渡槽设计计算书(共48页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上一、设计基本资料1.1工程综合说明根据丰田灌区渠系规划，在灌区输水干渠上需建造一座跨越小禹河的渡槽，由左岸向右岸输水。渡槽槽址及渡槽轴线已由规划选定（见渡槽槽址地形图）。渡槽按4级建筑物设计。1.2气候条件槽址地区位于大禹乡境内，植被良好。夏季最高气温36，冬季最低气温32，最大冻层深度1.7m。地区最大风力为9级，相应风速v = 24 m / s。1.3水文条件根据水文实测及调查，槽址处小禹河平时基流量在0.20.4 m3/S之间，有时断流。洪水多发生在每年7、8月份；春汛一般发生在每年3月上旬，但流量不大。经水文计算，槽址处设计洪水位为1242.41m，相应流量

2、Q = 698 m3/S；最高洪水位为1243.83m，相应流量 Q = 1075 m3/S。据调查，洪水中漂浮物多为树木、牲畜，最大不超过400 kg。在春汛中无流冰发生。槽址处小禹河两岸表层为壤土分布；表层以下及河床为砂卵石分布（见渡槽轴线断面图）。地基基本承载力壤土为34 t / m2；砂卵石为43 t / m2。1.4工程所需材料要求在建材方面，距槽址50km大禹镇有县办水泥厂一座，水泥质量合格，可满足渡槽建造水泥需要；槽址附近有大量砂石骨料分布，质量符合混凝土拌制需要，运距均在5km以内；槽址东北禹王山有石料可供开采，运距350km。1.5上、下游渠道资料根据灌区渠系规划，渡槽上下游

3、渠道坡降均为1/5000。渠道底宽按设计流量计算 2.7 m，边坡1：1.5，采用混凝土板衬砌。渠道设计流量6立方米每秒, 加大流量7.5立方米每秒。渠道堤顶超高0.5m。根据灌区渠系规划，上游渠口（左岸）水面高程加大流量时为1251.04m。下游渠口（右岸）水面高程加大流量时为1250.54m。渠口位置见渡槽槽址地形图。1.6设计要求1、学生须在规定期限内独立完成下述毕业设计内容并提交纸质版和电子版毕业设计各一份。2、毕业设计内容要达到设计的要求，设计说明书要叙述简明，计算正确，符合编写规程要求。设计图纸绘制正确；细致、全面。3、设计格式要符合内蒙古农业大学毕业论文(设计)规范。1.7毕业设

4、计参考书目1、灌区水工建筑物丛书渡槽，水利水电出版社；2、河海大学等水工钢筋混凝土结构学，中国水利水电出版社；3、清华大学出版结构力学；4、水工钢筋混凝土结构设计规范（DL/T 5057-1996）；5、建筑地基基础设计规范（GBJ7-89）；6、水工建筑物荷载设计规范（DL5077-19977、灌溉与排水工程设计规范二、渠道的水力计算2.1渠道断面水力计算由已知资料可知此渡槽设计流量Q设=6 m3/s进出口渠道断面取m=1.5,i=1/5000，n=0.014。按照明渠均匀流计算，根据公式 式中Q为渡槽的过水流量（m3/s）A过水断面面积（m2）C谢才系数R水力半径（m）X湿周（m）i-为槽

5、底比降 n-为槽身糙率，钢筋混凝土槽身可取n=0.0142.1.1设计流量时水深计算假设渠道底宽B=2.7m渠道进出口尺寸试算表如下表表21 渠道进出口试算表 （Q设=6m3/s）B（m）H（m）A（m2）R（m）CX（m）nQ （m3/s）2.71.46.720.86769.757.7480.0146.1722.71.36.0450.81869.0777.3870.0145.3412.71.356.3790.84369.4247.5670.0145.752.71.376.5140.85369.5617.640.0145.9182.71.386.5830.85869.6287.6760.014

6、6.0004通过Q与Q设对比得出当B=2.7，H=1.38时Q=6.0004Q设=6且约大于Q设，此时通过渠道的流速V=Q/A=0.911m/s,并且B/H=1.96符合规范（B/H=12）。2.1.2加大流量时水深计算由灌溉与排水工程设计规范可查的此工程级别为4级且加大流量系数为1.251.20，由水工建筑物初步设计规程此工程防洪标准为2010年一遇。取加大系数=1.25则Q加大=1.25Q设=1.25×6=7.5m3/s同理可算得加大流量时的水深如下表表 22 加大流量时的水深试算（Q加大=7.5 m3/s）B（m）Hb（m）A（m2）R（m）CX（m）nQ （m3/s）2.71

7、.68.160.96470.9938.4690.0148.0442.71.557.7890.9470.6968.2890.0147.552.71.547.7150.93570.6338.2530.0147.4522.71.5467.7590.93870.6718.2740.0147.51由Q与Q加大对比可知当Hb=1.546m时Q与Q加大最接近且前者略大于后者。 此时通过渠道的流速V=Q加大/A=0.911m/s由水工建筑物初步设计规范可查的4、5级渠道岸顶超高可由下式求的Hb渠道加大流量时的水深所以衬砌超高可查规范知h=0.30.8m本设计取h=0.5m2.1.3渠道底高程的计算由已知资料上

8、游渠口（左岸）水面高程加大流量时为1251.04m。下游渠口（右岸）水面高程加大流量时为1250.54m因此：2.2槽身过水能力计算渡槽选用矩形渡槽，由渠道到底高程可在地形图上初选出渡槽的起始点（见地形图），并量得渡槽长度为199.8m。由渡槽可知对于长渡槽其坡度i的选择，可按进出口渠底高程差减去0.2m，再除以槽身总长度作为槽身坡度的初拟值。故 2.2.1加大流量时渡槽水深试算由规范知当渡槽长度时渡槽过流能力计算公式 其中A渡槽过水面积（m2）X湿周（m）R水力半径（m）初拟渡槽底宽为2.44m，由规范知H/B=0.60.8。渡槽尺寸试算如下表表23加大流量时槽内水深试算（Q加大=7.5m3

9、/s）B（m）H（m）A（m2）R（m）H/BX（m）nQ （m3/s）2.441.53.660.6730.625.440.0147.782.441.43.4160.6520.575.240.0147.1092.441.453.5380.6630.595.340.0147.4462.441.463.5620.6650.605.360.0147.5112.441.4653.5750.6660.65.370.0147.546通过Q与Q加大对比得出当B=2.44，H=1.46m时Q=7.511 m3/sQ加大=7.5 m3/s且约大于Q，并且H/B=0.6符合规范（B/H=0.60.8）2.2.2设

10、计流量时渡槽水深试算表24设计流量时水深试算（Q设=6m3/s）B（m）H（m）A（m2）R（m）X（m）nQ （m3/s）2.441.33.1720.6295.040.0146.4452.441.2333.0090.6134.9060.0146.012.441.22.9280.6054.840.0145.797通过Q与Q设对比得出当B=2.44，H=1.233m时Q=6.01 m3/s=Q设=6 m3/s且等于于Q，此时通过渡槽的流速V=Q设/A=1.994m/s符合规范（V=12m/s）。 渡槽的顶部超高由规范知2.2.3渡槽水头损失计算已知数据渡槽上游渠道断面平均流速（m/s）V1=0.

11、911渡槽下游渠道断面平均流速（m/s）V2=0.911 槽内平均流速（m/s）V=1.994 渡槽长度（m）L=200 渡槽底坡i=0.允许水头损失Z=0.5m由灌溉与排水工程设计规范可查知进口段局部水头损失系数：1=0.1出口段局部水头损失系数：2=0.1故进口段的水头损失Z1为：槽身段的水头损失Z2为：:出口端的水头损失Z3为：因此渡槽的总水头损失Z为：因为，所以满足要求。2.2.4渡槽进出口渐变段布置上游渠道水面宽度（m）：下游渠道水面宽度（m）：渡槽的水面宽度（m）：上游渠道与渡槽水面宽度的差值（m）：下游渠道与渡槽水面宽度的差值（m）：查渡槽可知进出口渐变段长度可用下式计算L进出口

12、渐变段的长度 B1、B2上下游渠道与渡槽水面宽度的比值故： 进口渐变段长度（m）： 出口渐变段长度（m）：取进口渐变段长度（m）：取出口渐变段长度（m）：2.2.5进出口槽底高程计算已知数据：进口前渠底高程：出口前渠底高程： 上游渠道水深： 下游渠道水深： 槽中水深：进口水面降落：沿程水面降落：出口水面回升：故：进口槽底高程：进口槽底抬高：出口槽底高程：出口渠底降低：出口渠底高程：三、槽身结构计算3.1、纵向结构计算3.1.1、槽身剖面形式及尺寸拟定参考已建工程，初定槽身结构尺寸如下图3.1所示，渡槽长200m，每跨长度选定10m，共20跨，支撑结构选取简支梁式，按简支梁结构进行计算。本设计中

13、槽身横断面采用的是矩形。渡槽无通航要求。为改善横向受力条件槽顶设置拉杆，每隔2m设置一根拉杆，于渡槽拉杆上布置人行道，底板宽80cm，高10cm。对于带横杆的矩形槽，侧墙厚度t与墙高H之比值一般为t/H=1/121/16，取侧墙厚度t=16cm，侧墙高为H=1.97m，底板地面高于侧墙底缘，以减少底板的拉应力，底板厚度为16cm，侧墙和底板的连接处加设角度为的贴角。根据前面计算结果，槽内净宽B=2.44m，高H=1.71m（拉杆0.1m,超高0.15m），拉杆断面尺寸：高×宽=10cm×10cm。具体结构尺寸如图3-1所示。 槽身横断面图槽身纵断面图（-断面）图3-1 槽身

14、结构尺寸图（单位：mm）3.1.2、各类系数的确定 该渡槽级别为4级，结构安全级别为级水工建筑物，采用C25混凝土，级钢筋。结构重要系数，设计状况系数，承载能力极限状态使得结构系数，永久荷载分项系数，可变荷载分项系数。3.1.3、荷载计算 纵向计算中的荷载一般按均布荷载考虑，包括槽身重力（拉杆等是少量集中荷载也换算为均布荷载）、槽中水体的重力及人群荷载，其中槽身自重、水重为永久荷载，人群荷载为可变荷载。表31 槽身荷载计算：（单位：GKN；gKN/m）荷载类型标准值设计值计算式大小大小1、侧墙重7.888.27沿水流方向7.888.27垂直水流方向49.2551.712、拉杆重0.9450.9

15、92沿水流方向0.9450.992垂直水流方向0.4730.4973、人行板重22.1沿水流方向22.1垂直水流方向2.52.6254、底板重11.211.76沿水流方向11.211.76垂直水流方向5.65.885、校核水重34.4136.13沿水流方向34.4136.13垂直水流方向17.2118.076、设计水重28.9830.43沿水流方向28.9830.43垂直水流方向14.4915.217、人群重33.6沿水流方向33.6垂直水流方向3.754.58、栏杆重1.81.89沿水流方向1.81.89垂直水流方向2.252.363.1.4、纵向内力计算如图所示渡槽的单跨长度，槽身每边支座

16、宽50cm，取计算跨度，槽身宽度，宽跨比，因此可按梁法计算槽身内力。纵向结构计算可将矩形槽身截面概化为工字型，槽身侧墙为工字梁的腹板，侧墙厚度之和即为腹板厚度，；槽身底板构成工字梁的下翼缘（由于简支梁槽身底板处于受拉区，故在强度计算中不考虑底板的作用，但在抗裂验算中加以考虑）；侧墙加大部分和人行道板构成工字梁的上翼缘，翼缘的高度为，工字梁高，翼缘的计算宽度等于腹板厚度即。考虑到侧墙顶部和人行道宽度扩大较小，可近似的将侧墙看作矩形截面，故计算简图可简化为的矩形截面（如图3.2所示）纵向计算简图横截面计算简图图32 槽身纵向计算图作用在渡槽上的最大分布荷载为跨中最大弯矩：跨中弯矩设计值：跨端剪力设

17、计值：3.1.5、正截面配筋计算 对于简支梁式槽身的跨中部分底板处于受拉区，故在强度计算中不考虑底板的作用，但在抗裂验算中，只要底板与侧墙的接合能保证整体受力，就必须按翼缘宽度的规定计入部分或全部底板的作用。不考虑底板与牛腿的抗弯作用，将渡槽简化为由两边侧墙组成的矩形截面。渡槽处于露天（二类环境条件），则根据规范查得混凝土保护层厚c=35mm，排两排钢筋，所以受拉钢筋合力点至截面受拉边缘的距离a=80mm，则截面的有效高度根据计算简图和截面内力的平衡条件，并满足承载能力极限状态的计算要求可得两个基本设计公式： 式中 M弯矩设计值，按承载能力极限状态荷载效应组合计算，并考虑结构重要性系数及设计状

18、况系数在内； Mu截面极限弯矩值； d结构系数，d=1.20； fc混凝土轴心抗压强度设计值，混凝土选用C25，则fc=12.5N/mm2； b矩形截面宽度； x混凝土受压区计算高度； h0截面有效高度； fy钢筋抗拉强度设计值，； As受拉区纵向钢筋截面面积； 将代入式上式，并令，则有根据以上各式，计算侧墙的钢筋面积如下：选 3.1.6、槽身纵向抗裂验算受弯构件正截面在即将开裂的瞬间，受拉区边缘的应变达到混凝土的极限拉伸值，最大拉应力达到混凝土轴心抗拉强度。钢筋混凝土构件的抗裂验算公式如下：式中 分别由荷载标准值按荷载效应短期组合及长期组合计算的弯矩值。ct混凝土拉应力限制系数，对荷载效应的

19、短期组合，ct取为0.85；对长期组合，ct取为0.70;混凝土轴心抗拉强度标准值；换算截面面积，其中为刚弹性模量与混凝土弹性模量之比，既；为钢筋截面面积，由承载力计算确定；为混凝土截面面积。W0换算截面对受拉边缘的弹性抵抗距； 换算截面重心轴至受压边缘的距离； 换算截面对其重心轴的惯性距；混凝土的标号为，钢筋为级钢，则，。图33 抗裂验算截面图 （单位：cm） 根据水工混凝土结构设计规范，选取值。由，查得，在值附表中指出，根据h值的不同应对值进行修正。短期组合的跨中弯矩值 长期组合的跨中弯矩值（人群荷载的准永久系数）综合上述计算可知，槽身纵向符合抗裂要求。3.1.7、斜截面抗剪计算支座边缘截

20、面剪力设计值 截面有效高度，由于，故截面尺寸满足抗剪要求。混凝土截面受剪承载力因此，需配箍筋。由于在以后的横截面配筋时也要配置箍筋，所以按横截面受力进行配筋计算。 3.2、槽身横向内力计算及配筋计算3.2.1、人行板配筋（按受弯构件配筋）跨中弯距： 按单排架单筋计算，取a25mm，b800m，h100mm，rd1.2，h075mm。 选配3.2.2、计算值及值由于在设计中选用了有拉杆的矩形槽，所以横向计算时沿槽长取1m间距长度上的槽身进行分析。作用于单位长脱离体上的荷载除q（自重力加水的重力）外，两侧还有剪力Q1及Q2，其差值Q与荷载q维持平衡。Q在截面上的分布沿高度呈抛物线形，方向向上，它绝

21、大部分分布在两边的侧墙截面上。工程设计中一般不考虑底板截面上的剪力。横向计算时，近似认为设置拉杆断面槽身的横向内力与不设拉杆处相差不多，因此将拉杆均匀化；为了简化计算，认为所有的荷载均匀槽壁和底板厚度的中心线上（偏于安全），并且槽身对称可取一半计算，分析的3点处剪力为0只有轴力和弯矩。按以上简化图示结构为一次超静定结构不记轴力及剪力对变位的影响，用力法求解X1。M0M0M02301cm3ql1255cm23q2l11P0P01P0x1图34有拉杆矩形槽计算图槽内水位取至拉杆中心作为控制条件，槽顶荷载产生集中力P0和力矩M0。按标准荷载计算分别为：按设计荷载计算分别为：3.2.2.1、 拉杆轴向

22、力计算简化后结构为一次超静定结构，用力法计算拉杆拉为X1，亦可按下式直接计算，按标准荷载计算分别为： （31） 式中 单位槽长拉杆轴向拉力，KN； 拉杆中心线至底板距离，H1.74m； 侧墙底部静水压强，KPa； 两侧墙中心线间距之半，（2.44+0.16）/2=1.3(m)； 底板上均匀荷载强度，KN/m。 、底板和侧墙壁截面惯性矩，m4； 拉杆间距为时，一根拉杆的轴向拉力。按设计荷载计算为： （32） 拉杆距离为S时，一根拉杆的轴向拉力。3.2.2.2、拉杆的配筋计算人行板作用与拉杆的荷载，其对跨中弯距等效荷载： 10米长一跨渡槽共5根拉杆，作用在每根拉杆上的荷载为： 跨中弯距： 支座剪力

23、： Nc6.94（KN）（拉） 取25mm，h0h75mm，b100mm，按偏心受拉构件计算： eeo0.5h14100.5×100251385mm 选配512，As565mm2，则 则 选514，As770mm23.2.2.3、拉杆斜截面计算 故截面尺寸满足抗剪条件。 需按计算配箍筋： 故 选用双肢6箍筋，AsV112.6，n2代入式得s376m，取s200mm。 则配6200。 则。满足斜截面抗剪要求。3.2.3、底板的内力计算及配筋3.2.3.1内力计算离侧墙中心线X处的底板弯距计算，为底板荷载计算。标准荷载计算为： （33）令X0，底板断臂弯距令设计荷载计算为：令X0，M底1

24、1.43（KN·m）令XL1.3，M底217.26（KN·m）令X0.1，M底31.33（KN·m）令X1，M底416.26（KN·m）表32 底板弯距计算表：X00.111.3Mx1.431.3316.2617.26底板的轴向拉力的计算：标准荷载计算为： (拉) 设计荷载计算为： 侧墙、底板弯距轴力图见附图一。3.2.3.2、底板配筋采用混凝土，fc12.5N/mm2，级钢筋，fy=fy=310N/mm2，M17.26（KN·m）。N12.11（KN·m）。设 Mr0··M1×1×17.261

25、7.26（KN·m） Nr0··N1×1×12.1112.11（KN·m） e0M/N=17.26/12.11=1.43(m)>h/2-a=50mm 故按大偏心受拉构件配筋：（查表） 计算表明不需要配筋，但仍应按构造要求配筋。 As min0.002×1000×130260mm2 配置10300，As As min262mm2 如不考虑As 的承压作用，As 0 由 则 仍要按唯一公式进行配筋选12160，As707 mm2。3.2.4 、侧墙内力计算及配筋3.2.4.1、侧墙弯矩由拉杆中心线到侧墙计算截面的

26、距离为y的弯距。按标准荷载计算为： （34）当y0时，Mk侧11.41KN·m当y1时，Mk侧22.89KN·m当y1.5时，Mk侧30.59KN·m当y0.96时，Mk侧42.95KN·m当y1.74时，Mk侧4-1.75KN·m当时，弯距最大为：表33 标准荷载弯距计算表：Yx011.50.961.74Mkx1.412.890.592.95-1.75按设计荷载计算为： （35） 表34 设计荷载弯距计算表：My011.51.011.74M侧y1.573.3250.973.3-1.433.2.4.2、侧墙轴力轴力只近似考虑侧墙截面承受剪力。标

27、准荷载计算： （45）式中 作用在槽身截面上的计算剪力。其值等于1.0m槽身长的总荷载，及纵向计算中的均布荷载q。 （46）故 当y0时，N13.87KN当y1.71时，N287.79（拉）令 则 解之得 y11.67 y20.069 当y1.67时，N376.64（KN）（拉） 当y0.069时，N44.14（KN）（压）当按设计荷载计算时： （47） 式中 Q作用在槽身截面上的计算剪力，其值等于1.0m槽身长的总荷载，即纵向计算中的均布荷载。 （48）故当y0，N1P04.29KN（压）当y=1.74时，（拉）令 既 解之得 y11.67 y20.068 当y1.67时，N380.87KN

28、（拉） 当y0.068时，N44.57KN（压）表44 轴力计算表：Y011.251.74单位：KNNy4.2911.329.1192.663.2.4.3、侧墙配筋计算对侧墙最大弯距处（y1m）的配筋，计算如下： 30mm，b1000mm，h160mm，h0130mm，fc12.5KN/mm2 fyfy310 KN/mm2，r01，1.0 Mm3.325r0·=3.325×1×13.33 故 按大偏心受拉构件计算。 x=b·h00.544×13070.72（mm）故外侧不需要配筋，但需要配置构造钢筋 As min0.002×1000&

29、#215;130260（mm2)选配8200，As As min251（mm2)内侧配筋为：选配6250，As 113（mm2)对侧墙拉力最大处（y1.74m）配筋。N392.66r0·92.66×1×192.66（KN）（拉） 当y=1.74m时，Mmax=1.75KN.m按小偏心受拉构件计算。 eh/2eo=80302030mmx=b·h00.544×13070.72（mm） 计算得之 所以按构造要求 AsAsAs min0.002×1000×130260（mm2) 选配8190，AsAs265mm2 最后侧墙配8190

30、，AsAs265（mm4 排架计算4.1 排架布置 布置等跨间距10m的单排架共20跨，矩形渡槽采用简支梁，上游渐变段4m下游渐变段6m与梯形混凝土渠首相连。渡槽全长200m，拱墩台及排架基础墩均采用浆砌石重力墩。槽下两岸墩间用浆砌石护坡。总体布置。 布置单排架优点：体积小, 重量轻, 可现浇或预制吊装, 再渡槽工程中被广泛应用。4.2 排架尺寸拟定4.2.1 排架高度计算表5-1 排架高度计算表：（单位：m）名称排架顶部高程排架埋置高程排架底部高程排架高1#1249.21401249.21421247.21422#1249.1992.0231247.17621245.1764.0233#12

31、49.1844.1711245.01321243.0136.1714#1249.1697.4591241.7121239.719.4595#1249.1549.9371239.21721237.21711.9376#1249.13911.2021237.93721235.93713.2027#1249.12410.8691238.25521236.25512.8698#1249.1099.9531239.15621237.15611.9539#1249.0948.8921240.20221238.20210.89210#1249.0798.3751240.70421238.70410.3751

32、1#1249.0646.9961242.06821240.0688.99612#1249.0493.5721245.47721243.4775.57213#1249.0342.9441246.0921244.094.94414#1249.0192.71246.31921244.3194.715#1249.0042.4751246.52921244.5294.47516#1248.9892.2961246.69321244.6934.29617#1248.9741.9411247.03321245.0333.94118#1248.9591.5831247.37621245.3763.58319#

33、1248.9441.2111247.73321245.7333.21120#1248.9290.7551248.17421246.1742.75521#1248.91401248.91421246.91424.2.2 排架分组计算见表4-2。表42 排架分组及底部高程计算表分组编号排架顶高程排架底高程排架高调整后高调整后底高程一1#1249.2141247.214221247.21421#1248.9141246.914221246.914二2#1249.1991245.1764.0234.51244.69915#1249.0041244.5294.4754.51244.50416#1248.

34、9891244.6934.2964.51244.48917#1248.9741245.0333.9414.51244.47418#1248.9591245.3763.5834.51244.459三14#1249.0191244.3194.751244.01913#1249.0341244.094.94451244.034四19#1248.9441245.3763.2113.51245.08720#1248.9291246.1742.7553.51245.429五4#1249.1691239.719.459101239.16911#1249.0641240.0688.996101239.064六

35、5#1249.1541237.21711.93713.51235.6546#1249.1391235.93713.20213.51235.6397#1249.1241236.25512.86913.51235.6248#1249.1241237.15611.95313.51235.6099#1249.0941238.20210.89213.51235.59410#1249.0791238.70410.37513.51235.579七3#1249.1841243.0136.1716.51242.68412#1249.0491243.4775.5726.51242.5494.2.3 尺寸拟定分组五

36、六七排架号4# 11#5# 6# 7# 8# 9# 10#3# 12# 高度H10m13.5m6.5m支柱b1(1/201/30)H400mm500mm300mmh1常用450mm450mm450mm横梁h2(1/61/8)L350mm350mm350mmb2(1/1.51/2) h2200mm200mm200mm牛腿C= b1/2200mm250mm150mmhb1400mm500mm300mma1000mm1000mm1000mm图4-1最高排架尺寸图：（单位：mm）4.2.4尺寸拟定：黄家沟渡槽离地面在15m以下,可采用单排架支撑槽身, 排架固定于墩座上, 考虑排架不宜过高, 对稳定不利

37、。同时为了便于施工，先将渡槽归纳成七种高度：1号、21号2m；2号、15-18号排架高4.5m；13号、14号排架高5m；19号、20号高为3.5m；4号、11号排架高为10m;510号高为13.5m；3号、12号高为6.5m。排架横梁间距为2m, 最下层为2.5m。现以最高的排架（6号）为计算示例，其他排架计算相同，故略去。为使立柱在竖向荷载作用下为轴心受压构件，立柱中心线与槽身支撑中心线相重合。选最高的一根打败排架作为计算对象，单排架的适应高度一般在15m以内，按按最高13.5m计算，计算条件为满槽水加风荷载。计算简图见图（42）图42 排架的计算简图4.3排架的内力计算与配筋4.3.1荷

38、载计算作用于排架上的铅直荷载有：槽身传给排架的铅直荷载槽身在风荷载P0的作用下传递给的铅直力P：W=KKZW0g （31） 式中 W单位面积上的风压力，N/m2；K风载体型系数；Kz风压高度变化系数；W0基本风压，kgf/m2；风振系数。对于矩形槽身，满槽水时取K=1.3；由于槽身的形心距离地面约12.19m，故取Kz=1.18；W0=36kgf/m2。值与排架的自振周期有关，其自振周期T（s）可近似按下列公式计算 （32） 式中 H排架的高度，m；M搁置于排架顶部的槽身质量（空槽情况）或槽身及槽中水体的总质量，kg；E排架材料的弹性模量，N/m2；J排架横截面的惯性矩，m4。由于T值很小，故

39、取=1.0。则W=1.18×1.3×36×9.8×1.0=0.541（kN/m2）P0=WLh=0.541×12×2.8=18.12（kN）单排架的重力，计算时将排架重力化为节点荷载，每一节点的荷载等于相邻上半柱和下半柱的重力以及横梁的重力之和。立柱重G1=2.0×0.5×0.4×25=10（kN） G2=4.0×0.5×0.4×25=20（kN）横梁重G=1.96×0.35×0.2×25=3.43（kN）作用于排架的水平荷载有：通过摩阻作用传至

40、立柱顶部的槽身横向风压P1，近似按P1=P0/2计算。P1=10.66÷2=5.33（kN）作用于排架立柱上的横向风压力Pi（i=1，2，）：根据式（52），取K=1.3，Kz=1.15，W0=36kgf/m2，=1.0，得W=1.15×1.3×36×9.8×1.0=0.541（kN/m2）P1=0.541×（0.2×0.35+0.5×0.4）=0.146（kN）P2=P3=0.541×0.5×4.5=1.217（kN）4.3.2内力计算因铅直向节点荷载只使立柱产生轴向力，水平向节点荷载是反对称

41、的，而结构是对称的，故可取一半按图42，用“无剪力分配法”计算排架的内力。 图43 排架内力计算简图抗弯刚度系数：固端弯矩：计算分配系数：BA=0.21，BC=0.21，BG=0.58。同理可得CB=CD=0.21，CF=0.58；DC=0.27，ED=0.73力矩分配与传递计算如下：表44ABBABGBCCBCFCDDCDE0.210.580.210.210.580.210.270.73C0.5-10.5-1-10.5-1-10.5M-17.798-17.798-15.059-15.059-12.321-12.321D-3.3273.3278.994C-5.7505.75015.88045.

42、7498-5.750B-6.9006.90019.0576.900-6.900-24.698-10.89819.057-13.909-16.20915.88-9.898-14.7448.99 kNkN34.63KN.m20.75KN.m34.63KN.m19.06KN.m19.9KN.m16.505KN.m14.74KN.m8.99KN.m9.9KN.m38.03KN.m15.88KN.m16.21KN.m15.88KN.m8.46KN.m1906KN.m16.21KN.m14.742KN.mkNkNkNNkN M图 Q图 N图 图44 排架内力图 4.3.3排架的配筋计算根据内力计算所得内力

43、（M，N，V），按最不利情况进行组合后，即可进行排架的承载力计算，以确定截面尺寸和配置钢筋。横梁的配筋计算：为施工方便所有梁的配筋情况相同，按最不利荷载布置，即根据CC梁的弯矩图进行计算，Mmax=24.7kN.m。取a=35mm，则h0=350-35=315mm选312，As=339mm2。由于横梁上下均受弯，故需在上下两边缘都配筋。4.3.4立柱的配筋计算：满槽水加横向荷载条件下，背风面肢柱承受的轴向压力最大，应分别对横槽向及顺槽向进行计算。横槽向按排架内力计算成果配置受力钢筋，顺槽向按单柱并考虑纵向弯曲影响进行承载能力验算。立柱的横槽向抗弯计算：Mmax=27.123kN.ma=35mm

44、，h0=400-35=365（mm）选214，As=308mm2。由于风向是可以改变的，故立柱需双面配筋。立柱的纵槽向抗压承载力计算：Nmax=323.7+20×3+6.53×3/2+4.45=397.945kN因为l0/h=13.5/0.4=33.75，故纵向弯曲影响系数=0.445。故 只需按构造配置钢筋选配，箍筋选配 图44 立柱截面配筋图4.3.5立柱的纵向强度复核：排架施工时顺槽向的计算简图见图45。 图45 排架施工时顺槽向的计算简图图45中，N3代表排架自重，N2为半跨槽身自重，N2为施工荷载，N3为柱顶铅直荷载，M0为两侧荷载不对称而产生的力矩。 ，取=1.

45、0e0=1.77×281.15=497.64（mm）0.3h0=138mm对称配筋则故418，即As=1018mm2 满足要求。4.3.6牛腿的抗剪复核：取=0.80，ftk=1.75，b=400mm，a=500×2/3-250+20=103.33（mm），h0=500-35=465（mm）,取a=0.3h0=139.5mm 选412，As=452mm2。 五、排架基础的结构计算5.1排架基础尺寸的拟定基础半的面积应满足地基承载力要求，横槽向的长度L和顺槽向的宽度B，可按以下经验公式初步拟定B3b1，Ls+5h1 （51） 式中： s两肢柱间的净距；b1，h1肢柱横截面长边和短边的边长。s=2.36m，b1=0.5m，h1=0.4m，则B3×0.5=1.5m，取B=1.7m。L2.36+5×0.4=4.36m，取L=6.0m。5.2排架基础的荷载组合基础底板的最小厚度是由基础材料的冲