-课程设计说明书钢筋混凝土

1、第一章根本设计资料一、工作桥的设计内容工作桥及刚架设计,包括结构尺寸选择及配筋设计两个方面,这两个方面又包括四个内容：活动铺板、横梁与机墩、纵梁、钢架.二、工作桥的设计资料一、工作桥桥面高程为 31.35m二、闸墩顶高程 24.0m三、五孔闸,每孔净宽7.0m,中墩宽度1.0m,边墩宽度0.9m四、平板闸门,自重200KN五、采用QPQ-2< 160KN型启闭机,每台自重35KN六、闸门吊点中央距5.720m七、荷载1. 人群荷载：2.5 KN/m2. 栏杆重：1.5KN/m3. 每个绳鼓重：6.54KN 着地面积350X 350mm4. 施工荷载：4.0KN/m25. 根本风压：0.4

2、 KN/m八、建筑物等级3级九、环境条件二类十、建筑材料1.混凝土 ： C302.专冈筋：HRB400三、总体布置图图1-1工作桥结构图第二章拟定工作桥尺寸一、工作桥纵向布置一、工作桥长度为便于安装,工桥桥长度=两闸墩中央线距离2030mm= 7000+ 500+500-20 = 7980mm但计算时工作桥长度仍用8000 mm计.1,位置不考虑为简化计算,我们将地螺栓安装在横梁与纵梁相交处,其偏移.2,横梁尺寸初步拟定为高：500mm宽：250mm,横梁上面的机敦取高：400mm宽：250mm.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.(1)、活动铺板长度计算,吊点中央品巨

3、=4.02+0.04 X 43=5740mm,吊点间铺板长度 =5740-(1350-638) X 2 + 6=719.33mm 铺 板长度取：650mm.桥两边铺板长度=5740+638X 2+650 乂 6=10916mm>8000mm桥两边铺板长度取570mm满足要求.因此活动铺板选用：中间板宽：650mm长度：1300+2*80=1460mm高度：80mm 中间共六块面板.桥两边再一边两块板.总的横向布置图及个尺寸如下图：二、工作桥横向布置一、纵梁尺寸高度：800mm 宽度：300mm二、悬臂板尺寸高度：端部取100mm根部取200mm 宽度：600mm尺寸如下图：图1-4 悬臂

4、板尺寸图三、刚架布置一、刚架高度1 .计算用的高度H=32.15 -24.0 -h2 .实际高度实际高度为H + H1,其中：H1为柱插入杯口的高度.(1) .H1需满足.大体为1.20.8倍柱长边尺寸.大于 0.05H.(2) .实际高度H=32.15 24.0 0.8=7.35m H + H1=7.35+0.5=7.85m图1-5刚架尺寸图第二章结构设计、面板配筋设计1.安装检修工况(1),荷载计算.板自重 gk=0.08 X0.65 X25=1.3kN/mg=T Ggk=1.05 xi.3=1.365kN/m,一个绳鼓重Gk6.54KN G丫 GGk6.541.056.867 KN,施工

5、荷载q=1.2 x 4=4.8KN/m其中桥面活载不考虑.(2),计算简图和内力计算,尺寸计算l0 ln a 1300 80 1380mml0 ln h 1300 80 1380mml0 1.1ln 1.1 1300 1430mm因此计算跨度取1380mm图2-2计算内力受力简图,跨中弯矩1 _12121M-Glgl2-ql26.544 08 08 04钢筋,f y=300N/mm,sKMfcbh01-2 sfcb h0fy0.2150.85 b 0.46814.36500.215503002 333.293mmAs/bh0333.293 1.0365050min0.151.38 - 1.34

6、4 1.382- 4.8 1.382 3.718KN m882.正常使用情况,持久状况(1) .荷载.板自重 gk = bh =0.08 x 0.65 x 25= 1.3KN/mg = 图卜=1.05 x 1.43 = 1.365KN/m.人群荷载 qGqkb1.22.50.651.95KN/m(2) .跨中弯矩1 /、 212M (gq)12(1.3651.95)1.382 *0.789KN/ m8 08从以上两种状态可知,安装工况下的弯矩最大,取大值进行计算.(3) .配筋计算：查表得c=25mm(1类环境),估计钢筋直径为d=10mm,da c30mm,h 0 h-a 50mm20查表得

7、k=1.2,采用C30混凝土,fc=14.3N/mm-2,活动铺板用HRB335勺1.23.7181060.19214.3650502直的分布钢筋,按要求取6250(4)两边铺板荷载及内力计算两边铺板b=570mm h=80mm 荷载及内力计算同中间铺板.板自重:gk= bh =0.08*0.57*25=1.14KN/mg=G gk=1.05*1.18=1.197KN/m.一个绳鼓重：G &1.056.546.867KN.人群荷载：qk=2.5 0.571.425KN/ mq= gk =1.21.4251.71 KN/ m简支实心板,绳鼓放在板中间1-12112M - Gl gl 2

8、6.871.381.1971.38-2 s 0.1710.85 -0.468 sb2.655KN m4 0 8 0483.正常使用工况,持久状况(1) .荷载.板自重 g=1.344KN/m.人群荷载q=1.92KN/m(2)内力计算1 212M -(gq) l2 - (1.3441.92)1.38 20.777KN / m808取安装检修工况与正常使用工况中较大内力进行配筋计算M=2.655KNm按单筋截面计算KM 1.22.655106s q -0.1561-fcbh214.3570 502Afcb h0a f fy14.3 570 0.171 502232.5mm300min bh0 0

9、.15640250=48 mm受力筋选配6G8(As=302mm配筋图如下图：图2-3铺板配筋图图2-4绳鼓位置图图2-5根部悬臂板受力图取1m板宽计算,由根部最大弯矩计算板的钢筋用量(一)、安装检修工况1、荷载与弯矩计算g2kh20.2 25 5KN/m这里不计人群荷载对根部产生的弯矩M1M12,0.5 Gg1kl G(g 2k20.51.052.50.522g1k)l2/61.052 (5-2.5)0.5 2/60.4375KN m(2) .栏杆重1.05PK1.575KN1.05P1.575KNK栏杆对根部产生的弯矩M2GP1kl1051.50.50.7875KN? m(3) .绳鼓重将

10、集中力放置离纵梁最远处,如下图.图2-6绳鼓集中力放置取c为绳鼓集中力P到悬臂根部的距离c=500-350/2=325,a=350为绳鼓的着地面边长,那么P对根部的弯矩为Pc=6.54X 0.325=2.1255 ,由宽度为b=a+2c的板带承受,绳鼓为永久荷载,分项系数为1.05那么 其对根部产生的弯矩:GPC 4a2c)1.056.540.3252.232KN m0.3520.325总弯矩：MM11V21V30.4375 0.78752.2323.457KN m(二)、正常使用情况,持久状况1.荷载与弯矩计算(1) .自重g1kh10.1252.5KN/mg2kh2 0.225 5KN/m

11、2,、, 2 对根部产生的弯矩：M1 0.5 Gg1kIG(g2k-g1k)i /6M 0.51.052.50.53.00.52 0.375KN m21.05 (5-2.5)0.5 2/60.4375KN m(2) .栏杆重F3k1.5KN/m栏杆对根部产生的弯矩：G机1.051.50.50.7875KN m(3) .人群荷载q 1.22.53.0KN/m人群荷载产生的弯矩:1 .22 ql0总弯矩：MM1M2叫 0.43750.78750.3751.65KN m从以上状态可知,安装工况下的弯矩大,取大值进行算.即M=3.457KN2.配筋计算只计算正截面,采用 HRB33任冈筋,查表得：fy

12、=300N/mm受力筋：估计钢筋直径为d=10mm, a cd_ 30mm2h0h-a 200-30170mmKMfcbh01.23.475106214.360017020.01681- ；1-2 s0.0050.85 b0.468fcb h0fy14.36000.0051703002 24.31mm又由于,规定中说,悬臂板的受力钢筋每米不少于 3里8 (A= 151m用那么悬臂板的配筋就取8200HRB335钢筋来布置.分布钢筋按要求取,在受力钢筋内侧布置与受力钢筋垂直的分布钢筋直径不小于6mm间距不大于300按要求取620睐布置.悬臂板配筋图如下图:津加1口比非o二Af i图2-7悬臂板配

13、筋图三、横梁横梁与纵梁浇筑在一起,计算弯矩的时候按简支结构计算,横梁计算跨径：10=1300+400=1700或 l 0=1.05 x 1300=1365mm 计算跨径按1365mn#一.荷载计算1 .横梁自重g1500250251.053.28KN/m2 .机墩自重g2400250251.052.63KN/m地螺栓传来的设计力：1.1Qi=1.1 X 56.12=61.73 kN/m1.1Q 4=1.1 x 76.13=83.74 kN/m二.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.那么启闭机对横梁不产生弯矩.考虑到启闭机中央与横梁中央不重合,我们对计算弯矩取k=1.

14、2的放大系数.M0图2-8 横梁受力示意E.1,、M- g1g28支座弯矩较大,取1 J j 】 I I _a 1/1、0. 7M0到图2-9横梁弯矩图21210(3.282.625)1.365 2 =1.375KN m080.7 M0进行计算,最终上下截面配置相同的钢筋.QH-j；y2Q 7M0 产0 7M011_：t_1! !1 I-1' cM 0.71.2 M0 0.71.21.3751.16KN m横梁实际为半固定状态,精确计算因采用有限单元法.工程简化: 先按简支梁计算,得跨中弯矩 M,实际梁的支座负弯矩=0.7Mt,跨中 正弯矩=0.7Mbc=35mm二类环境,估计钢筋直径

15、为d=20mm,45mm,h 0h-a500-45455mmKMfcbh01.21.1614.325010645520.001561- ；1-2 s0.00150.85 b0.468fcb h014.32500.0015645528.139 mmfy300AS/ bh08.1390.0072250455min0.20min的钢筋进行配置minbh00.2%250455227.5mm2支座负弯矩配筋相同,通常布置如下：由于hw>450mrift计构造腰筋,每侧不少于0.1%bhw=0.1%*250*455=113.75mn<表得,受力筋取 214 A=308m?按规定取直径为6mm间

16、距200mmi勺双肢箍筋,横梁上下布置相同的钢筋.配筋图如图:2电14 t受力钠筋图2-10横梁配筋图四,纵梁配筋计算 取受力大的钢筋进行计算,另一根配筋与之相同(一).荷载计算1.恒载(1) .均布荷载g包括：纵梁自重、一边栏杆重、一半面板重.纵梁自重标准值:g1k25 0.3 0.8 6KN/m.一边栏杆重标准值：g2k1.5KN m.一半面板重标准值g3k(80650100200600)2-62510 63.55KN/m均布荷载设计值：g gk 1.05 (61.53.55)11.60KN/mk(2) .集中荷载G-9-102.03KN910 92.075KN1300.一半横梁自重：G1

17、k500 250 25 1660.一半机墩重：G2k400 250 25 工GG%&G1kG2k)1.05(2.032.075)4.31KN2.可变荷载(1) .分布荷载q人群荷载：取一半桥面的人群荷载.qk2.5 1.35 3.375KN /mq Gq k 1.2 3.375 4.05KN /m(2) .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.G=1.1Qi=1.1 X56.12=61.73 kN/m G2=1.1Q4=1.1 x 76.13=83.74 kN/m88.05KNG1 G 61.734.3166.04KN 与 G 83.7

18、44.31Gi+FHI 口 II IIn1 D图 2-11纵梁示意图二.内力计算1 .计算跨径l n L 2c80003005006900mmlna 69005007400mm101.05l n 1.0570007350mm计算跨径按7350mm+,纵梁受力如下图图2-12纵梁受力示意图7350 57202Lbc 638 150 327mm2lab 327 1050 1377mm2 .弯矩设计值为其弯矩最大值在跨中12-耳)0.237 (G2P2)1.377M (gq)l2(G181_(11.64.05)827.35266.040.32788.051.377248.5KN m考虑次梁并不是对称

19、的T型梁,在最大弯矩值下考虑1.1的放大系数.M 1.1248.5273.37KN m3.配筋纵向钢筋配置HRB400勺钢筋,查表fy 360KN/mn2估计配置双层钢筋,a 70mmh° h-a 730mm确定翼缘计算宽度hf100200 150mm¥ 均)纵梁自重：是独立T型梁b/2450mmf 3b/fb 12h/f 2100mm上述宽度均大于翼缘的实有宽度800mm,取 bf 800mmKM 1.2273.37328.05KNfcb fh f (h014.3800150150 (730)1123.98KN m2' ' hfKMfcbfhf(h0-f)

20、属于第一类T型梁KMs 一 ' . 2fcbf h0328.0510614.3280073020.0538"J-2 s0.056°.85b0.468fcb %As f14.38000.05636073021299.08mm预计配置5c8 ( As 1272mm2)的HRB400勺受力钢筋.横向全梁拉通布置.(三)、抗剪计算1、支座边缘剪力设计值:1一V -(g+q)l0(G Q)66.0488.05211.6KN1 (11.64.05)7.3522、截面尺寸验算hw730-150580mn2hwb5801.934.03000.25fcbh 0.25 14.3 360

21、730939.51KNKV 1.2211.6 253.92<N截面尺寸满足抗剪要求3、抗剪腹筋计算箍筋采用HRB23任冈筋V 0.7ft bh00.71.43300730219.22KNKV 253.92KN应由计算确定腹筋AsvKV-0.7ftbh0253.92-219.220.181mm1.25fyh01.25210730Asv 0.181 s 36.2mm2选用双肢箍筋,直径0 8 (Asv101mri2)那么 psv=Av/bs =101/(300 X200)=0.168%>p sv min =0.15% 满足最小配筋率要求Vc+Vsv=0.7ft bh01.25f yv

22、% h0s0.71.43300 730 1.25210 101 200 730315.99KN KV 253.921010.239不需要配弯起筋422mm,取s200 smax 250mm,满足最小配筋率要求,最后选配双肢.820CHRB2351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,直径按标准取的.12的HRB235钢筋,纵梁高大于450,在中部布置两根腰筋,直径取12.整个纵梁配筋图如下图图2-13纵梁配筋4.横梁处附近钢筋计算图2-14横梁钢筋布置图Av dF88 -593m存svfyv sin210 0.707选配3.16五、吊装验算预埋吊环,吊装工作桥.吊点取 0.

23、2L.处.取工作桥长度为8m(一).荷载计算1 .分布荷载(1) .纵梁自重g1 bh 25 0.80.3 6KN/m(2) .悬臂梁自重 1-6g2bh 25 - (100200) 600 1062.25KN/m(3) .总分布荷载g (g1g2)1.05 (62.25)8.66KN/m2 .集中荷载(1) . 一半横梁自重-1300GK500 250 25 2.03KN(2) .总集中荷载GG1.05 2.032.13KNK横梁受力相等,那么：q 52.13KN1 s 1Glt_ 二I图2-15横梁受力示意图3.配筋计算- ql8.668FaFd2G 2 2.13 35.49KNA B I

24、 22K%1.2 35.4942.58KN%253.92KN,A截面配筋满足抗剪要求12-M1g 0.2l G l uA21bc1 8.661.62 2.13 0.37211.88KN m2KIA 1.211.8814.25KN mfcbf "f(ho-14.3 800150150 (730- )1123.98KN mr / / h f 一 一“ KM fcb/fh/f(h0-/)所以属于第一种算：T型截面,支座处截面验1.211.810614.38007302fcbf h00.00250.85 b0.00230.468Afcb h0A f fy14.3800 °.0025

25、73069.68mm2360根据图进行跨中截面验算：图2-16横梁跨中截面受力示意图.6)5.102KN.mKMfcbf h08.66422.13(40.327)2.13(41.377)35.49(41即方向与假设的相反1.25.10210600.00114.3800 73021- ；1-2 s0.00150.85 -0.468bfcb h0fy2439mr214.3800 0.001573034 8mm2360,所配钢筋面积小于纵梁所配钢筋面积,满足要求.六、吊环计算:图2-17吊装示意图工作桥为整体式,由2根纵梁、6根横梁和悬臂梁组成.(一)、自重标准值乐 2(0.80.38)4(0.50

26、.251.3)2(0.150.68)25(3.840.651.44)25148.25KN(二).吊环的选择每个吊环按2个截面计算,4个吊环按3个计算GGK 3sin1.05148.50.86660.02KNT10060.022 34.82600.2mm46.750N/mr2选用 1 0 28(As=615.8mm )七、刚架横向计算(一)、荷载计算1 .水平荷载(1) .工作桥风压力A 0.8HL 0.8 (0.80.41.08) 814.592m2T A s zA 1.3 0.9 0.414.5926.83KN0s z 0(2)刚架立柱上风压力2A主=0.4 X7.35=2.94m2T、 A

27、 a 7 cA1.3 0.9 0.42.941.38KN立s z 0(3).闸门上风压力V,闸A s z 0A1.30.90.47.3576.02KN由等效条件得水平荷载为:T1=T1/1.2(%"=1.2(6.83+6.02+1.384)15.84KNT2/1.38+26.02=12.73KNT2= T2/, 11.2(-21.38+26.02 )=15.276KN2.垂直荷载(1)工作桥自重包括：纵梁、横梁、机墩、栏杆、活动铺板、悬壁板.图2-18钢架受力示意图3.启闭机和闸门自重P (0.80.340.651.38)2(0.50.250.08+40.641.31.3)2 (0.

28、40.251.3)0.08)(0.50.138)25+ (1.38) 1.05104.41KN(2002 35)Q4132 24270-167KN213.87P/*示1.05167175.35KN4.作用于工作桥上的风压力形成的方向相反、数值相等的P''H 0.40.81.082.28m,横梁间距 S=1.3+20.15=1.6mT0H/S6.830.80.41.08 ./1.624.87KN5.刚架自重转化成结点力P1和P2P1 0.47.350.4 250.4210.41.2251.0517.95KN2P20.20.40.80.80.4 0.20.4(7.35 / 40.4

29、)0.40.41.05258.98KN2Ti=15.84KN T2=15.276KN7 .立柱自重：R = 17.95KN P 2=8.98KN8 .工作桥自重：P=104.41KN9 .启闭机自重：P =175.35KNP合右 =Pi+P+P,=198.17KNP 合左=Pi+P-P =188.43KNEA 2.8 107 0.164.5 10670.40.4 34EI2.8 1075.6 104127.结构力学求解器求解图2-19钢架弯矩图图2-20钢架轴力图(1)横梁横梁内力轴力较小,按受弯构件配筋取 Mmax=37.99KNm b=250mm h 0=455mmKM 1.237.99S

30、 2fcbh014.325045520.0621-1-2 s 0.0640.85 b 0.468289.4mm2fcb h014.32500.064455fy360As289.4bh0250 4550.549所以选 4C10 (AS=314miri ).配筋图4clO(2)立柱l0e04)802OGMm1ax32.57KN ? m1 / WH3.4750.4MmaxNh)0.58.6832.57N 47.48KN(7.350.4)3.475m4cl047.78103681.7mmh0355 / 303011.8mm故按实心偏距计算e0 681.7mm0.5f cA0.514.3400 400K

31、N1.247.4810320.1 >1 取 18.68<151400 e0 h0l0h21.028e0681.71.028700.8mm 0.3h 0106.5mm为大偏心受压,压构件计算KN1.247.48103fcbh014.34003550.028 <0.518X=( h0=0.028 x 355=9,94mm < 2a=90mm e Jy e.一h/2+a'=1.028*681.7-400/2+45=545.78mmA ' KNe 1.244.78103 545.782As A 262.8mmfy(ha )360(35545)A< P mi

32、nbh0=0.20%x 400X355=284mm.按最/、配筋率配筋选用 4C10 (A=A'=314mn2).配筋图由8显5.0.图2-22钢架立柱配筋图(3)横梁M=24.605KN.mKM1.224.6051 06fcbf h0-0.04114.3400 3552JI2 s0.0410.85 .0.468b14.3400 0.041355360231.3mm2上下各5C8, AS2236mmM=15.75KN.mKMs '9fcbf h01.215.7510614.3400 35520.0261-.1-2 s0.0250.85 -0.468bAfcb h0a f fy14.3400 0.025355142.8mm2上下选6C6 As2170mm360配筋图和立柱一样只不过刚毅选用:6C6(二)纵向计算1. 一孔闸门刚开启,另一孔未开启l01.5H1.57.3511.025m(1).荷载计算与内力计算R未开启孔P1 P/ / 2Q/21.05175.36235一 1.052110.439KNP2