水闸工作桥课程设计2..doc
精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除水工钢筋混凝土课程设计整体效果图学院班级:姓名学号:指导老师:时间: 2011年7月水闸工作桥课程设计第一部:拟定工作桥尺寸一、工作桥纵向布置1、工作桥长度:为便于安装,工桥桥长度=两闸墩中心线距离-2030mm=7000+500+500-20 =7980mm 但计算时工作桥长度仍用8000 mm计算。2、横梁位置:为简化计算,我们将地螺栓安装在横梁与纵梁相交处,不考虑其偏移。横梁尺寸初步拟定为,高:500;宽:250. 横梁上面的机敦取高:250;宽:250.3、活动铺板:为减轻吊装重量,面板做成活动铺板,简支在纵梁上。活动铺板选用的,宽850;长度:1500+2*80=1660 ;高度:80。中间共四块面板。桥两边再一边一块板。总的横向布置图及个尺寸如图所示:二、工作桥横向布置1、纵梁尺寸:高度:800;宽度:300。2、悬臂板:高度:端部取100,根部取200;宽度:500尺寸如图所示:三、刚架布置(在此不计算1、刚架高度计算用的高度:H=31.4-24.0-h实际高度:H+H1,其中:H1为柱插入杯口的高度。 H1需满足:a.大体为1.20.8倍柱长边尺寸;b.大于0.05H。图3:钢桁架布置第二部:配筋一、面板配筋设计1、活动铺板1安装检修工况: a 荷载计算板自重:0.080.8525 1.7/k g KN m =1.05 1.71.785/G k g g KN m = 一个绳鼓重: 6.54k G KN =, 6.54 1.05 6.867G k G G KN = 桥面活载不考虑 b 计算简图和内力计算01500801580n l l a mm =+=+= 01500801580n l l h mm =+=+= 0 1.1 1.115001650n l l mm =因此计算跨度取1580mmc.跨中弯矩:220011 6.867 1.581.785 1.58 3.268484p l M gl KN m =+=+=2正常使用工况,持久状况a.荷载:板自重 0.080.8525 1.7/k g KN m =1.05 1.71.785/G k g g KN m =人群荷载 1.240.85 4.08/G k q q b KN m =b.跨中弯矩:(2011 1.838M g q l KN m =+=从以上两种状态可知,安装工况下的弯矩更大,取大值进行计算3配筋计算:查表得25(,d 302dc mm a c mm=+=二类环境估计钢筋直径为=10mm,050h h a mm =-=由书2-7查k=1.2,采用C25混凝土,查表211.9/c f N mm =,面板用HPB335的钢筋,查表2300/y f N mm =800b mm =,6220 1.2 3.26100.15511.985050s c KM f bh =,10.1690.850.468b =-=<=2011.98500.16950285.2300c s y f b h A mm f = 0min 285.2/0.67%0.15%85050s A bh =>=查附录3表1,选用68(2302mm s A =在受力钢筋内侧布置与受力钢筋垂直的分布钢筋,按要求取6250。 配筋图如图所示:2、悬臂板绳鼓取1m板宽计算,由根部最大弯矩计算板的钢筋用量。1安装与检修工况a.荷载与弯矩计算自重: 1k 12k 2g =h =0.125=2.5k N /m g =h 0.2255k N /m=(人群荷载不计 对根部产生的弯矩: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栏杆重:1k P =1.5kN/m 对根部产生的弯矩:3K M2= 1.05 1.50.50.7875G P l KN m =绳鼓重: P ,将集中力放置离纵梁最远处。取c 为绳鼓集中力P 到悬壁根部的距离c=500-350/2=325,a=350为绳鼓的着地面积,则P 对根部的弯矩为Pc=6.540.325 2.1255=,由宽度为b =a +2c 的板带承受,绳鼓为可控可变荷载,分项系数取1.1则 对根部产生的弯矩:1.1 6.540.325M3=Pc/(a+2c=2.3380.3520.325G KN m =+总弯矩:M=M1+M2+M3=0.9843+0.7875+2.338=4.11kN m 2正常使用工况,持久状况 a.荷载与弯矩计算自重: 1k 12k 2g =h =0.125=2.5k N /m g =h 0.2255k N /m=对根部产生的弯矩: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栏杆重:1k P =1.5kN/m 产生的弯矩:3K M2= 1.05 1.50.50.7875G P l KN m =人群荷载:q=1.240.5 2.4kN/m =产生的弯矩:2201 2.40.530.322M ql KN m =总弯矩:(M=M1+M2+M3=1(0.9843+0.7875+0.3=2.072kN m 从以上两种状态可知,安装工况下的弯矩更大,取大值进行计算b.配筋计算只计算正截面,采用HPB235钢筋,查2210/y f N mm =受力筋:d 302da c mm =+=估计钢筋直径为=10mm,020030170h h a mm =-=-=6220 1.2 4.11100.028711.9500170s c KM f bh =,10.02930.850.468b =-=<=2011.95000.0293170141210c s y f b h A mm f =又因为,规定中说,悬臂板的受力钢筋每米不少于 58 (252mm2.则悬臂板的配筋就取8200 HPB235钢筋的来布置。分布钢筋按要求取,直径不小于6mm,间距不大于300.这里我们取6200来布置。悬臂板配筋如图所示:二.横梁配筋设计横梁与纵梁浇筑在一起,计算弯矩时按简支结构计算,横梁计算跨径:015003001800l mm =+=1.1 1.0515001575n l l mm =计算跨径按1575计 1、荷载计算横梁自重:150025025 1.05 3.28/g kN m = 机敦自重:225025025 1.05 1.64/g kN m =地螺栓传来的设计力:11.1 1.156.1261.73/Q kN m = 41.1 1.176.1383.74/Q kN m =2、计算简图及内力计算为简化计算,使螺栓正好安装在横梁与纵梁相交处。则启闭门对横梁不产生弯矩。考虑到启闭门中心与横梁中心不重合,我们对计算弯矩取k=1.2的放大系数。横梁实际为半固定状态,精确计算应采用有限单元法。工程简化:先按简支梁计算,得跨中弯矩M 0,实际梁的支座负弯矩=0.7 M 0 ,跨中正弯矩=0.5 M 0 。2012011.05( 1.68M g g l KN m =+=支座弯矩较大,取0.7M0 进行计算,最终上下截面配置相同钢筋00.7 1.2 1.35M kN m =35(,d 402dc mm a c mm =+=二类环境估计钢筋直径为=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 的钢筋进行配置,2min 0288s A bh mm =查附录3表1,受力钢筋取214 (2308s A mm =按规定取直径为6mm ,间距200的双肢箍筋横梁上下缘布置相同的钢筋。配筋图如图所示:三.纵梁配筋计算取受力大的一根计算,另一根配筋相同。1.荷载计算a 恒载:均布荷载g :纵梁自重标准值:1250.30.86/k g kN m =一边栏杆重标准值:2 1.5k g kN m = 一半面板重标准值:63100200(807505002510 3.375/2k g kN m -+=+= 均布荷载设计值: 1.05(6 1.5 3.37511.42/k g g kN m =+=集中荷载G一半横梁自重:9121005002502510 3.282k G kN -= 一半机墩重:9221005002502510 3.282k G kN -= 1.05(3.28 3.28 6.9G K G G kN =+=b.可变荷载分布荷载q, 人群荷载(一半桥面 :3.14 6.2/2k q kN m = 1.2 6.27.44/G k q q kN m =集中荷载P :直接作用于纵梁上的启门力通过横梁传递的启门力,求出横梁的反力,作用于在纵梁上。由于启门力的标准值为320kN ,简化计算,将其平均分配在四个地螺栓上,每个螺栓说承担的力为GK=80kN.横梁传给纵梁的集中力设计值: 1.180 6.994.9G kN =+=2.内力计算计算跨径:070005007500l mm =+=0 1.05 1.0570007350n l l mm =计算跨径按7350计,纵梁受力如图所示。其弯矩最大值在跨中:弯矩设计值为:20210.75 1.8581(11.427.447.3594.9 2.68374.1M gl G G KN m =+=+= 考虑次梁并不是对称的T 型梁,在最大弯矩值下考虑 1.1的放大系数。M=374.11.1=411.5KN m .纵向钢筋配置HPB400的钢筋,查表2360/y f N mm =估计配置双层钢筋,70a mm = 0730h h a mm =-=确定翼缘计算宽度150(f h mm =平均'0/150/7300.2050.1f h h mm => 是独立T 型梁025003f l b mm = ''122100f f b b h mm =+=上述宽度均大于翼缘的实有宽度(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 <-属于第一类T 型梁 6'220493.8100.973411.9800730s c f KM f b h =,10.1030.850.468b =-=<=2011.98000.1037301981360c s y f b h A mm f =预计配置622(22281sA mm = 的HPB400的受力钢筋。横向全梁拉通布置。三、抗剪计算1、支座边缘剪力设计值:01221(11.427.447.3594.922259.11V gl G KN m=+=+= 2、截面尺寸验算2730200530w h mm =-=2730 2.43 4.0300w h mm b =< 00.250.2511.9300730651.5=1.2259.11=311c f bh kN KV kN=>截面尺寸满足抗剪要求3、抗剪腹筋计算箍筋采用HPB335钢筋00.70.7 1.27300730194.7=311c t V f bh kN KV kN =< 应由计算确定腹筋sv 00A KV - 0.7311194.7=0.425s 1.25 1.25300730t y f bh kN f h -= 选用双肢箍筋,直径8(2sv A 101mm =21012480.425s mm =,取max s=200<250s mm = 满足最小配筋率要求,最后选配双肢8200 HPB335箍筋。考虑到箍筋的绑扎固定,我们在纵梁上缘配置两根架立钢筋,直径按规范取的12的HPB235钢筋,纵梁高大于450,在中部布置两根腰筋,直径取12。 整个纵梁配筋图如图所示四、 裂缝开展宽度验算 查附录 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 ，纵梁为受弯构件，查 a = 2.1 主梁标准值在跨中产生的弯矩值为 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 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 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 ，裂缝宽度满足要求 五、挠度验算 查 本 教 程 附 录 5 表 3 ， 该 构 件 的 挠 度 限 值 为 l0 / 4 = 0 0 7 3= 5 0 / m 0 0 4 m 1 8 . 3 7 5 跨中标准值计算得到的弯矩 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 ´ 1 0 = 7 .1 4 ' h f = 1 5 0 > 0 .2 h0 = 1 4 6， 则 取 h f = 1 4 6 m m g ' f = (b f - b h f ' ' = (800 - 300 ´ 146 300 ´ 730 = 0 .3 3 3 b h0 g f =0 B s = ( 0 .0 2 5 + 0 .2 8a E r (1 + 0 .5 5 g ' f + 0 .1 2 g f E c b h0 3 = ( 0 .0 2 5 + 0 .2 8 ´ 7 .1 4 ´ 0 .0 1 0 4 ´ 1 + 0 .5 5 ´ 0 .3 3 3 ） .8 0 ´ 1 0 ´ 3 0 0 ´ 7 3 0 （ 2 4 3 = 1 .7 7 ´ 1 0 14 N · mm 2 B = 0 , 6 5 B s = 0 .6 5 ´ 1 .7 7 ´ 1 0 f = 5 48 ´ M K l0 B 2 14 = 1 1 .5 ´ 1 0 6 2 13 = 5 48 ´ 340 ´ 10 ´ 7350 1 1 .5 ´ 1 0 13 = 1 6 .6 m m f < l 0 / 4 0 0 = 7 3 5 0 / 4 0 0 = 1 8 .3 7 5 m m ,则构件挠度满足要求。 【精品文档】第 14 页
