1、水工鋼筋混凝土課程設計 整體效果圖學院班級:姓名學號:指導老師:時間: 2011年7月水閘工作橋課程設計第一部:擬定工作橋尺寸一、工作橋縱向布置1、工作橋長度:為便于安裝,工橋橋長度=兩閘墩中心線距離-2030mm=7000+500+500-20 =7980mm 但計算時工作橋長度仍用8000 mm計算。2、橫梁位置:為簡化計算,我們將地螺栓安裝在橫梁與縱梁相交處,不考慮其偏移。橫梁尺寸初步擬定為,高:500;寬:250. 橫梁上面的機敦取高:250;寬:250.3、活動鋪板:為減輕吊裝重量,面板做成活動鋪板,簡支在縱梁上。活動鋪板選用的,寬850;長度:1500+2*80=1660 ;高度:

2、80。中間共四塊面板。橋兩邊再一邊一塊板。總的橫向布置圖及個尺寸如圖所示: 二、工作橋橫向布置1、縱梁尺寸:高度:800;寬度:300。2、懸臂板:高度:端部取100,根部取200;寬度:500尺寸如圖所示: 三、剛架布置(在此不計算1、剛架高度計算用的高度:H=31.4-24.0-h實際高度:H+H1,其中:H1為柱插入杯口的高度。 H1需滿足:a.大體為1.20.8倍柱長邊尺寸;b.大于0.05H。圖3:鋼桁架布置第二部:配筋一、面板配筋設計1、活動鋪板1安裝檢修工況: a 荷載計算板自重:0.080.8525 1.7/k g KN m =1.05 1.71.785/G k g g KN

3、m = 一個繩鼓重: 6.54k G KN =, 6.54 1.05 6.867G k G G KN = 橋面活載不考慮 b 計算簡圖和內力計算01500801580n l l a mm =+=+= 01500801580n l l h mm =+=+= 0 1.1 1.115001650n l l mm =因此計算跨度取1580mm c.跨中彎矩:220011 6.867 1.581.785 1.58 3.268484p l M gl KN m =+=+=2正常使用工況,持久狀況a.荷載:板自重 0.080.8525 1.7/k g KN m =1.05 1.71.785/G k g g K

4、N m =人群荷載 1.240.85 4.08/G k q q b KN m =b.跨中彎矩:(2011 1.838M g q l KN m =+=從以上兩種狀態可知,安裝工況下的彎矩更大,取大值進行計算3配筋計算:查表得25(,d 302dc mm a c mm=+=二類環境估計鋼筋直徑為=10mm,050h h a mm =-=由書2-7查k=1.2,采用C25混凝土,查表211.9/c f N mm =,面板用HPB335的鋼筋,查表2300/y f N mm =800b mm =,6220 1.2 3.26100.15511.985050s c KM f bh =,10.1690.85

5、0.468b =-=<= 2011.98500.16950285.2300c s y f b h A mm f = 0min 285.2/0.67%0.15%85050s A bh =>=查附錄3表1,選用68(2302mm s A =在受力鋼筋內側布置與受力鋼筋垂直的分布鋼筋,按要求取6250。 配筋圖如圖所示: 2、懸臂板繩鼓 取1m板寬計算,由根部最大彎矩計算板的鋼筋用量。1安裝與檢修工況a.荷載與彎矩計算自重: 1k 12k 2g =h =0.125=2.5k N /m g =h 0.2255k N /m=(人群荷載不計 對根部產生的彎矩:221k 2k 1k M1=0.5

6、g +(g -g /6G G l l 22M1=0.5 1.05 2.50.5+1.05(5-2.50.5/6=0.9843KN m欄桿重:1k P =1.5kN/m 對根部產生的彎矩:3K M2= 1.05 1.50.50.7875G P l KN m =繩鼓重: P ,將集中力放置離縱梁最遠處。 取c 為繩鼓集中力P 到懸壁根部的距離c=500-350/2=325,a=350為繩鼓的著地面積,則P 對根部的彎矩為Pc=6.540.325 2.1255=,由寬度為b =a +2c 的板帶承受,繩鼓為可控可變荷載,分項系數取1.1則 對根部產生的彎矩:1.1 6.540.325M3=Pc/(a

7、+2c=2.3380.3520.325G KN m =+總彎矩:M=M1+M2+M3=0.9843+0.7875+2.338=4.11kN m 2正常使用工況,持久狀況 a.荷載與彎矩計算自重: 1k 12k 2g =h =0.125=2.5k N /m g =h 0.2255k N /m=對根部產生的彎矩:221k 2k 1k M1=0.5g +(g -g /6G G l l 22M1=0.5 1.05 2.50.5+1.05(5-2.50.5/6=0.9843KN m欄桿重:1k P =1.5kN/m 產生的彎矩:3K M2= 1.05 1.50.50.7875G P l KN m =人群

8、荷載:q=1.240.5 2.4kN/m =產生的彎矩:2201 2.40.530.322M ql KN m =總彎矩:(M=M1+M2+M3=1(0.9843+0.7875+0.3=2.072kN m 從以上兩種狀態可知,安裝工況下的彎矩更大,取大值進行計算b.配筋計算只計算正截面,采用HPB235鋼筋,查2210/y f N mm =受力筋:d 302da c mm =+=估計鋼筋直徑為=10mm,020030170h h a mm =-=-=6220 1.2 4.11100.028711.9500170s c KM f bh =,10.02930.850.468b =-=<= 20

9、11.95000.0293170141210c s y f b h A mm f =又因為,規定中說,懸臂板的受力鋼筋每米不少于 58 (252mm2.則懸臂板的配筋就取8200 HPB235鋼筋的來布置。分布鋼筋按要求取,直徑不小于6mm,間距不大于300.這里我們取6200來布置。懸臂板配筋如圖所示: 二.橫梁配筋設計橫梁與縱梁澆筑在一起,計算彎矩時按簡支結構計算,橫梁計算跨徑:015003001800l mm =+=1.1 1.0515001575n l l mm =計算跨徑按1575計 1、荷載計算橫梁自重:150025025 1.05 3.28/g kN m = 機敦自重:22502

10、5025 1.05 1.64/g kN m =地螺栓傳來的設計力:11.1 1.156.1261.73/Q kN m = 41.1 1.176.1383.74/Q kN m =2、計算簡圖及內力計算為簡化計算,使螺栓正好安裝在橫梁與縱梁相交處。則啟閉門對橫梁不產生彎矩。考慮到啟閉門中心與橫梁中心不重合,我們對計算彎矩取k=1.2的放大系數。橫梁實際為半固定狀態,精確計算應采用有限單元法。工程簡化:先按簡支梁計算,得跨中彎矩M 0,實際梁的支座負彎矩=0.7 M 0 ,跨中正彎矩=0.5 M 0 。 2012011.05( 1.68M g g l KN m =+=支座彎矩較大,取0.7M0 進行

11、計算,最終上下截面配置相同鋼筋00.7 1.2 1.35M kN m =35(,d 402dc mm a c mm =+=二類環境估計鋼筋直徑為=10mm,050040460h h a mm =-=-=6220 1.2 1.35100.0025611.9250460s c KM f bh =,10.002570.850.468b =-=<= 2011.92500.0025746016.74210c s y f b h A mm f =0min 16.74/0.015%0.25%250460s A bh =<= 取min 的鋼筋進行配置,2min 0288s A bh mm =查附錄

12、3表1,受力鋼筋取214 (2308s A mm =按規定取直徑為6mm ,間距200的雙肢箍筋橫梁上下緣布置相同的鋼筋。配筋圖如圖所示: 三.縱梁配筋計算取受力大的一根計算,另一根配筋相同。1.荷載計算a 恒載:均布荷載g :縱梁自重標準值:1250.30.86/k g kN m =一邊欄桿重標準值:2 1.5k g kN m = 一半面板重標準值:63100200(807505002510 3.375/2k g kN m -+=+= 均布荷載設計值: 1.05(6 1.5 3.37511.42/k g g kN m =+=集中荷載G一半橫梁自重:9121005002502510 3.282

13、k G kN -= 一半機墩重:9221005002502510 3.282k G kN -= 1.05(3.28 3.28 6.9G K G G kN =+=b.可變荷載分布荷載q, 人群荷載(一半橋面 :3.14 6.2/2k q kN m = 1.2 6.27.44/G k q q kN m =集中荷載P :直接作用于縱梁上的啟門力通過橫梁傳遞的啟門力,求出橫梁的反力,作用于在縱梁上。由于啟門力的標準值為320kN ,簡化計算,將其平均分配在四個地螺栓上,每個螺栓說承擔的力為GK=80kN.橫梁傳給縱梁的集中力設計值: 1.180 6.994.9G kN =+= 2.內力計算計算跨徑:0

14、70005007500l mm =+=0 1.05 1.0570007350n l l mm =計算跨徑按7350計,縱梁受力如圖所示。 其彎矩最大值在跨中:彎矩設計值為:'20210.75 1.8581(11.427.447.3594.9 2.68374.1M gl G G KN m =+=+= 考慮次梁并不是對稱的T 型梁,在最大彎矩值下考慮 1.1的放大系數。M=374.11.1=411.5KN m .縱向鋼筋配置HPB400的鋼筋,查表2360/y f N mm =估計配置雙層鋼筋,70a mm = 0730h h a mm =-=確定翼緣計算寬度'150(f h mm

15、 =平均''0/150/7300.2050.1f h h mm => 是獨立T 型梁'025003f l b mm = ''122100f f b b h mm =+=上述寬度均大于翼緣的實有寬度(800mm ,取'800f b mm =1.2411.5493.8KM kN m ='''0150(11.9800150(730935.3422fc f f h f b h h kN m -=-= '''0(2f c f f h KM f b h h <-屬于第一類T 型梁 6'220

16、493.8100.973411.9800730s c f KM f b h =,10.1030.850.468b =-=<= 2011.98000.1037301981360c s y f b h A mm f =預計配置622(22281sA mm = 的HPB400的受力鋼筋。橫向全梁拉通布置。三、抗剪計算1、支座邊緣剪力設計值:01221(11.427.447.3594.922259.11V gl G KN m=+=+= 2、截面尺寸驗算2730200530w h mm =-=2730 2.43 4.0300w h mm b =< 00.250.2511.9300730651

17、.5=1.2259.11=311c f bh kN KV kN=>截面尺寸滿足抗剪要求3、抗剪腹筋計算箍筋采用HPB335鋼筋00.70.7 1.27300730194.7=311c t V f bh kN KV kN =< 應由計算確定腹筋sv 00A KV - 0.7311194.7=0.425s 1.25 1.25300730t y f bh kN f h -= 選用雙肢箍筋,直徑8(2sv A 101mm =21012480.425s mm =,取max s=200<250s mm = 滿足最小配筋率要求,最后選配雙肢8200 HPB335箍筋。考慮到箍筋的綁扎固定,

18、我們在縱梁上緣配置兩根架立鋼筋,直徑按規范取的12的HPB235鋼筋,縱梁高大于450,在中部布置兩根腰筋,直徑取12。 整個縱梁配筋圖如圖所示四、 裂縫開展寬度驗算 查附錄 5 表 1， w lim = 0 .3 m m w m ax = a d sk Es ( 3 0 + c + 0 .0 7 d r te ，縱梁為受彎構件，查 a = 2.1 主梁標準值在跨中產生的彎矩值為 1 2 Mk = g k l 0 + G k ´ 0 .7 5 + G k ´ 1 .8 5 8 = 1 8 = 340 K N · m ´ ( 6 + 1 .5 + 3 .3

19、 7 5 + 6 .2 ´ 7 .3 5 + ( 8 0 + 2 ´ 3 .2 8 ´ 2 .6 2 d sk = M K 0 .8 7 ´ h 0 ´ A S = 340 ´ 10 6 0 .8 7 ´ 7 3 0 ´ 2 2 8 1 = 2 3 4 .7 N / m m 2 d = 22 m m r te = AS A te = 5 AS 2ab = 2281 2 ´ 70 ´ 300 = 0 .0 5 4 3 E s = 2 ´ 10 w m ax = a d sk Es ( 3

20、 0 + c + 0 .0 7 d r te = 2 .1 2 3 4 .7 2 ´ 10 5 ( 3 0 + 3 5 + 0 .0 7 22 0 .0 5 4 3 = 0 .2 3 w m a x < w lim = 0 .3 m m ，裂縫寬度滿足要求 五、撓度驗算 查 本 教 程 附 錄 5 表 3 ， 該 構 件 的 撓 度 限 值 為 l0 / 4 = 0 0 7 3= 5 0 / m 0 0 4 m 1 8 . 3 7 5 跨中標準值計算得到的彎矩 M k = 3 4 0 K N · m r = AS b h0 = 2281 300 ´ 730 = 0 .0 1 0 4 2 aE = ' ES EC = 2 ´ 10 5 4 2 .8 ´