔方形涵洞内力及配筋计算书 G-13B *****
************************************************************************
工程名:TOYUN
一.原始数据:
工程名:TOYUN 桩号:0+000 荷载组合:1
KU= 1 L= 2.3 H= 1.8 E= 2800000 K1= 19200
K2= 5 KC= 0 W1= 7.89 W2= 3.98 W3= 6.81
W4= 1.94 W5= 0 W6= 0 G1= 0 G2= 0
G3= 0 M1= 0 HC= .3 HA= .3 HB= .3
HD= .3
Ky= 1.6 KL= 1.5 R#=200 Rg= 4600 Eg= 2000000
a = 3.5 d= 1.2
二.计算结果:
--------------------------------------------------------------------------------
顶板 ( 1 )
基岩弹抗轴向力剪力弯矩受压钢筋受拉钢筋抗裂K 裂缝宽
0 4.285 -9.936 -2.716 0.000 2.838 1.515 0.04947
1 4.285 -7.949 -0.660 0.000 0.037 8.353 31.12343
2 4.285 -5.962 0.940 0.000 0.41
3 5.142 0.51200
3 4.285 -3.97
4 2.083 0.000 1.964 2.018 0.07112
4 4.28
5 -1.987 2.768 0.000 2.910 1.485 0.04829
5 4.285 0.000 2.997 0.000 3.228 1.36
6 0.04372
6 4.285 1.98
7 2.76
8 0.000 2.910 1.485 0.04829
7 4.285 3.974 2.083 0.000 1.964 2.018 0.07112
8 4.285 5.962 0.940 0.000 0.413 5.142 0.51200
9 4.285 7.949 -0.660 0.000 0.037 8.353 31.12343
10 4.285 9.936 -2.716 0.000 2.838 1.515 0.04947
--------------------------------------------------------------------------------
边墙 ( 1 )--短梁
基岩弹抗轴向力剪力弯矩受压钢筋受拉钢筋抗裂K 裂缝宽
0 0.000 9.936 4.285 2.716 0.000 1.779 1.698 0.09289
1 0.000 10.071 3.543 2.011 0.000 0.770 2.48
2 0.29418
2 0.000 10.206 2.750 1.444 0.000 0.000 3.984 0.00000
3 0.000 10.341 1.907 1.02
4 0.000 0.000 7.336 0.00000
4 0.000 10.476 1.012 0.761 0.000 0.000 15.701 0.00000
5 0.000 10.611 0.06
6 0.663 0.000 0.000 28.09
7 0.00000
6 0.000 10.746 -0.931 0.740 0.000 0.000 18.353 0.00000
7 0.000 10.881 -1.978 1.001 0.000 0.000 8.141 0.00000
8 0.000 11.016 -3.077 1.455 0.000 0.000 4.113 0.00000
9 0.000 11.151 -4.226 2.112 0.000 0.707 2.407 0.34877
10 0.000 11.286 -5.426 2.980 0.000 1.899 1.562 0.08830
--------------------------------------------------------------------------------
边墙 ( 2 )--短梁
基岩弹抗轴向力剪力弯矩受压钢筋受拉钢筋抗裂K 裂缝宽
0 0.000 9.936 -4.285 -2.716 0.000 1.779 1.698 0.09289
1 0.000 10.071 -3.543 -2.011 0.000 0.770 2.48
2 0.29418
2 0.000 10.206 -2.750 -1.444 0.000 0.000 3.984 0.00000
3 0.000 10.341 -1.907 -1.02
4 0.000 0.000 7.336 0.00000
4 0.000 10.476 -1.012 -0.761 0.000 0.000 15.701 0.00000
5 0.000 10.611 -0.06
6 -0.663 0.000 0.000 28.09
7 0.00000
6 0.000 10.746 0.931 -0.740 0.000 0.000 18.353 0.00000
7 0.000 10.881 1.978 -1.001 0.000 0.000 8.141 0.00000
8 0.000 11.016 3.077 -1.455 0.000 0.000 4.113 0.00000
9 0.000 11.151 4.226 -2.112 0.000 0.707 2.407 0.34877
10 0.000 11.286 5.426 -2.980 0.000 1.899 1.562 0.08830
--------------------------------------------------------------------------------
底梁 ( 1 )--短梁
基岩弹抗轴向力剪力弯矩受压钢筋受拉钢筋抗裂K 裂缝宽
0 11.142 5.426 11.286 2.980 0.000 2.990 1.402 0.04719
1 10.09
2 5.426 8.565 0.701 0.000 0.000 8.650 0.00000
2 8.921 5.426 6.105 -0.980 0.000 0.247 5.256 1.26068
3 7.901 5.426 3.902 -2.127 0.000 1.808 2.030 0.07794
4 7.218 5.426 1.897 -2.791 0.000 2.727 1.504 0.05162
5 6.978 5.42
6 0.000 -3.008 0.000 3.029 1.388 0.04659
6 7.218 5.426 -1.89
7 -2.791 0.000 2.727 1.504 0.05162
7 7.901 5.426 -3.902 -2.127 0.000 1.808 2.030 0.07794
8 8.921 5.426 -6.105 -0.980 0.000 0.247 5.256 1.26068
9 10.092 5.426 -8.565 0.701 0.000 0.000 8.650 0.00000
10 11.142 5.426 -11.286 2.980 0.000 2.990 1.402 0.04719
文件：G:\slsdw\INT\肯尼亚北电站\G-13B-正常运行.out
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***** 多孔方形涵洞内力及配筋计算书 G-13B *****
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工程名:TOYUN
一.原始数据:
工程名:TOYUN 桩号:0+000 荷载组合:1
KU= 1 L= 2.3 H= 1.8 E= 2800000 K1= 19200
K2= 5 KC= 0 W1= 6.46 W2= 2.55 W3= 3.62
W4=-1.25 W5= 0 W6= 0 G1= 0 G2= 0
G3= 0 M1= 0 HC= .3 HA= .3 HB= .3
HD= .3
Ky= 1.6 KL= 1.5 R#=200 Rg= 4600 Eg= 2000000
a = 3.5 d= 1.2
二.计算结果:
--------------------------------------------------------------------------------
顶板 ( 1 )
基岩弹抗轴向力剪力弯矩受压钢筋受拉钢筋抗裂K 裂缝宽
0 2.480 -8.292 -2.103 0.000 2.335 1.910 0.05923
1 2.480 -6.633 -0.386 0.000 0.024 14.180 44.34183
2 2.480 -4.975 0.949 0.000 0.77
3 4.536 0.18297
3 2.480 -3.317 1.902 0.000 2.061 2.121 0.06688
4 2.480 -1.658 2.474 0.000 2.844 1.613 0.04901
5 2.480 0.000 2.665 0.000 3.107 1.494 0.04507
6 2.480 1.658 2.474 0.000 2.844 1.613 0.04901
7 2.480 3.317 1.902 0.000 2.061 2.121 0.06688
8 2.480 4.975 0.949 0.000 0.773 4.536 0.18297
9 2.480 6.633 -0.386 0.000 0.024 14.180 44.34183
10 2.480 8.292 -2.103 0.000 2.335 1.910 0.05923
--------------------------------------------------------------------------------
边墙 ( 1 )--短梁
基岩弹抗轴向力剪力弯矩受压钢筋受拉钢筋抗裂K 裂缝宽
0 0.000 8.292 2.480 2.103 0.000 1.233 2.224 0.14255
1 0.000 8.427 2.011 1.698 0.000 0.650 2.928 0.35142
2 0.000 8.562 1.52
3 1.380 0.000 0.188 3.91
4 2.65057
3 0.000 8.697 1.016 1.151 0.000 0.000 5.193 0.00000
4 0.000 8.832 0.489 1.01
5 0.000 0.000 6.483 0.00000
5 0.000 8.967 -0.05
6 0.976 0.000 0.000 7.048 0.00000
6 0.000 9.102 -0.621 1.03
7 0.000 0.000 6.394 0.00000
7 0.000 9.237 -1.206 1.201 0.000 0.000 5.033 0.00000
8 0.000 9.372 -1.809 1.472 0.000 0.159 3.712 3.76434
9 0.000 9.507 -2.432 1.853 0.000 0.658 2.713 0.36233
10 0.000 9.642 -3.074 2.349 0.000 1.320 2.013 0.13621
--------------------------------------------------------------------------------
边墙 ( 2 )--短梁
基岩弹抗轴向力剪力弯矩受压钢筋受拉钢筋抗裂K 裂缝宽
0 0.000 8.291 -2.480 -2.103 0.000 1.233 2.224 0.14255
1 0.000 8.426 -2.011 -1.698 0.000 0.650 2.928 0.35142
2 0.000 8.561 -1.52
3 -1.380 0.000 0.188 3.91
4 2.65057
3 0.000 8.696 -1.016 -1.151 0.000 0.000 5.193 0.00000
4 0.000 8.831 -0.489 -1.01
5 0.000 0.000 6.483 0.00000
5 0.000 8.96
6 0.056 -0.976 0.000 0.000 7.048 0.00000
6 0.000 9.101 0.621 -1.03
7 0.000 0.000 6.394 0.00000
7 0.000 9.236 1.206 -1.201 0.000 0.000 5.033 0.00000
8 0.000 9.371 1.809 -1.472 0.000 0.159 3.712 3.76434
9 0.000 9.506 2.432 -1.853 0.000 0.658 2.713 0.36233
10 0.000 9.641 3.074 -2.349 0.000 1.320 2.013 0.13621
--------------------------------------------------------------------------------
底梁 ( 1 )--短梁
基岩弹抗轴向力剪力弯矩受压钢筋受拉钢筋抗裂K 裂缝宽
0 12.765 3.074 9.642 2.349 0.000 2.559 1.724 0.05440
1 11.741 3.074 7.279 0.407 0.000 0.000 14.669 0.00000
2 10.645 3.074 5.166 -1.019 0.000 0.75
3 4.322 0.20143
3 9.707 3.07
4 3.290 -1.987 0.000 2.064 2.057 0.06710
4 9.084 3.074 1.596 -2.546 0.000 2.832 1.584 0.04935
5 8.867 3.074 0.000 -2.729 0.000 3.084 1.474 0.04550
6 9.084 3.074 -1.596 -2.546 0.000 2.832 1.584 0.04935
7 9.707 3.074 -3.290 -1.987 0.000 2.064 2.057 0.06710
8 10.645 3.074 -5.166 -1.019 0.000 0.753 4.322 0.20143
9 11.741 3.074 -7.279 0.407 0.000 0.000 14.669 0.00000
10 12.765 3.074 -9.642 2.349 0.000 2.559 1.724 0.05440
文件：G:\slsdw\INT\肯尼亚北电站\G-13B-地震工况.out
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***** 多孔方形涵洞内力及配筋计算书 G-13B *****
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工程名:TOYUN
一.原始数据:
工程名:TOYUN 桩号:0+000 荷载组合:1
KU= 1 L= 2.3 H= 1.8 E= 2800000 K1= 19200
K2= 5 KC= .05 W1= 6.46 W2= 2.55 W3= 3.62
W4=-1.25 W5= 0 W6= .58 G1= 0 G2= 0
G3= 0 M1= 0 HC= .3 HA= .3 HB= .3
HD= .3
Ky= 1.6 KL= 1.5 R#=200 Rg= 4600 Eg= 2000000
a = 3.5 d= 1.2
二.计算结果:
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顶板 ( 1 )
基岩弹抗轴向力剪力弯矩受压钢筋受拉钢筋抗裂K 裂缝宽
0 2.480 -8.174 -1.968 0.000 2.151 2.047 0.06415
1 2.480 -6.516 -0.279 0.000 0.000 24.065 0.00000
2 2.480 -4.858 1.029 0.000 0.882 4.134 0.15822
3 2.480 -3.199 1.956 0.000 2.135 2.060 0.06463
4 2.480 -1.541 2.501 0.000 2.882 1.59
5 0.04841
5 2.480 0.117 2.665 0.000 3.107 1.494 0.04507
6 2.480 1.775 2.44
7 0.000 2.807 1.631 0.04962
7 2.480 3.434 1.848 0.000 1.988 2.187 0.06930
8 2.480 5.092 0.868 0.000 0.665 5.026 0.22191
9 2.480 6.750 -0.494 0.000 0.167 10.061 1.52169
10 2.480 8.409 -2.237 0.000 2.520 1.790 0.05504
--------------------------------------------------------------------------------
边墙 ( 1 )--短梁
基岩弹抗轴向力剪力弯矩受压钢筋受拉钢筋抗裂K 裂缝宽
0 -0.001 8.174 2.480 1.968 0.000 1.069 2.405 0.17191
1 0.000 8.309 1.999 1.564 0.000 0.488 3.250 0.53706
2 0.000 8.444 1.489 1.250 0.000 0.03
3 4.495 68.05027
3 0.000 8.579 0.949 1.030 0.000 0.000 6.187 0.00000
4 0.000 8.714 0.379 0.910 0.000 0.000 7.839 0.00000
5 0.000 8.849 -0.220 0.895 0.000 0.000 8.212 0.00000
6 0.000 8.984 -0.849 0.991 0.000 0.000 6.862 0.00000
7 0.000 9.119 -1.508 1.203 0.000 0.000 4.980 0.00000
8 0.000 9.254 -2.197 1.536 0.000 0.270 3.474 1.49065
9 0.000 9.389 -2.915 1.996 0.000 0.877 2.454 0.23727
10 0.000 9.524 -3.663 2.587 0.000 1.675 1.784 0.09927
--------------------------------------------------------------------------------
边墙 ( 2 )--短梁
基岩弹抗轴向力剪力弯矩受压钢筋受拉钢筋抗裂K 裂缝宽
0 -0.001 8.409 -2.480 -2.237 0.000 1.397 2.068 0.12134
1 -0.001 8.544 -2.023 -1.83
2 0.000 0.811 2.664 0.25595
2 -0.001 8.679 -1.557 -1.510 0.000 0.34
3 3.467 0.96117
3 -0.001 8.81
4 -1.083 -1.272 0.000 0.000 4.474 0.00000
4 -0.001 8.949 -0.600 -1.121 0.000 0.000 5.527 0.00000
5 -0.001 9.084 -0.107 -1.057 0.000 0.000 6.174 0.00000
6 -0.001 9.219 0.393 -1.082 0.000 0.000 5.986 0.00000
7 -0.001 9.354 0.903 -1.199 0.000 0.000 5.087 0.00000
8 0.000 9.489 1.422 -1.408 0.000 0.049 3.986 33.97442
9 0.000 9.624 1.949 -1.711 0.000 0.440 3.035 0.67885
10 0.000 9.759 2.485 -2.110 0.000 0.966 2.310 0.20983
--------------------------------------------------------------------------------
底梁 ( 1 )--短梁
基岩弹抗轴向力剪力弯矩受压钢筋受拉钢筋抗裂K 裂缝宽
0 11.827 3.663 9.524 2.587 0.000 2.776 1.577 0.05042
1 11.055 3.545 7.348 0.650 0.000 0.168 7.875 1.84017
2 10.171 3.427 5.368 -0.808 0.000 0.402 5.860 0.48564
3 9.412 3.309 3.580 -1.83
4 0.000 1.810 2.258 0.07661
4 8.943 3.192 1.936 -2.466 0.000 2.698 1.642 0.05172
5 8.867 3.074 0.35
6 -2.729 0.000 3.084 1.474 0.04550
6 9.226 2.956 -1.25
7 -2.627 0.000 2.965 1.530 0.04721
7 10.003 2.838 -3.000 -2.141 0.000 2.319 1.890 0.05977
8 11.120 2.720 -4.964 -1.230 0.000 1.105 3.427 0.12568
9 12.428 2.603 -7.210 0.164 0.000 0.000 99.999 0.00000
10 13.703 2.485 -9.759 2.110 0.000 2.344 1.903 0.05901
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