1、某灌溉渠道上有一鋼筋混凝土排架式渡槽，屬4級建筑物。渡槽排架為單層門形剛架，立柱高度為5m，立柱基礎采用條形基礎；渡槽槽深為等跨簡支矩形槽，跨長L=12m，槽內凈尺寸BnHn=3.0m2.5m，設計水深H1=2.0m，最大水深H2=2.5m；槽頂外側設1m寬人行橋，人行道外側設1.2m高欄桿。為減小應力集中，在槽身內轉角處及排架立柱與橫梁連接處加設補角（設計時忽略其影響）結構布置圖如圖1所示。 選用C20混凝土，級和級鋼筋。（1）槽身橫向臨水面和縱向進行抗裂驗算（2）槽身縱向撓度允許值： f = l0 /500 （1）荷載標準值：鋼筋混凝土重度砼=25kN/m3；水的重度水=10 kN/m3

2、欄桿自重g1k=0.5 kN/m2（折算均布荷載）；人群荷載q1k=2 kN/m2；風荷載q2k=0.25 kN/m2，施工荷載q3k=4.0 kN/m2。 （2）荷載分項系數：永久荷載：結構自重荷載分項系數G=1.05；可變荷載：除滿槽時水重及水壓力荷載分項系數取Q=1.10外，其他可變荷載分項系數均取Q=1.20。 5.設計內容 （1）對渡槽槽身進行橫向和縱向計算，按照強度、裂縫、撓度以及構造要求配筋。 （2）繪制槽身及排架配筋圖，并編制鋼筋表 6.設計成果 （1）設計計算書一份，包括設計所依據的基本資料、計算 圖表、計算過程和結果。要求內容完整、數據準確、書寫整潔。 （2）槽身及排架配筋

3、圖，包括結構輪廓尺寸、配筋圖、鋼筋表，要求布局適當、圖面整潔、字體規范。1）尺寸擬定取h外=80mm，h內=100mm。 2）計算簡圖 5）配筋計算（按單筋設計） C20混凝土，fc=10N/mm2,級鋼筋，fy=210N/mm2， 取as=30mm,h0=has=10030=70mm minbh0=0.0015100070=105mm2 選配12300（實配鋼筋面積As=377mm2） （2）側墻設計 1）尺寸擬定 取側墻頂部厚度為h上=200mm（按規范要求 不小于80mm和l/30 =2950/30 = 98 mm）；側墻底部厚度為h下=300mm（要求不小于150mm）；縱向取單位寬度

4、b=1000 mm。2）計算簡圖：按固接于底板上的懸臂板計算見圖4。 當側墻較高時，彎矩M變化較大，為了節約材料，取墻底1-1斷面及其上x=1m處2-2截面來進行計算。 3）荷載計算 板自重及欄桿重： 標準值 g3k=砼bg1kb=2510.090.51=2.75 kN/m 設計值 g3=G g3k=1.052.75=2.89 kN/m 人群荷載： 標準值 q3k=q1kb=21=2 kN/m 設計值 q3=Q q3k=1.22=2.4 kN 4）內力計算 取l0=1.1l=1.10.8=0.88m M=0(g3q3)l02/2=0.91.0(2.892.4) 0.882/2=1.84 kNm

5、 3）荷載計算 （因風荷載所引起的內力較側向水壓力、人群荷載等引起的內力小得多，故這里忽略風荷載的影響）側向水壓力： 持久狀況(正常水深) 標準值 q4k=水bH1=1012=20 kN/m 設計值 q4= Qq4k=1.220=24 kN/m 短暫狀況(滿槽水深) 標準值 q5k=水bH2=1012.5=25 kN/m 設計值 q5= Qq5k=1.125=27.5 kN/m人行橋傳來彎矩 M橋=1.84 kNm4）正截面承載力計算1-1斷面：=27.34+1.96=29.30kNm2-2斷面：=5.91+1.96=7.87 kNm 1-1截面配筋計算 取as=30mm，h0=has=300

6、30=270mm0.85b=0.468mm2minbh0 = 0.00151000270=405 mm2 選配鋼筋12150（實配鋼筋面積As=754mm2）（內側受拉）。 2-2截面配筋計算 因側墻頂部厚度為200mm，側墻底部厚度為300mm，側墻高度為2.5m，22截面距底部距離為1m，可以得出22截面處的側墻厚度為260mm。取as=30mm，h0=has=30030=270mm0.85b=0.468 minbh0 = 0.00151000230 =345 mm2 選配鋼筋實配鋼筋 選配12300（實配鋼筋面積As=377mm2） 計算結果見表51。 表51 側墻橫向配筋計算5）抗裂驗

7、算側墻內側受拉且處于臨水面，應進行抗裂驗算。按荷載標準值計算的彎矩值： =26.04+1.84=27.88kNm 查表得：混凝土拉應力限制系數ct=0.85，HRB335級鋼筋的彈性模量Es=2.0105N/mm2，C30混凝土的彈性模量Ec=3.00104N/mm2。 受拉鋼筋的配筋率：=As/（bh0）= 754/（1000270）=0.0028鋼筋與混凝土的彈性模量之比： E=Es/Ec =2.0105 /（3.00104）=6.67y0=（0.5+0.425E ）h=（0.5+0.4256.670.0028） 300=152.4mmI0=（0.0833+0.19E）bh3=（0.083

8、3+0.196.670.0028）10003003 2.34109mm4W0=I0/（hy0）=2.34109/（300152.4）=1.59107mm3 Mk=27.88 kNmmctftkW0=1.550.852.011.59107=42.1kNm滿足抗裂要求。（3）底板設計底板為一偏心受拉構件，應按下列兩種情況進行配筋計算： 兩端最大負彎矩（發生在最大水深且人行橋上有人群荷載時）及相應的拉力N； 跨中最大正彎矩（發生在水深為槽寬的一半，即H3=B/2=3.3/2=1.65m，且人行橋上無人群荷載時）及相應的拉力N。 1）尺寸擬定 底板厚度應為側墻厚度的（2/3-1）倍，取底板厚度 h=3

9、00mm，寬度取單位寬度b=1000mm。 2）計算簡圖 計算簡圖見圖5所示，圖中，B=30.3=3.3m 配筋計算：取as=30mm，h0=has=30030=270mm取As=minbh0=0.00151000270=405mm2 ，實配鋼筋14300（實際鋼筋面積As=513mm2），則 x=h0 =0.0011270 =0.3mm2a=60 mm e =h/2a+e0 =300/230+1040=1160 mm 0.00151000270=405mm2選配鋼筋12/14150（實際鋼筋面積As=890 mm2）（上表面受拉）。跨中截面內力計算：底板自重 標準值 g4k=砼bh=2510

10、.3=7.5 kN/m 計算值 g4=g4k=7.5 kN/m側向水壓力 標準值 q4k=水bH3=1011.65=16.5 kN/m 計算值 q4=1.15q4k=1.1516.5=18.98 kN/m槽內水重 標準值 q5k=水bH3=1011.65=16.5 kN/m 計算值 q5=1.15q5k=1.1516.5=18.98 kN/m跨中內力計算值為： Nc=q4H3/2=18.981.65/2=15.66kN=36.058.611.06=26.83kNm跨中截面配筋計算：e0=Mc /Nc=26.83/15.66=1.71mh/2a=0.3/20.03=0.12m 屬于大偏心受拉構件

11、 e =e0h/2+a= 1710300/2+30 =1590mm取As=minbh0=0.00151000270=405mm2 ，實配鋼筋14300（實際鋼筋面積As=513mm2）。即： x2a =60 mm e =h/2a+e0=300/230+1710 =1830 mm 0.00151000270=405 mm2選配鋼筋12/14150（實際鋼筋面積As=890mm2）（下面受拉）。結果見表52。表52 底板支座與跨中計算鋼筋面積與實際配筋面積I0=Ic+Ac（y0yc ）+EAs（h0y0）2+EAs （y0a ）=10003003/12+1000300(151.2-150)2+6.

12、67890(270-151.2)2+6.67513(151.2-30)2=2.25109+0.43106+0.08109+0.05109=2.38109mm4 W0=I0/（h-y0）=2.38109/（300-151.2）=1.6107mm3 底板與側墻補角邊緣到側墻中心的距離x=0.35m。此截面的軸向力及彎矩為： =26.04+1.84+4.6916.78=15.79kNm e0=Mk/Nk=15.79/31.25=0.505m =505mmh/2a=300/230 =120mm 屬于大偏心受拉構件 底板支座臨水面滿足抗裂要求。 底板跨中截面：跨中的軸向力和彎矩為：Nck=q4kH3/2

13、=16.51.65/2=13.61kN=32.67-7.49-1.06=24.12kNme0=Mk/Nk=24.12/13.61=1.77m=1770mmh/2a=300/230 =120mm 屬于大偏心受拉構件滿足抗裂要求。如果不滿足抗裂要求，則需要進行裂縫寬度驗算。 2）荷載（每個側墻承受總荷載的一半） 人行道板及欄桿自重標準值 人行道板及欄桿自重計算值 g5 =g5k=2.3kN/m側墻自重標準值 g6k=砼bH2=250.252.5=15.6kN/m側墻自重計算值 g6=g6k =15.6 kN/m底板自重標準值 g7k= 砼Bh3 /2=253.60.3/2=13.5kN/m底板自重

14、計算值 g7=g7k =13.5 kN/m可變荷載：人群荷載標準值 q1k=2.0kN/m人群荷載計算值 q1=2.3kN/m槽內水重標準值 q6k=水BnH1/2=1032/2=30kN/m （正常水深） q7k=水BnH2/2=1032.5/2=37.5kN/m （滿槽水深）槽內水重計算值 q6=1.15q6k =1.1530=34.5 kN/m （正常水深） q7=1.05q7k =1.0537.5=39.4 kN/m （滿槽水深）3.內力計算 跨中彎矩計算值支座邊緣剪力計算值：（5）斜截面受剪承載力計算 KV=1.25394.8=493.5kN 0.7ftbh0=0.71.120028

15、50=438.9 kN 0.2 fcbh0=0.29.62002850=1094 kN 需進行斜截面承載力計算。選配單肢箍筋8200，查表得Asv=50.3mm2，則 =438.9+188.2=627.1kN KV=1.25394.8=493.5kN 按計算不需要設置彎起鋼筋，為安全起見按構造每端彎起2 20的縱筋。 （6）抗裂驗算 鋼筋的彈性模量Es=2.0105N/mm2，混凝土的彈性模量 Ec=3.00104N/mm2，按倒T形截面進行驗算，如圖57所示。W0=I0/（hy0）=1.81012/（29502073.8）=2.05109mm3根據水工混凝土結構設計規范選取m值。查得m=1.

16、55，根據h值的不同應對m值進行修正。側墻承受荷載標準值產生的彎矩為： =2263.4kNmMk=2263.4kNmmctftkW0=1.240.852.012.05109=4343kNm（7） 變形驗算 （1） 內力組合值一個側墻受到的彎矩為： =1131.7kNm（2）剛度計算鋼筋的彈性模量Es=2.0105N/mm2，混凝土的彈性模量Ec=3.00104N/mm2。E=6.67，=As/（bh0）=1884/（2002850）=0.0033 Bs= 0.85EcI0=0.853.001044.491011=1.141016 B=0.65Bs=0.651.141016=7.41015（3）撓度計算