渡槽设计部分计算书

渡槽设计任务书

1. 设计课题

某灌区输水渠道上装配整体式钢筋混凝土矩形带横杆渡槽

2. 设计资料

根据初步设计成果，提出设计资料及有关数据如下：

1) 该输水渡槽跨越142m 长的低洼 地带见下图，需修建通过15m 3/s设计流量及16m 3/s校核流量，渡槽无通航要求。经水力计算结果，槽身最大设计水深H=2.75m，校核水深为2.90m 。支承结构采用刚架，槽身及刚架均采用整体吊装的预制装配结构。设计一节槽身及一个最大高度的刚架。 2) 建筑物等级4级。 3) 建筑材料：

混凝土强度等级 槽身及刚架采用C25级；

钢筋 槽身及刚架受力筋为HRB335；分布筋、箍筋、基础钢筋HPB235。 4) 荷载

钢筋混凝土重力密度 25KN/m3; 人行道人群荷载 2.5KN/m2 栏杆重 1.5KN/m2 5) 使用要求：

槽身横向计算迎水面裂缝宽度允许值[Wsmax ]=0.25mm,[WLmax ]=0.20mm。

槽身纵向计算底板有抗裂要求。槽身纵向允许挠度[fs ]=l0/500,[fL ]=l0/550。

6) 采用：水工混凝土结构设计规范（SL/T191-2008）。

3. 设计要求

在规定时间内，独立完成下列成果：

1) 设计计算书一份。包括：设计题目、设计资料，结构布置及尺寸简图；槽身过水能力计算、槽身、刚架的结构计算（附必要的计算草图）。

2) 设计说明书一份。包括对计算书中没有表达完全部分的说明。

3) 施工详图，一号图纸一张。包括：槽身、刚架配筋图、钢筋表及必要说明。

图纸要求布局合理，线条粗细清晰，尺寸、符号标注齐全，符合制图标准要求。

4. 附图

渡槽计算书

一、 水力计算，拟定渡槽尺寸

初步选取每节槽身长度14.2m ，槽身底坡i=，取该渡槽槽

壁糟率n=0.013，设底宽b=2.5m，①按设计水深h=2.75m

2

A =b ⨯h =2.5⨯2.75=6.875m 过水面积：

湿周：X =b +2h =2.5+2⨯2.75=8m 水力半径：

R =

A

=0.859m X

11

1166

C =⨯R =⨯0.859=75m /s

n 0.013

流量：

Q ==6.875⨯753m =15.1

s 满足设计要求

②按校核水深h=2.9m

2

A =b ⨯h =2.5⨯2.9=7.25m 过水面积：

湿周：X =b +2h =2.5+2⨯2.9=8.3m

A

R ==0.873m

X 水力半径：

11

1166

C =⨯R =⨯0.873=75.2m /s

n 0.013

3m Q ==7.25⨯75.2=16.1

满足校流量：

核要求

二、槽身计算

纵向受拉钢筋配筋计算（满槽水+人群荷载）

1、内力计算：

（1）、半边槽身(见下图) 每米长度的自重值

g 1=γg ∙g k =γg (S ⨯A ⨯γRC +g 栏杆+g 横杆)=1.05⨯(2⨯25+0.713+1.5)=52.213

每米内：

g

=0.3⨯横杆

2.5-0.6

⨯0.1⨯25=0.713 2

半边槽身面积：

S =0.8⨯0.1+0.3⨯1.15⨯2+0.4⨯0.4⨯2++0.16+0.07+0.84+0.16+0.345=2

(0.3+0.4) ⨯0.1

⨯2+2.8⨯0.3+0.08+0.345⨯2

2

满槽水时半边槽身每米长度承受水重设计值（忽略托乘长度）

q 水=γQ 2⨯q k 2=γQ 2⨯V ⨯γw =1.10⨯0.5⨯2.5⨯2.9⨯1⨯10=39.875

半边槽身每米长度承受人群荷载设计值：

q k =γQ ⨯q k 2=1.20⨯2.5⨯1⨯1=

3

总的均布荷载：槽身跨度取7m

P =80.088KN

(2)、槽身纵向受力时，按简支梁处理 计算跨度：

l n =5.6m , l =7m ,1.05l n =5.88m , l n +a =6.3m l 0=5.88m

（3）跨中截面弯矩设计值（四级建筑物 k=1.15）

12

M =KS m =1.15⨯⨯p ⨯l 0=294KN ∙M

8

2、配筋计算：

f c =11.9N

mm

2

，

f y =300N

mm 2

①承载力计算中，由于侧墙受拉区混凝土会开裂，不考虑混凝土承受

400+500

b =300, h ==450mm

2拉力，故把侧墙看做T 型梁：

'

f

H 选为校核水深，按短暂情况的基本组合考虑，估计钢筋需排成两排取

a=90mm, h 0=h -a =3700-90=3610mm , 确定

h ' f

b ' f

，

h ' f =500mm

' f

，

500=>0.1h 03610，为独立T 型梁：故

，

l 013940

b ===4647mm

33

b ' f =b +12h ' f =300+12⨯500=6300mm

上述两值均大于翼缘实有宽度，取②鉴别T 形梁所属类型

b ' f =400mm

KM =1.15⨯294=338KN ∙m

，

h ' ⎛

h b h h 0-f

2⎝

' c f

' f ⎫500⎫⎛

⎪=11.9⨯400⨯500⨯ 3610-=7996.8KN ∙m >KM ⎪⎪2⎭⎝⎭

'

f

x ≤h )(故为第一类T 型截面，按宽度为400mm 的单筋矩形截面

KM 338⨯106

αs ===0.054' 22

f c b f h 011.9⨯400⨯3610

，

计算，，

ξ=1-=0.056

A s =

f c ξb ' f h 0

f y

11.9⨯0.056⨯400⨯3610==3207mm 2

300

，

A s 3207ρ===0.3%>ρmin =0.2%

bh 0300⨯3610, 满足要求，故可配置

6B18和6B20A

s 实

=3411mm 2

,

③抗裂验算:

'2

h bh 2f

+b ' f -b +αE A s h 0

y 0==1826mm ' '

bh +b f -b h f +αE A s

(),

I 0=

b y 3

' f 30

b (-

' f

-b

)(y

3

-b

' f

)

3

2

+αE A s h 0-y 0=5.2⨯1011mm 4

()

I 0

W 0==277.5mm 3

h-y 0

,

查附录表3得截面抵抗矩塑性系数γm =1.50考虑截面高度的影响对

γm 值进行修正，得：

300⎫⎛

γm = 0.7+⨯1.50=1.2⎪3000⎭⎝，在荷载效应标准组合下

αct =0.85，

γm αct f tk W 0=330KN ∙m >294KN ∙m ，故槽身抗裂满足要求。

④槽身挠度验算：

荷载标准值在槽身纵向跨中产生的弯矩值：M =294KN ∙m ， 槽身纵向抗弯刚度：

B s =0.85E c I 0=1.24⨯1016N ∙mm 2B =0.65B s =8.06⨯1015N ∙mm 2

2

5Ml 0l 0

f =⨯=0.13mm

故槽身纵向挠度验算满足要求。 槽身纵向斜截面受剪承载力计算

KV max =1.15⨯301.51=346.7KN

满足抗剪要求，故不需要由计算配置抗剪腹筋，

抗剪腹筋，架立筋，腰筋按构造要求配筋。

槽身横向计算 1、 框架内力计算

沿槽身纵向取单位长度脱离体进行计算。侧墙与底板为整体连接，交接处为刚性节点。横杆与侧墙也是整体连接，但因横杆刚度远比侧墙刚度小，故可假设与侧墙铰接。作用在矩形槽身上的荷载有①槽身结构自重，包括人行道板自重g a , 底板自重g c , 侧墙自重可略去不计；②人行道板上的人群荷载

g k ; ③槽内侧向水压力及水重γ

H ，H 为最大

水深，水位可近似取至横杆中心线处。

H

P 1

为人行道板、横杆、人群荷载传给侧墙顶的

集中力的设计值。

p 1=γg g a ⨯1+γ⨯=8.79KN /m

g b ⨯11.05⨯0.3⨯(2.5-0.8) ⨯0.1

+γQ 1⨯q k ⨯1=1.05⨯1⨯0.1⨯0.8⨯25+⨯2522

每米槽身承受的P 1为8.79KN/m

侧墙底部压力值为γw H =10⨯3.7⨯1=37KN /m

q 2为单位长度水重+底板自重g 2

q 2=q 水+g b =2.9⨯10⨯1+0.3⨯1⨯25=36.5KN /m

¦ΓH

侧墙的F Q 图

2、侧墙的配筋计算

底部最大负弯矩截面配筋，迎水面位于水位变化区，环境类别为第三类，取c=30mm,a=40mm, 则：

h 0=h -a =300-40=260mm

h w 260==0.26

，

h w =h 0=260mm

，

，

KV max =1.15⨯53=60.95KN

，

0.25f c bh 0=0.25⨯11.9⨯1000⨯260=773.5KN >KV max 尺寸满足抗剪要求。计算受弯钢筋：

，故截面

KM 1.15⨯24.36⨯106

αs ==0.03522

ξ=1-=0.036f c bh 011.9⨯1000⨯

260， f c b ξh 011.9⨯1000⨯0.036⨯260

A s ===371.28mm 2

f y 300

选取4B12（

，

A s 实=452mm

2

(A =565mm ) ），B12@200s

A s 实ρmin bh 0=0.15%⨯1000⨯260=390mm 2

> a) 跨中最大正弯矩截面配筋

背水面按二类环境，c=25mm,a=35mm,h0=h-a=300-35=265mm,

KM 1.15⨯11.8⨯106αs ===0.01622

f c bh 011.9⨯1000⨯

265

, ,

ξ=1-=0.016

f c b ξh 011.9⨯1000⨯0.016⨯265A s ===168.2mm 2

f y 300

22

(A =404mm ) A =ρbh =397.5mm s 实min 0取s ，选取B12@280，

受力筋总面积为856mm /m,分布筋面积应大于

2

15%⨯856mm 2/m =128.4mm 2/m

侧墙底部迎水面限裂验算：

A s A s

ρte ===0.7

A te 2ab 有效配筋率：，

M k

σsk ==126.7N /mm 2

0.87h 0A s

ωmax

d ⎫

=αωmax ⎤=0.25mm 30+c +0.07⎪=0.21mm

σsk ⎛

满足限裂要求。

3、底板计算

计算简图

按端部截面配筋，背水面a =35mm,c=25mm 迎水面a=40mm,c=30mm

’

h 0=h -a =260mm , h -a ' =265mm , M=24.36KN.m,N=53KN

e 0=

M

h

=460mm >-a =110mm N 2

N 作用于纵向钢筋范围之外，属于大偏拉构件，上侧

迎水面受拉，下侧受压，

e =e 0-

h 300

+a =460-+40=350mm 22

A =

'

s

2

KNe -f c αsb bh 0

f y ' h 0-a '

1.15⨯53⨯103⨯350⨯0.358⨯1000⨯2602=

300⨯260-35' 2A =ρbh =0.15%⨯1000⨯260=390mm min 0取s ，选配B12@280

A s ' 实=404mm 2/m >ρmin bh 0

，

αs =

KNe -f y ' A s ' h 0-a '

2

f c bh 0

(

)=1.15⨯53⨯10

⨯350-300⨯390⨯225

11.9⨯1000⨯260

3

所以应该按最小配筋率配筋

A s =ρmin bh 0=0.15%⨯1000⨯260=390mm 2，选取

B 12@280

A s 实=404mm 2

ρte =

底板端部限裂验算:

A s A

=s =0.505A te 2ab

N k

σsk =

A s

ωmax

⎛e s ⎫2 1+1.1⎪=325.4N /mm

h 0⎭⎝

σsk ⎛d ⎫=αωl max ⎤=0.20mm 30+c +0.07⎪=0.19mm

满足抗裂要求。 跨中最大弯矩截面

取a=35mm, h 0=h -a =265mm , h w =h 0=265mm ,

h w

=0.265

max b ,

0.25f c bh 0=0.25⨯11.9⨯1000⨯265=788.4KN >KV max 故截面尺寸满足抗剪要求

KM 1.15⨯12⨯106

αs ===0.0222

f c bh 011.9⨯1000⨯265

，

，

ξ=1-=0.02

f c b ξh 011.9⨯1000⨯0.02⨯265A s ===mm 2

f y 300

故按最小配筋率配筋，选取B 12@280（

A s 实=404mm 2

）

斜截面受剪承载力计算：KV max =54.05KN ，

0.7f t bh 0=0.7⨯1.27⨯1000⨯265=235.585>KV max =54.05KN 故不需要由计算确定抗剪腹筋

3、横杆计算

横杆间距

s=2.3m,

(g a +q a )∙S =(0.08⨯1⨯25+2.5⨯1)⨯2.3=10.35KN /m ,

N d =R d ⨯S =15.3⨯2.3=35.19KN

g b =0.3⨯0.3⨯25=2.25KN /m ,

梁端弯矩与N D 组合配筋计算

a=40mm,a’=35mm,M=4.5KN.m,N=35.19KN

M h e 0==128mm >-a =110mm

N 2,N 作用在As 与As ’之外，为

大偏拉，

e ' =

h

-a ' +e 0=150-35+110=225mm 2，

h

e =e 0-+a =128-150+40=18mm

2，

A s ' =

2KNe -f c αsb bh 0

f y ' h 0-a '

1.15⨯35.19⨯103⨯18-11.9⨯0.358⨯300⨯2602=

300⨯225

2

ρbh =0.15%⨯300⨯260=117mm 按最小配筋率配筋min 0

选配2B10

αs =

(A s ' 实=157mm 2>ρmin bh 0)

3

KNe -f y ' A s ' h 0-a '

2

f c bh 0

(

)=1.15⨯35.19⨯10

⨯18-300⨯157⨯(260-35)

11.9⨯300⨯260

2

ρbh =0.15%⨯300⨯260=117mm 按最小配筋率配筋min 0，

选配2B10

(A s ' 实=157mm 2>ρmin bh 0)

0.7f t bh 0=0.7⨯1.27⨯300⨯260=69.342>KV max =40.5KN 足截面尺寸抗剪要求。

跨中最大弯矩与Nd 组合配筋计算：a=35mm,a’

=40mm

满

M h e 0==34.4mm

N 2M=1.21KN.m, ,N 作用在As

与As ’之间，为小偏拉

h

e =e 0+-a ' =34.4+150-40=144.4mm

2，

'

h

e =-a -e 0=150-35-34.4=80.6mm

2，

A s =

KNe ' f y h 0-a '

1.15⨯35.19⨯103⨯144.4

==88.54mm 2

300⨯220

，

A s

A =

' s

KNe f y ' h 0-a '

1.15⨯35.19⨯103⨯80.6==49.4mm 2

300⨯220

A s '

A s ' =ρmin bh 0=0.15%⨯300⨯260=117mm 2，

' 2

A s ' 选取2B10(A s 实=157mm >ρmin bh 0) ' 2

A s 选取2B10(A s 实=157mm >ρmin bh 0)

4、人行道板计算

l n =1.6m ，h 0=100mm ，a=0.1m,l n +a =1.7m , l n +h =1.7m 1.1l n =1.76m , 取l 0=1.7m

板自重：g k =0.8⨯0.1⨯25=2KN /m 人群荷载：q k =1⨯25=25KN /m

12

M =(1.05g k +1.2q k )l 0=1.84KN ∙m

8跨中弯矩：

配筋计算：

c =25mm , a =c +

d

=35mm h =h -a =65mm 2，0

KM 1.15⨯1.84⨯106

αs ===0.05322

f c bh 011.9⨯800⨯65b =800mm ，，

ξ=1-=0.054

f c b ξh 011.9⨯800⨯0.054⨯65

A s ===111.4mm 2>ρmin bh 0=78mm 2

f y 300故可以选配：2B 10，

（A s 实=157mm 2）

，分布钢筋选择B 6@250

经分析钢筋布置，为了方便板的安装铺设和接头填缝，板的构造长度比标志长度小20mm 。

三、 刚架计算

刚架纵向计算

刚架纵向计算取单根立柱，按柱顶和柱底两个截面进行。分为正

常运行和施工时两种情况进行配筋计算。考虑纵向弯曲影响，立柱视为下端固定，上端槽身对立柱有一定支承作用，因此立柱的计算长度l 0取0.7l=0.7×15.25=10.675m.

支撑刚架采用三层单刚

架。高度为15.25m ，两立柱中心距为

2.8m

。刚架立柱纵向、横向尺

寸如左图所示。为加大槽身和刚架顶部的支承面积，刚架顶部沿纵向设有牛腿，尺寸如图所示。横梁与立柱连接处设有100mm ×100mm 托承以改善交角处的应力状态。

（1）正常运行时，左右跨槽身传来的垂直力相等，按轴心受压构件计算（边刚架除外）。 ①柱顶截面配筋计算：

承受轴向压力设计值为N=N1=p×l=80.088×

6=480.53kN

l

=35.6>8

立柱截面形状为300×500的矩形，长细比b ，需考虑纵

向弯曲的影响，查表得ϕ≈0.42，

KN -ϕf c A 1.15⨯480.53⨯103-0.42⨯11.9⨯300⨯500A ==

0.42⨯300ϕf y

'

s

说明柱顶截面的受压筋将不能达到屈服，按构造配筋即可。

' 2A =ρA =0.6%⨯150000=900mm min 取s ，选配4B18

A s ' =1017mm 2

②柱底截面配筋计算：

柱底承受的轴向压力除槽身传下来的荷载外，还有刚架自重。

P1、P2、P3为刚架自重化成的节点力，

P1=[1.55⨯0.5+2.15⨯0.3+ (0.3+0.4)⨯0.1/2]⨯0.5⨯25=18.2KN P2=[0.3⨯5+1.15⨯0.5+(0.7+0.5)⨯0.1/2]⨯25⨯0.5=28.9KN P3=[0.3⨯5.175+1.15⨯0.5+(0.7+0.5)⨯0.1/2]⨯0.5⨯25=27.3KN

承受轴向压力设计值为:

N=N1+1.05×P 1+1.05×P 2+1.05×P 1=308.8KN

KN -ϕf c A 1.15⨯558.65⨯103-0.42⨯11.9⨯300⨯500A ==

0.42⨯300ϕf y

'

s

说明柱顶截面的受压筋将不能达到屈服，按构造配筋即可。 同柱顶配筋计算，选配4

B18

A s ' =1017mm 2

（2）施工过程中，当一跨槽身吊装完毕，而临跨尚未吊装的情况下，刚架顶作用一偏心荷载，应按偏心受压构件计算。由于左右跨槽身都有可能先吊装，故采用对称配筋。 ②柱顶截面配筋计算：

承受压力设计值为N=N1/2= 480.53kN/2=240.27kN，按刚架顶部反力为三角形分布，偏心距e 0=a=×700=466.67mm。

23

23

b ×h=300mm×500mm ，a=a’=30mm，h 0=h-30=470mm

h 0470==15.7

0.5f c A 0.5⨯11.9⨯300⨯500ξ1===3.23>1, 取ξ1=13

KN 1.15⨯240.27⨯10

ξ2=1.15-0.01

l 010675

=1.15-0.01⨯=0.94h 500

2

η=1+

⎛l 0⎫

ξ1ξ2=1.3 ⎪e 0⎝h ⎭

1400

h 0

1

ηe 0=1.3⨯466.67=606.7mm >0.3h 0=0.3⨯470=141mm

故按大偏心受压构件计算。

αsb =ξb (1-0.5ξb )=0.4

e =ηe 0+

h

-a =826.7mm 2

2

KNe -αsb f c bh 01.15⨯240.27⨯103⨯826.7-0.4⨯11.9⨯300⨯4702'

A s ==

300⨯470-30f y h 0-a

' 2

A =ρA =900mm min 按最小配筋率配筋s ，选配4B 18，

s 实

f c b ξh 0+f y ' A s ' -K N 11.9⨯300⨯0.16⨯470+300⨯900-1.15⨯240.27⨯103

A s ==

f y 300=873.8

故也按最小配筋率配筋，选配4B 18，②柱底截面配筋计算：

承受压力设计值为N=N1/2+1.05×P 1+1.05×P 2+1.05×P 1=

A s ' 实=1017mm 2

308.8kN ，按刚架顶部反力为三角形分布，偏心距e 0=a=×700=466.67mm。b ×h=300mm×500mm ，a=a=30mm，h 0=h—

‘

2

323

h 0470==15.7

30=470mm，3030，故按实际偏心距计算。 0.5f c A 0.5⨯11.9⨯300⨯500ξ1===3.23>1, 取ξ1=13

KN 1.15⨯240.27⨯10 l 010675ξ2=1.15-0.01=1.15-0.01⨯=0.94

h 500

⎛l 0⎫

η=1+ξ1ξ2=1.3⎪e 0 h

1400⎝⎭

h 0

1

2

ηe 0=1.3⨯466.67=606.7mm >0.3h 0=0.3⨯470=141mm 故按大

偏心受压构件计算。

αsb =ξb (1-0.5ξb )=0.4

e =ηe 0+

h

-a =826.7mm 2

2

KNe -αsb f c bh 01.15⨯240.27⨯103⨯826.7-0.4⨯11.9⨯300⨯4702'

A s ==

300⨯470-30f y h 0-a

' 2

A =ρA =900mm min 按最小配筋率配筋s ，选配4B 18，

s 实A s =

f y

11.9⨯300⨯0.16⨯470+300⨯900-1.15⨯240.27⨯103=

300

f c b ξh 0+f y ' A s ' -K N

=873.8

故也按最小配筋率配筋，选配4B 18，

A s ' 实=1017mm 2

。

刚架横向计算

’

1 载，P=444.66kN。P 为作用于槽身的水平风压

力T 0通过槽身支座，转化为作用于立柱顶的一拉一压垂直轴向力，

P 为满槽水、有人群荷载时槽身传给刚架的荷

h ⎫⎛H

T 0 1+⎪

22⎭

P ' =⎝=6.4KN

B

T 1=T0+T’=0.35×7×3.7+0.35×2.75×0.5=9.55 kN

T 2=0.35×5×0.5=0.875 kN

T 3=0.35×5×0.5=0.875 kN 其余荷载同槽身纵向计算。

刚架横向内力计算

刚架所受外荷载中，垂直的节点荷载只使立柱产生轴力，对刚架不产生弯矩和剪力；刚架所受的剪力和轴力主要由水平风荷载产生。将水平节点荷载分解为正对称和反对称，对称荷载只引起横梁轴力，反对称荷载使整个刚架产生弯矩、剪力及轴力。按“无剪力分配法”计算。

KN KN

KN

刚架横向配筋计算

（1）立柱配筋计算

由刚架内力图可知，立柱控制配筋的截面为柱底截面，弯矩M=81.7kN·m ，剪力为52.1kN ，轴力为496.5kN 。

由于风向不定，采用对称配筋。b ×h=500mm×400mm ，取

a =a ' =30mm , h 0=h -a =400-30=370mm 。

计算一节立柱时，按两端接点为不移动铰支座考虑 其计算长度l 0=1.0l =5m ,

l 05000==12.5>8h 400需要考虑纵向弯曲的影响。 e 0=

h M 81.7

=×103=164.6, 0=9

故按实际偏心距e 0=164.6mm计算。

0.5f c A ξ1==2.1>1, 取ξ1=1l 0

KN ，

η=1+

⎛l 0⎫

ξ1ξ2=1.25 ⎪e 0⎝h ⎭

1400

h 0

1

2

ηe 0=1.25⨯164.6=205.75mm >0.3h 0=0.3⨯370=111mm

故按大偏心受压构件计算。

ξ=

KN

=0.26'

x =ξh =96.2mm >2a =60mm f c bh 00，

h

αs =ξ(1-0.5ξ)=0.336e =ηe 0+2-a =375.75mm

， A s =A =

'

s

2

KNe -f c αs bh 0

f

' y

h

-a

'

，故按最小配筋率配筋

' 2

A s =A s ' =ρmin bh 0=370mm ，选取4B12 A s 实=A s 实=452mm

剪力较小，不进行抗剪计算。 （2）横梁的配筋计算：

由内力计算图可知，横梁控制配筋的截面为横梁1和横梁2,1承受最

大的轴向压力，2承受最大的弯矩和剪力。同样由于风压力来自左右两个方向，横梁的配筋也采用对称配筋。

已知：b=400mm h=500mm，h 0=h -a =500-30=470mm ①横梁1配筋计算（按偏压构件计算） 梁端截面M=65.4kN·m ，N=40.6kN

h 0M 65.43

e 0==×10=1611>=12.33

N 40.630

横梁两端接点按固定端考虑，其计算长度l 0=0.5l =2.5m

l 02500==6.25

ηe 0=1611mm >0.3e 0，故按大偏心受压构件计算。

KN 1.15 40.6 103ξ===0.02'

x =ξh =9.4mm

h

e =ηe 0-+a =1391mm

2

KNe ' 22

A s =A s ==492mm >ρbh =376mm min 0'

f y h 0-a 选配4B 14

A s 实=A s ' 实=615mm 2

②横梁2配筋计算（按受弯构件计算）

受弯钢筋配筋控制截面为梁端截面，M=93.2kN,

αs =

A s =

KM

=

0.12

ξ=1-=0.11

，

f c ξbh 0

=820>ρmin bh 0=376mm 2

f y

选配4B 18

A s 实=1017mm 2

斜截面承载力计算：

验算截面尺寸：

h w =h 0=470mm ,

h w

=1.175

0.25f c bh 0=559.3KN>KVmax =105KN 故截面尺寸满足抗剪要求。

0.7f t bh 0=167KN>KVmax =105KN 不需要由计算确定抗剪腹筋。

牛腿配筋计算

按正常运行满槽时荷载计算，其荷载组合为满槽水重+槽身自重+活荷重。荷载分布按三角形分布。

由刚架内力计算结果可知F V =240.27kN，F Vk =240.27/1.1=218.4kN f Vk =1.78N/mm2, 取混凝土保护层厚度a=30mm，h 0=h-a=770mm。 ① 验算牛腿截面尺寸:

f tk bh 0

β⨯=813.8KN >f vk

a 0.5+

h 0

所以截面尺寸满足要求。

a

=0.3

② 剪跨比h 0，

F v a A s =K ∙=375mm 2

0.85f y h o

2

A =942mm 选配3B20 s

说明书

槽身纵向钢筋的布置设计：

槽身纵向配筋计算时按简支梁处理，侧墙纵向受拉钢筋均位于正弯矩区，不宜切断。又因为弯起纵向受力钢筋时必须满足自充分利用点以外不小于0.5h 0的要求，而槽身高度较大，不能通到截面顶部抵抗负弯，故另加2B18的斜筋来满足抵抗负弯和斜截面抗剪需要。箍筋的选配：槽身高h >800mm 且KV

槽身横向钢筋的布置设计：

侧墙钢筋布置：

由配筋计算结果，侧墙迎水面配筋为B12@280，背水面配筋为B12@200。通到侧墙顶部和底部的钢筋在纵向架立筋处做弯钩锚固。

底板钢筋布置：

由配筋计算结果，选端部和跨中配筋的较大值作为底板配筋，上侧受力筋为B12@280，下侧为B12@280，受力钢筋的总面积为

1570mm /m，分布钢筋截面面积不应少于15%的受力钢筋面积，为235.5mm /m，选择A8@200，分布筋截面面积为252mm /m。

人行道板钢筋的布置：

由配筋计算结果，选两种荷载组合配筋的较大值作为底板配筋，选配A s 为B6@250钢筋（A s =565mm/m），选配A s ' 为B6@250（A s ' =565mm /m）。 刚架的钢筋布置设计：

综合刚架纵横向配筋计算，得刚架立柱选配钢筋选为8B22（A s =A s ' =1520 mm ），因每边受力筋多于三根，除基本箍筋外还用配置连系拉筋。基本箍筋选为双肢A8@300，连系拉筋也选为

2

2

2

2

2

2

2A8@300。刚架横梁为一偏压构件，选配钢筋

A s 和A S ' 为4B20

（A s =A S ' =1256mm 2）。同样由于每边受力筋多于三根，基本箍筋选为双肢A8@300，连系拉筋也选为2A8@300。刚架横梁2按受弯构件处理，选配钢筋为5B28（A s =3079mm 2) 。箍筋选为A8@300。 横梁3所受轴力与横梁2相同，弯矩比2略小，故选用与2相同配筋 牛腿的钢筋布置：

2

A =1256mm ) ，s 牛腿竖向受力筋选配4B20（水平箍筋选用A8@100。

另外设置弯起筋4A16（A sb =804mm 2>A s /2=628mm 2) 。其中，竖向受力筋及弯起钢筋沿牛腿外边缘深入柱下150mm 后截断。弯起钢筋与荷

载作用中心到牛腿斜边下端点连线的交点位于牛腿上部l /6至l /2之间的范围内，l 为该连线的长度。

设计体会

通过这一个多月的课程设计，自己感觉真是获益匪浅，水工钢筋混凝土设计学是水利水电专业、水工建设的基础学科，也是最重要的学科之一，通过本次设计实例，让我们更深刻的体会到了这门学科对于建筑物的建设、设计等的重要性，水工钢筋混凝土作为我们必须掌握的最基础的一门学科，为我们对专业知识的了解以及掌握都奠定了坚实的基础。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在这次设计过程中，体现出自己单独设计模具的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师和同学的帮助下，终于获得解决。在此对给过我帮助的所有同学和指导老师再次表示忠心的感谢。

参考文献

【1】 S L 191-2008 水工混凝土结构设计规范【S 】. 北京：中国水利

水电出版社，2009

【2】 水工钢筋混凝土结构学/河海大学等编.-4般.-北京：中国水利

水电出版社，2009

【3】 水工混凝土结构习题与课程设计/赵鲁光主编. 北京：中国水利

水电出版社，1998（2007重印）

【4】 水工建筑物/林继镛主编. —5 版. —北京:中国水利水电出版社,

2009.

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