【導(dǎo)讀】和各種計(jì)算及制圖的能力。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，說明書分為六章。第一章，基本資料。第二章，渡槽的整。體布置和渡槽斷面形式的選擇，以及支承結(jié)構(gòu)形式的確定。第三章，擬定渡槽斷。面尺寸，確定槽身總長(zhǎng)度，進(jìn)行水力計(jì)算，從而確定槽底縱坡以及進(jìn)出口高程。第四章，槽身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行槽身縱橫斷面內(nèi)力計(jì)算及結(jié)構(gòu)計(jì)算并配置鋼筋。第五章，排架和牛腿的結(jié)構(gòu)計(jì)算，進(jìn)行排架順槽向和橫槽向的結(jié)構(gòu)及配筋計(jì)算，并驗(yàn)算其穩(wěn)定性。第六章，細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)伸縮縫、止水、支座和兩岸的連接。做近一步的要求。師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。究所取得的研究成果。究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。

　　

【正文】 8 1 2 0 .4 0 .4 80 .3 5 5t R f a b f Bkt R f a B?? ? ????? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ??22（ 2 2 . 4 3 1 . 8 1 ） 0 . 4 0 . 4 8 （ 2 ） 1 0. 35 5 1. 81 2. 16 5y k f m? ? ? ? ? 橫截面對(duì)圓心軸的慣性矩 3 3 3 2 221( ) 2 ( ) [ ( 2 ) ( 2 ) ]32 ?? ? ? ? ? ? ? ? ?I a B tf a B f f B t R k t R f a B f B 代入數(shù)據(jù)求得 ? 令 kR?? 0sin??? （ 0? 以弧度計(jì)），則有 00. 35 5 2. 43 0. 14 6 sin??? ? ? 220c o s 1 1 0 . 1 4 6 0 . 9 8 9??? ? ? ? ? 故 0 ? ? 由以上數(shù)據(jù)可求得受拉區(qū)的總拉力 lZ 00 12 ( c o s )2cl MZ tR R k kI ? ? ?? ? ? 代入數(shù)據(jù)求得 KN? 縱向配筋計(jì)算 U 型槽身的縱向鋼筋一般按總拉力法計(jì)算，即考慮受拉區(qū)混凝土已經(jīng)開裂， 不能再承擔(dān)拉力，形心軸以下的拉力全部由鋼筋承擔(dān)。 由公式 lslyZAKf? 計(jì)算受拉鋼筋總面積 式中 lK —— 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的強(qiáng)度安全系數(shù)。查《中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化部 .電力工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編 .水電卷 .水工》第 31 條（表 8）得 ? yf —— 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，選用Ⅱ級(jí)鋼筋， 2310yf N mm? 則有 3 223 27 .86 7 0 10 51 sA mm?? ? ? 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 選用 732? 和 828? 2( 5 3 6 0 4 9 2 6 1 0 5 5 6 )sA m m? ? ? 配筋圖如下圖 ： 166。181。 28166。181。 32 正截面的抗裂驗(yàn)算 令 542 . 0 1 0 7 . 1 42 . 8 1 0SE CEE? ?? ? ??, 則換算截面的面積為： 6 6 20 2 . 1 8 4 1 0 7 . 1 4 1 0 5 5 6 2 . 3 1 0c E sA A A m m?? ? ? ? ? ? ? ? 220( 2 ) ( 2 ) 332t R f a B f Bk m mA? ? ?? ?? 1 2142y k f m m? ?? ? ? 20 2178y R k t m m? ?? ? ? ? 則換算截面對(duì)重心軸的慣性矩 3 3 3 2 20 21( ) 2 ( ) [ ( 2 ) ( 2 ) ]32I a B tf a B f f B t R k t R f a B f B? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 12 0mm?? 故可由上述求得 最大拉應(yīng)力 l? （抗裂驗(yàn)算） 20 flmfRM yIK????? 式中 m? —— 截面抵抗矩的塑性系數(shù)，查《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)》得 ? ? ，修正后得 3001 .3 5 ( 0 .7 ) 1 .0 83000m? ? ? ? ?； fR —— 混凝土抗裂設(shè)計(jì)強(qiáng)度； 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 fK —— 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的抗裂安全系數(shù)。 查《中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化部 .電力工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編 .水電卷 .水工》第 8 條 (表 1)得 221 9 1 .8 6fR kg cm N m m??,第 34 條 (表 9)得 . ? 。 6 2178 10 . 7 1. 84. 9 10 1. 10l? ? ? ?? ? ? ?? 可知滿足抗裂要求。 斜截面承載力計(jì)算 可將 U 型截面簡(jiǎn)化為 T 型截面 ,如圖所示， 圖 截面尺寸如下： 2 0 .3 2 3 2 0b t m m m? ? ? 0 .1 6 1 6 0fh t m m m? ? ? 02 2 5 .0 2 5 0 2 0fb R t m m m? ? ? ? 0 1 .8 1 2 .3h f R t? ? ? ? ?0 .1 6 4 .3 2 4 3 2 0m m m? ? ? 取 45a mm? ， 則 0 4275h h a mm? ? ? 0 4 2 7 5 1 6 0 4 1 1 5wfh h h m m? ? ? ? ? ? 又 4 1 1 5 3 2 0 1 2 .9 6 .0whb ? ? ? 60112 0 6 8 . 8 7 5 ( 0 . 2 ) 0 . 2 1 2 . 5 0 . 3 2 4 . 2 7 5 1 0 2 8 5 01 . 2cdV K N f b h K N?? ? ? ? ? ? ? ? ? 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 故截面 尺寸滿足受剪承載力的要求。又有 6011( 0 . 0 7 ) 0 . 0 7 1 2 . 5 0 . 3 2 4 . 2 7 5 1 0 9 9 7 . 5 2 0 6 8 . 8 7 51 . 2cd f b h K N V K N? ? ? ? ? ? ? ? ? ?故則需按計(jì)算配置腹筋。 初 選 雙 肢 箍 筋 , 由 于 梁 較 高 , 箍 筋 不 能 太 細(xì) , 選用 14@200? , 即有 mm? . m ax20 0 35 0ss? ? ?,選用Ⅰ級(jí)鋼筋時(shí) ,其箍筋抗拉強(qiáng)度 2210yvf N mm? . 求得 000 . 0 7 1 . 2 5 svc s c s v c y v AV V V f b h f hs? ? ? ? 3 0 7 . 80 . 0 7 1 2 . 5 3 2 0 4 2 7 5 1 . 2 5 2 1 0 4 2 7 52002 9 2 4 . 0 5 2 8 4 8 . 6 5dK N V K N?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? 滿足抗剪要求 . m i n3 0 7 . 8 0 . 4 8 % 0 . 1 2 %3 2 0 2 0 0svs v s vAbs??? ? ? ? ?? 滿足箍筋最小配筋率要求。 槽身橫向結(jié)構(gòu)計(jì)算 沿槽長(zhǎng)取 槽身按平面問題求解橫向內(nèi)力 .作用與單位長(zhǎng)脫離體上的荷載除 q ,兩側(cè)截面上還有 1Q 及 2Q ,其差值 Q? 與荷載 q 維持平衡 .因結(jié)構(gòu)與荷載均對(duì)稱 ,故可取一半按圖示 計(jì)算橫向彎矩 M 及軸力 N .其中 M 以槽殼外壁受拉為正 ,N 以使槽殼受壓為正 .圖中 P 為槽頂荷載 , 0M 為槽頂荷載對(duì)槽殼直線段頂部中心的力矩 , T 為分布與槽殼頂部加大部分截面 ()aB? 上的剪力 , 1X 為“均勻化拉桿”的拉力 ,因拉桿的抗彎能力小 ,故一次超靜定結(jié)構(gòu)求解。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮滿槽水情況和非滿槽水情況下的內(nèi)力計(jì)算公式。圓弧內(nèi)力計(jì)算時(shí)，一般每隔 12? 取一計(jì)算截面（即 0 , 1 2 , 6 ....... 2? ? ? ?? ），計(jì)算 M? 和 N? 。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 166。Υ166。Δ /2圓心軸形心軸166。Σ 圖 橫向內(nèi)力計(jì)算圖 滿槽水情況下的內(nèi)力計(jì)算 （取 1 0 21. 71 , 0h h m h? ? ?） 引入以下參數(shù)： 0330 .3 5 5 2 .4 3 0 .1 4 61 .7 1 2 .4 3 0 .7 0 40 .1 6 2 .4 3 4 .9 2 0 .4 6 71 2 5 0 .1 6 1 4gkRhRtR Ig t K N m????? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? 則有 1 ()2l r r aP g g q g? ? ? ? 1 ( 3 .2 6 1 .1 0 3 1 .8 ) 2 5 0 .4 0 .4 8 1 .0 528 .1 3 7KN? ? ? ? ? ? ?? 0 1( ) ( )2 2 2 2 2a l r rt a t tM g g g q? ? ? ? ? ? ? 21 ( )2 2 2 K N m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? 2()23qBT aB k fI? ? ? 22 7 5 .8 5 0 .4 80 .4 0 .4 8 ( 0 .3 5 5 1 .8 1 )2 4 .9 2 35 .1 8 0 KN? ? ? ? ? ??? 據(jù)以上數(shù)據(jù)按以下步驟求解均勻化拉桿的拉力（其中 ? 為水的重度） 計(jì)算形變位： 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 3 3 211 11( 2 )3 2 4REI ??? ? ? ?? ? ? ? 代入數(shù)據(jù)得 11 09 m KNEI? ? 計(jì)算各彎矩系數(shù)： 3100 ( ) 076hm M a t T ?? ? ? ? ? ? 1 1 031 ( ) 5 2 . 9 2 222 Im q R h R R g fR P R K N mtR ???? ? ? ? ? ? ? ? 2 2 22 1 011( 1 ) ( ) 7 9 . 7 9 922m q R h R g R K N m? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 223011 5 0 . 4 8 122m q R R R g R K N m??? ? ? ? ? ? 4 1 2 0 .4 1 92m q R K N m??? ? ? 計(jì)算載變位： 3 2 2 2 21 1 0 0 1 1 01 1 1( 1 0 5 ) [ ( ) 1 ]1 2 0 2p h h h h h m RE I E I? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 22123341 1 1[ ( 1 ) ] ( )2 2 411[ ( 1 ) ] ( 2 )2 8 1 2m R m RE I E Im R m RE I E I????? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? 故均勻化 拉桿的拉力為： 11 11 8 .7 0 2pX K N??? ? ? 由下列公式計(jì)算槽殼直線段的橫向內(nèi)力彎矩 yM 及圓弧段的橫向內(nèi)力 M? ，彎矩以槽殼外壁受拉為正。（ y —— 拉桿中心線至直線段計(jì)算截面的距離，以向下為正） 2 011 ()2yhM M a t T X y? ? ? ? ? 2 311()26yhM M a t T y X y?? ? ? ? ? ? 20 1 2 3 4 1( 1 c o s ) s i n c o s ( ) ( s i n )M m m m m m X R? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 列表計(jì)算如下： 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 表 橫向彎矩 ()yM KN m? Y M0 1()2 at? 316ry? 1xy yM 0 0 0 表 橫向彎矩 ()M KN m? ? ? 0m 1(1 cos )m ?? 2sinm ? 3m cos?? 24()m ? ??? 1 ( sin )XR??? M? 0 0 0 0 0 12? 6? 4? 3? 512? 2? 0 計(jì)算各軸力系數(shù)： 221 1 1 011( ) ( 1 ) 6 0 . 1 2 222n X h R q K N? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 22020 2 0 . 7 7 422n g R R q K N??? ? ? ? ? 3 1 0 31 ( ) 2 1 . 7 7 822In P g f h R q K NtR ???? ? ? ? ? ? 4 1 0 5 6 .1 8 7n h R q KN? ? ?? ? ? ? ? 由下列公式計(jì)算槽殼直線段的軸力 yN 和圓弧段的軸力 N? 。軸力以結(jié)構(gòu)受壓為正： 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 2 1( ) ( )23yB qN P g B a t B k f BI??? ? ? ? ? ? ? 31 ( 2 )22yf IN P g f q tR? ????? ? ? ? ? ? 代入數(shù)據(jù)則有 3 .5 7 7 ,yBN KN??? ? 3 4 . 4 0 9