【正文】 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 渡槽設(shè)計(jì) 6 計(jì)算所得流量稍大于加大流量，故滿足要求。 凈深 h0 凈寬 B 過(guò)水?dāng)?面 A 濕周 x 水力半 徑 R 縱坡 i 流量 Qm 深寬比 h/b 由 Qm=1m3/s， n=， H0/ B0=， i=1/800，試算得出 h0=。 h? 為了防止因風(fēng)浪或其他原因而引起側(cè)墻頂溢水，側(cè)墻應(yīng)有一定的超高。 本渡槽安全超高取 h? =。 渠道與渡槽的過(guò)水?dāng)嗝?，在形狀和尺寸均不相同，為使水流平順銜接渡槽進(jìn)出口均需設(shè)置漸變段。 Lj=C（ B1－ B2） 式中 C—— 系數(shù)，進(jìn)口取 C=～ ；出口取 C=～ ； B1—— 渠道水面寬度； B2—— 渡槽水面寬度。 （三）水頭損失的計(jì)算 水流經(jīng)過(guò)渡槽進(jìn)口段時(shí)，隨著過(guò)水?dāng)嗝鏈p少，流速逐漸加大，水流位能一部廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 11 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 渡槽設(shè)計(jì) 7 分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，另一部分因水流收縮而產(chǎn)生水頭損失，因此進(jìn)口段將產(chǎn)生水面降落 Z1；水流進(jìn)入槽身后，基本保持均勻流，沿程水頭損失 Z2=iL；水流經(jīng)過(guò)出口段時(shí)，隨著過(guò)水?dāng)嗝嬖龃螅魉僦饾u減小，水流動(dòng)能因擴(kuò)散而損失一部分，另一部分則轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，而使出口水面回升 Z2，從而與下游渠道相銜接（如圖所示）。圓弧直墻為 ，門槽損失系數(shù)為 。 槽身沿程水頭損失 2Z =iL=80/800= 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 11 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 渡槽設(shè)計(jì) 8 gvvZ 2/))(1( 22223 ?? ? 式中 v v—— 分別為上游渠道及渡槽內(nèi)的平均流速； 2? —— 出口段局部水頭損失系數(shù)，與漸變段形式有關(guān)。 下游渠道流速 V2=Q/A2=1/( )=出口水面回 升 3Z =（ ）（ 22 ? ） /（ 2?） = 321 ZZZZ ???? =+－ = （四）渡槽進(jìn)出口底部高程的確定 已知渡槽上游渠道出口斷面高程 3? =，通過(guò)設(shè)計(jì)流量時(shí)水深 1h =,槽中水深 h=，進(jìn)口漸變段水面降落 ?1Z ，槽身沿程水面降落2Z =，出口漸變段水面回升 3Z =，下游渠道水深 mh ? 。 （二）槽身尺寸的確定 根據(jù)前 面計(jì)算結(jié)果，槽內(nèi)凈寬 B＝ ，加大水深 H=,安全超高 h? =，設(shè)底板厚 ，側(cè)墻厚 ，底部小梁高 . 側(cè)墻高 H1=＋ ＋ +=。以側(cè)墻厚度 t 與墻高 1H 的比值作為衡量指標(biāo)，其經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為（對(duì)于設(shè)拉桿的 矩形槽）： 1/12— 1/16。貼角 450 ，邊長(zhǎng) 。縱向計(jì)算中的荷載一般按勻布荷載考慮，包括槽身重力 /槽中水體的重力。 m 支座邊緣截面剪力設(shè)計(jì)值 V=γ 0ψ 21 gl = 21 10 = 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 11 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 渡槽設(shè)計(jì) 11 對(duì)于簡(jiǎn)支梁式槽身的跨中部分底板處于受拉區(qū)，故在強(qiáng)度計(jì)算中不考慮底板的作用。 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 C25，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，取 fy=310N/m ㎡； As—— 受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積； 20bhf Mcds ?? ?= 26 ???? ?? ?????????? bs ??? 2686310/ mmf hbfA y ocs ?????? ? %%1215200 686 m in ?????? ?? osbhA 選 4φ 16 AS=804（ mm2） 2/ mmf tk 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，為—— 24 / mmE c ?混凝土的彈性模量，為—— 25 / mmE s ?—鋼筋的彈性模量，為— ，為—矩形截面抵抗矩的塑—mr 1 4 )(????? csE EE? %)1 2 1 52 0 0/(8 0 4)/( 0 ???? bhA s? 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 11 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 渡槽設(shè)計(jì) 12 mmhy E 3 71 2 5 0%) 4 2 ()4 2 (0 ???????? ?? 410330 2 5 0200%) 8 3 () 8 3 ( mmbhI E ?????????? ??)1 2 5 0/3 0 ()/3 0 ( ??????? hr m 荷載效應(yīng)的長(zhǎng)期組合，取 ?ct? mKNyh IrfWrf mtkctmtkct ??? ??????? 10000 ?? 底部小梁不滿足抗裂要求。 （四）槽身橫向內(nèi)力計(jì)算及配筋計(jì)算 按沿水流方向與垂直水流方向取單位長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算。 作用在脫離體上的荷載兩側(cè)的剪力差（△ Q＝ Q2－ Q1）平衡，側(cè)墻與底板交結(jié)處可視為鉸接。 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 C25，則 fc=； b—— 矩形截面寬度； h0—— 截面有效高度； fy—— 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取 fy=310N/m ㎡； As—— 受拉區(qū)鋼筋截面面積； （ 1）底板上部配筋 20bhf Mcds ?? ?= 26 ??? ?? ?????????? bs ??? 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 11 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 渡槽設(shè)計(jì) 15 238310/ mmf hbfA y ocs ?????? ? %%851100 38 m in ?????? ?? osbhA % ???? osbhA? 選 受拉鋼筋為 ? 8150 AS=335（ mm2）選分布鋼筋 ? 6150 AS=188（ mm2） 在板的常用配筋率 %— %的范圍內(nèi)，鋼筋選定合理。 2/ mmf tk 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，為—— 24 / mmE c ?混凝土的彈性模量，為—— 25 / mmE s ?—鋼筋的彈性模量，為— ，為—矩形截面抵抗矩的塑—mr 1 4 )(????? csE EE? %)851 1 0 0/(3 3 5)/( 0 ???? bhA s? mmhy E %)()(0 ???????? ?? 48330 106 7 6 1 0 0%) 8 3 () 8 3 ( mmbhI E ?????????? ??荷載效應(yīng)的長(zhǎng)期組 合，取 ?ct? mkNmKNyh IrfWrf mtkctmtkct ????? ??????? 8000 ?? 底板滿足抗裂要求。 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 C25，則 fc=； b—— 矩形截面寬度； h0—— 截面有效高度； fy—— 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取 fy=310N/m ㎡； As—— 受拉區(qū)鋼筋截面面積； 20bhf Mcds ?? ?= 26 ??? ?? ?????????? bs ??? 249310/ mmf hbfA y ocs ?????? ? %%651100 49 m in ?????? ?? osbhA 選受拉鋼筋為 ? 8150 AS=335（ mm2）選分布鋼筋 ? 6150 AS=188（ mm2） %65110 0335 ???? osbhA? 在板的常用配筋率 %— %的范圍內(nèi)，鋼筋選定合理。 槽身剖面圖 四、槽架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （一）槽架尺寸擬定 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 11 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 渡槽設(shè)計(jì) 18 排架及板基結(jié)構(gòu)布置圖 單排架兩立柱中心距取決于槽身的寬度，由槽身傳過(guò)來(lái)的荷載 P 應(yīng)與柱中心線一致，以使立柱為中心受壓構(gòu)件。 取立柱間距為 ，凈距為 . 排架立柱間設(shè)橫梁，橫梁間距可等于或略大于立柱間距。橫梁與立柱連接處設(shè)承托，以改善交角處的應(yīng)力狀況，承托高 10cm，其中布置斜筋。作用于槽身的風(fēng)荷載強(qiáng)度為： 2/6 5 2 mkNWW otzszz ??????? ???? 已知槽身高度 ，一節(jié)槽身長(zhǎng) 10m，則作用于槽身上得橫向風(fēng)壓力為： kNP z ???? 考慮前柱對(duì)后柱的擋風(fēng)作用，排架的風(fēng)荷載強(qiáng)度按下式計(jì)算： otzszpW?????)1(?? 。?的大小與兩立柱凈距和立柱迎風(fēng)面 寬度之比 10，?值在 ~。作用于排架的風(fēng)荷載強(qiáng)度為： 2/7 4 8 )11()1( mkNWW otzszp ?????????? ????? 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 11 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 渡槽設(shè)計(jì) 20 （三）作用于排架節(jié)點(diǎn)上得荷載計(jì)算 作用于槽身的橫向風(fēng)壓力 zP通過(guò)支座的摩阻作用，以水平力形式傳到排架頂部；同時(shí)， zP距排架頂高度 +=(支座高度 ), zP對(duì)排架頂高程所產(chǎn)生的力矩將轉(zhuǎn)化為一對(duì)方向相反的集中力，分別作用于兩立柱頂部，迎風(fēng)面力的方向向 上背風(fēng)面力的方向向下。 一跨槽身自重 kNN 981025)(1 ?????????? 滿槽水重 kNN ????? 1）滿槽水 +橫向風(fēng)壓力情況 kNPNNG z )()( 211 ????????? kNPNNG z )()( 212 ????????? 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 11 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 渡槽設(shè)計(jì) 21 kNP z ???? 2）空槽 +橫向風(fēng)壓力情況 kNPNG z ??????? 6 kNPNG z ??????? kNP z ???? （即與結(jié)點(diǎn)相鄰的上半柱與下半柱的橫向風(fēng)壓力之和） kNWP )( ???????? ????? （四）橫向風(fēng)壓力作用下的排架內(nèi)力計(jì)算 排架的內(nèi)力可以分解為豎向荷載作用及橫向荷載作用兩種情況進(jìn)行計(jì)算，然后再疊加。橫向風(fēng)壓力作用下的內(nèi)力，可采用“無(wú)切力分配法”按下述步驟計(jì)算。39。 212312 ??KKK 則橫梁各桿端的相對(duì)勁度為 12/39。 39。11 ?????? EEEIEIKK hl 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 11 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 渡槽設(shè)計(jì) 22 1)()39。39。)(1)39。39。)(1)39。/(39。39。232112232139。2239。222123211239。1139。11?????????????????????????????CCCKKKKKKKKKKKKKK????? 計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表。 m）計(jì)算表 結(jié)點(diǎn) 1 2 3 桿端 11’ 12 21 22’ 23 32 相對(duì)勁度 分配系數(shù)μ 1 1 1 傳遞系數(shù) 1 1 1 固端彎矩 FM 分配與傳遞 ∑ 由上表的計(jì)算成果中橫桿的桿端彎矩為： 39。11 ???? kNMkNM 取各橫桿為脫離體，根據(jù)力矩平衡條件，可得各橫桿的剪力為： kNMV 39。222 ??? 按以上方法，即可求得橫向荷載 P和 Q作用下左半部分 排架各個(gè)位置的內(nèi)力。 （五）橫桿配筋計(jì)算 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 11 屆畢業(yè)