【導(dǎo)讀】evenwholeland.

　　

【正文】 — 彎矩設(shè)計(jì)值，按承載能力極限狀態(tài)荷載效應(yīng)組合計(jì)算，并考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ 0 及設(shè)計(jì)狀況系數(shù)ψ在內(nèi)； Mu—— 截面極限彎矩值； γ d———— 結(jié)構(gòu)系數(shù)，γ d=； fc—— 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，混凝土選用 C55，則 fc=； b—— 矩形截面寬度； x—— 混凝土受壓區(qū)計(jì)算高度； h0—— 截面有效高度； fy—— 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； As—— 受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積； 將 ξ =x/h0代入式（ 1— 14）、（ 1— 15），并令 α s=ξ（ ） ，則有 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 )(1 20bhfM scd ??? （ 4— 3） fcξ bh0=fyAs （ 4— 4） ξ≤ξ b （ 4— 5） ρ≤ρ min （ 4— 6） 根據(jù)以上各式，計(jì)算側(cè)墻的鋼筋面積如下： 20bhf Mcds ?? ?= 6 1025 400 4172??= 1 1 2 0 . 0 7 0 0 . 5 4 4sb? ? ?? ? ? ? ? ? 20 2 5 0 . 0 7 0 4 0 0 4 1 7 2 9 4 2 0 . 6 (310csyf b hA m mf ? ? ?? ? ? ） 0 009 4 2 0 .6 0 .5 64 0 0 4 1 7 2sAbh? ? ? ??＞ ρ min=% 選 4φ 36+4φ 40 AS=9099（ mm2） （四） 槽身縱向抗裂驗(yàn)算 受彎構(gòu)件正截面在即將開(kāi)裂的瞬間，受拉區(qū)邊緣的應(yīng)變達(dá)到混凝土的極限拉伸值 εmax，最大拉應(yīng)力達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度 ft。 鋼筋混凝土構(gòu)件的抗裂驗(yàn)算公式如下： Ms≤γ mα ctftkW0 （ 4— 7） ML≤γ Mα ctftkW0 （ 4— 8） 式中 α ct—— 混凝土拉應(yīng)力極限系數(shù)，對(duì)荷載效應(yīng)的短期組合α ct 取為 ；對(duì)荷載效應(yīng)的長(zhǎng)期組合，α ct取為 ； W0—— 換算截面 A0對(duì)受拉邊緣的彈性抵抗距； y0—— 換算截面重心軸至受壓邊緣的距離； I0—— 換算截面對(duì)其重心軸的慣性距； ftk—— 混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。 混凝土的標(biāo)號(hào)為 C55，鋼筋為Ⅱ級(jí)鋼，則 Ec= 104N/mm2， Es= 105N/mm2。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 故 0A ( ) Ebh bf b hf AS?? ? ? ? = 4 0 0 4 2 5 2 ( 4 5 6 5 4 0 0 ) 2 0 0 ( 2 . 0 1 0 3 . 5 5 ) 9 0 9 9? ? ? ? ? ? ? ? =（ 2mm ） 0002( ) ( )22400 425 2 200 20( 456 5 400 ) 200 ( 425 2 ) 909 9 417 22 2 5( )ff f E shbhb b h h A hyAmm?? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ???33300 200 0 0333212 4( ) ( ) ( )()3 3 3400 286 1 456 5 ( 425 2 286 1 )33( 456 5 400 ) ( 425 2 286 1 200 ) 20909 9 ( 417 2 286 1 )3 6 10 ( )f f fEsb h y b b h y hbyI A h ymm?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ??? 根據(jù)《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，選取γ m 值。 由 bf/b＞ 2， hf/h＜ ，查得γ m=，在γ m 值附表中指出，根 據(jù) h 值的不同應(yīng)對(duì)γ m 值進(jìn)行修正。 3 0 0 3 0 0( 0 . 7 ) 1 . 4 0 ( 0 . 7 ) 1 . 4 0 1 . 1 23000m h? ? ? ? ? ? ? ? 短期組合的跨中彎矩值 )8181( 20200 lqlgM kks ?? ? = 81 （ ++） =（ ） 0001 . 1 2 0 . 8 5 2 . 8 5 9 4 3 6 . 2 ( . )m c t t kIf W k N mhy?? ? ? ? ? ??＞ Ms 長(zhǎng)期組合的跨中彎矩值（人群荷載的準(zhǔn)永久系數(shù)ρ =0） 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 )81( 200 lgM kl ?? ＝ 81 （ +） 2 =（ ） 120 56 2 5 93 06 ( . )42 52 28 61m c t tkf W k N m?? ?? ? ? ? ??＞ Ml 綜合上述計(jì)算可知，槽身縱向符合抗裂要求。 （五） 斜截面抗剪計(jì)算 支座邊緣截面剪力設(shè)計(jì)值 V=Qmax=（ kN） 截面有效高度 hw=h0=4172mm ，由于 h0/b=4172/400 ＞ ，00 . 2 0 . 2 2 5 4 0 0 4 1 7 2 8 3 4 41 . 2 2 3 2 5 . 8 5 7 2 7 9 1 . 0 ( )cdf b h k NV k N? ? ? ? ? ?? ? ? ? 故截面尺寸滿足抗剪要求。 混凝土截面受剪承載力 00. 07 0. 07 25 40 0 41 72 29 20 .4 ( )ccV f bh k N? ? ? ? ? ?＞ dN? 因此， 無(wú) 需配箍筋。 三、 槽身橫向內(nèi)力計(jì)算及配筋計(jì)算 由于在設(shè)計(jì)中選用了有拉桿加肋的矩形槽，所以橫向計(jì)算時(shí)沿槽長(zhǎng)取肋間距長(zhǎng)度上的槽身進(jìn)行分析。作用于單位長(zhǎng)脫離體上的荷載除 q（自重力加水的重力）外，兩側(cè)還有剪力 Q1及 Q2，其差值 Δ Q與荷載 q維持平衡。 Δ Q在截面上的分布沿高度呈拋物線形，方向向上，它絕大部分分布在兩邊的側(cè)墻截面上。工程設(shè)計(jì)中一般不考慮底板截面上的剪力。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 q 1l 1= 2 l 1=q 1=h= q 2l 1l 2l1=h=q 2 （ a） （ b） （ c） 圖 4— 3 槽身橫向計(jì)算計(jì)算簡(jiǎn)圖 側(cè)墻與底板均按四邊固定支承板設(shè)計(jì)，計(jì)算條件為滿槽水。 圖 4— 2 中 l1為肋間距， q1為作用于側(cè)墻底部的水壓力 ， q2為底板的重力與按滿槽水計(jì)算的槽內(nèi)水壓力之和，根 據(jù)圖 2— 4 所示條件可得 hq ??1 （ 4— 9） ??? hhq ??2 （ 4— 10） 以上各式中 γ —— 水的重度； γ h—— 鋼筋混凝土的重度 ； δ —— 底板厚度。 （一） 底板的結(jié)構(gòu)計(jì)算 q2= 103 +25 103 =（ kN/m） 短長(zhǎng)邊之比 l1/l2=247。 = 查表 [1]，按直線插值 α x=， α y=，α x0=， α 0y= 其中 α x、α y—— 分別為平行于短邊和長(zhǎng)邊方向板中心點(diǎn)彎矩系數(shù)； α x0、α y0— — 分別為固定邊中點(diǎn)沿短邊方向和長(zhǎng)邊方向的彎矩系數(shù)。 各彎矩值可按下式計(jì)算 彎矩 =系數(shù) plx2 （ 4— 11） 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 式中 lx—— 短邊邊長(zhǎng)。 則 Mx= = （ ） My= = （ ） Mx0= = （ ） M0y= = （ ） 根據(jù)《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》，板厚 200mm，受力鋼筋間距取為 250mm， 具體配筋計(jì)算如下： （ 1） 短跨方向： a=30mm， h0=170mm，取單寬計(jì)算 b=1000mm 選用Ⅰ級(jí)鋼筋，則 fC=210N/mm2，分別計(jì)算正彎矩方向和負(fù)彎矩方向的配筋量： 正彎矩 Mx=， 6220 1 . 2 8 0 3 0 8 1 0 0 . 0 2 7 81 2 . 5 1 0 0 0 1 7 0dxs c Mf b h?? ??? ? ? 20m in01 1 2 1 1 2 1000 170 (210 % %1000 170scsysf bhA mmfAbh?????? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ?? ? ? ? ??） 選 φ 10＠ 250， AS=314mm2 負(fù)彎矩 MX0= ， 0 622020m i n1 . 2 1 7 . 1 1 1 1 0 0 . 0 5 6 81 2 . 5 1 0 0 0 1 7 01 1 2 1 1 2 0 . 0 5 6 8 0 . 0 5 8 51 2 . 5 0 . 0 5 8 5 1 0 0 0 1 7 0 5 9 2 . 1 ( )210dxscscssyMf b hf b hA m m Af???????? ? ???? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? 選 φ 14＠ 250， AS=616mm2。 （ 2） 長(zhǎng)跨方向：鋼筋位于短跨方向配置的鋼筋的內(nèi)側(cè)， 故 a=49mm，則 板的有效高度為 h0=ha=20049=151mm， fy=210N/mm2， 正彎矩 My=， 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 622020m in02m in 01. 2 2. 16 7 1012 .5 10 00 15 11 1 2 1 1 2 0. 00 9 0. 00 912 .5 0. 00 9 10 00 15 181 .3 ( )2100. 05 4 0. 15 %10 00 15 10. 15 % 10 00 15 1 22 6. 5 ( )dyscscSyssMf bhf bhA m mfAbhA bh m m??????????? ? ???? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ?? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? 選 φ 8/10＠ 250， AS=258mm2。 負(fù)彎矩 M y0= ， 0 622020m i n1 . 2 1 1 . 7 6 5 1 0 0 . 0 4 9 51 2 . 5 1 0 0 0 1 5 11 1 2 1 1 2 0 . 0 4 9 5 0 . 0 5 0 81 2 . 5 0 . 0 5 0 8 1 0 0 0 1 5 1 4 5 6 . 5 ( )210dxscscssyMf b hf b hA m m Af?????? ? ?? ? ???? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? 選 φ 12＠ 250， AS=452mm2。 （二） 側(cè)墻的結(jié)構(gòu)計(jì)算 由于側(cè)墻的受力為不均勻荷載，無(wú)法查表計(jì)算，故按最大值的勻布荷載進(jìn)行配筋，其結(jié)果更安全。 q1=γ h= 103 =（ ） 短長(zhǎng)邊之比 l1/h=查表，按直線插值可得 α x=，α y=，α x0=，α y0= 根據(jù)式（ 4— 11）可得， MX= =（ ） My= =（ ） MX0= = （ ） M0Y= = （ ） 計(jì)算過(guò)程與底板相似，結(jié)果如下： ① 短跨方向：正彎矩的配筋 為 φ 8/10＠ 250， AS=258mm2； 負(fù)彎矩的配筋 為 φ 12/14＠ 250， AS=534mm2 ② 長(zhǎng)跨方向：正彎矩的配筋 為 φ 8/10＠ 250， AS=258m