第九章 结构配筋计算

8.4结构配筋计算本次设计只对门机纵梁和前桩台面板进行配筋计算，配筋图如码头面板配筋图和门机纵梁配筋图所示。8.4.1面板配筋计算⑴作面板在荷载作用下的弯矩图，如图8.27和8.28所示。图8.27面板配筋计算数据⑵钢筋混凝土的强度等级为C40，采用Ⅱ级钢筋，结构系数取1.2，环境类别为三类，混凝土保护层最小厚度为c=30mm。混凝土：=19.5钢筋：=310，=210⑶截面尺寸长边=5600mm，=4500mm，=400mm板的计算跨度为：长跨=+=5.6+0.18=5.78m短跨=+=4.5+0.04=4.54m高：h=400mm跨中截面最大弯矩设计值:长跨=80.94,短跨=40.25。⑷配筋计算估计钢筋直径d=14mm，排成一排，所以得a=c+0.4×d=30+0.4×14=35.6mm。则截面的有效高度为=－a=400-35.6=364.4mm，面板取单位宽度计算b=1000mm。＜=0.544满足要求。＜=0.15%则按最小配筋率配筋，但一般板常用配筋率范围为0.4%～0.8%。基本计算公式：（8-26）（8-27）其适用条件相应为（8-28）（8-29）式中：——截面抵抗矩系数——相对受压区计算高度。设计时可先由式（8-26）求出=再由式求出=将代入式（8-27）即可求得钢筋截面面积配筋计算见表8-14。⑸混凝土裂缝宽度验算本次设计只验算长期组合下，裂缝宽度是否合格。验算见表8-14。由《水工混凝土结构设计规范》的裂缝宽度验算公式：=（8-30）式中：——构件受力特征系数，取=1.0。——钢筋表面形状系数，取=1.0。——荷载长期作用影响系数，=1.6。——最外层纵向受拉钢筋外边缘距受拉区底部的距离，取30mm。——纵向受拉钢筋的有效配筋率，。——有效受拉混凝土截面面积()。——受拉区纵向钢筋面面积()。——长期组合计算的构件纵向受拉钢筋截面面积()。——钢筋弹性模量，=。钢筋混凝土结构构件最大裂缝宽度允许值=0.2mm。⑹钢筋构造设置由于长跨方向的弯矩较大钢筋就放在下层，短跨方向的弯矩较小，钢筋放在上层。考虑到施工方便，将板在两个方向各划分为三个板带，边缘板带的宽度均为较小跨度的1/4，其余为中间板带。在中间板带，按跨中最大弯矩值配筋。在边缘板带，单位宽度内的钢筋用量则为其相应中间板带钢筋用量的一半，但不少于3根，取长短跨边缘板带都为14@250。⑺钢筋的锚固长度由于是Ⅱ级钢筋，锚固长度为=30d=30×14=420mm。8.4.2轨道梁配筋计算（常用配筋法）⑴作梁在荷载作用下弯矩图见图8-49所示。图8.28纵粱使用期弯矩图图8.28纵梁使用期剪力图⑵配筋计算数据材料强度混凝土：C40号=19.5Ⅱ级钢筋：=310，=210截面尺寸使用期：b=1000mm，=1850mm。支座边缘截面剪力承载能力极限状态设计值=1806.22KN跨中截面最大承载能力极限状态弯矩设计值=1954.647支座截面最大承载能力极限状态弯矩设计值=1845.56表8-15面板纵向受拉钢筋计算表达计算截面计算内容长跨中截面长跨支座截面备注跨中截面短跨支座截面备注97.12850.65248.366.132 =0.0310.01620.01550.0212=0.03160.0164＜0.01560.0214＜符合795.87775411.85446392.57887539.09779=×100%0.1990%%0.1030%%＜不符0.0981%%0.1348%%＜不符选配钢筋14@14014@20014@20014@200实配钢筋1100770770770=×100%0.3019%0.1925%%＞符合0.1925%%0.1925%%＞符合0.09552270.11760030.12337780.0898445232157.523350150.2099205.6655=0.19424410.12841190.12178860.1737117符合⑶验算截面尺寸，为深受弯构件。截面计算高度按下式确定：因为，所以符合下式：式中（承载能力极限状态），故截面尺寸满足要求。由于弯矩较大，估计需纵筋排二排，取三类工作环境，混凝土最小保护厚度为45mm，取a=60。=-a=1850-60=1790mm，b=1000mm，=1816.4mm。==1.816＜4.0由于=0.25×19.5×1000×1790=8726.25KN＞=2345.576KN。故截面尺寸满足抗剪要求。对于矩形截面的一般受弯构件，如能符合式8-31，则不需要进行斜截面抗剪配筋计算，仅按构造要求配筋。（8-31）由于>故不需要进行斜截面抗剪计算，仅按构造要求设置腹筋，并且不需设弯起钢筋。⑷受弯承载力配筋计算由于＞，且＞1200,查《水工钢筋混凝土结构学》表4-1得梁的箍筋的最大间距=350mm。选配双肢箍筋2φ10@200,==157.08=0.07854%<=0.12%按箍筋最小配筋率计算。计算纵向钢筋（配筋计算见表8-16所示）表8-16轨道梁纵向受拉钢筋计算表达计算截面计算内容跨中截面最大弯弯矩支座截面最大弯弯矩备注2345.57762214.6772 =0.0364660.0344=0.0371550.035044＜符合4244.424454003.2422=×100%0.23370.2204＞符合选配钢筋12251216+4228实配钢筋5890.84876.2=×100%0.32430.2685＞符合0.08730.076622209.973239.50557=0.2410.238符合⑸混凝土裂缝宽度验算本次设计只验算长期组合下，裂缝宽度是否合格。验算见表8-16钢筋混凝土结构构件最大裂缝宽度允许值=0.25mm⑹钢筋的锚固长度Ⅱ级钢筋，锚固长度为＞30d=30×18=540mm。＞30d=30×22=660mmⅠ级钢筋，锚固长度为＞20d=20×10=200mm。但为了施工方便都取=300mm。8.4.3施工期配筋验算施工期跨中承载能力弯矩设计值=232.464＜=0.544=0.1388×(1-0.5×0.1388)=0.1292=0.1292×600×=1418.10=232.464＜=1418.10所以安全。⑵箍筋最小配筋率复核=157.08/(600×200)=0.131%＞0.12%满足要求。9概预算分析本设计仅考虑计算第一方案中高桩码头结构的工程概算，计算原则以《沿海港口建设工程概算预算编制规定》为依据，参照现有其他资料，对该方案进行工程概算。9.1概预算编制依据⒈国家交通部颁布的有关法令和法规；⒉根据该泊位施工图设计和施工组织设计；⒊国家交通部颁布2004年《沿海港口建设工程概预算编制规定》等5种定额；⒋江苏基建主管部门颁发有关规定；9.2工程量及概算（见附表概算表）经过计算，算得码头主体工程费用为：基价定额总费用为：4741916.55元。市场总价为：5041916.86元，工程概算金额为6767321.92元，其他费用的计算结果见表9-1。表9-1其他费用的计算序号项目计算公式（一）基价定额直接费费指按定额规定的的人工、材材料、船机机艘（台）班班基价计算算的工、料料、机费用用之和（二）定额直接费指按工程所在地地的人工、材材料、船机机艘（台）班班价格计算算的工、料料、机费用用之和（三）其他直接费（一）×4.77%（四）临时设施费（一）×1.55%（五）现场管理费（一）×4.00%（六）直接工程费（二）+（三）+（四）+（五）（七）企业管理费[（一）+（三）+（四）+（五）]××6.0%%（八）财务费用[（一）+（三）+（四）+（五）]××0.8%%（九）计划利润[（一）+（三）+（四）+（五）+（七）+（八）]××7%（十）税金[（六）+（七）+（八）+（九）]××3.388%（十一）专项费用（1+税率）×独独立计算的的费用（十二）单位工程概算金金额（六）+（七）+（八）+（九）+（十）+（十一）10施工条件件、方法和和进度10.1施工工条件自自然条件码头工程处的自自然条件详详见第2章。10.1.2施工外部部条件拟建码头工程位位于江苏省省常熟市金金泾塘口下下游，现有有防汛大堤堤通道可作作为施工临临时道路，施施工用水、用用电均可依依托当地条条件得到解解决。10.1.3施工能力力分析拟建码头地处长长江下游，码码头结构属属常规高桩桩结构，长长江中下游游地区拥有有多家港口口专业施工工工程公司司，其技术术力量雄厚厚，施工设设备、机具具齐全，经经验丰富，完完全有能力力承担本工工程的施工工任务。本工程施工难点点为沉桩和和浇筑靠船船平台墩台台部分。根根据地质勘勘察报告,,拟建码头头区的持力力层为致密密砂层，借借鉴类似码码头工程的的施工经验验，设计推推荐采用不不小于D880锤的大大型打桩船船进行沉桩桩。墩台部部分由于体体积较大，浇浇筑时容易易产生温度度应力造成成开裂，因因此，需采采取合适的的冷却或保保温系统和和科学的施施工组织以以保证工程程的顺利实实施。10.2施工工方法10.2.1推荐方案案码头结构构施工方法法⑴桩基预应力砼空心方方桩拟在固固定预制厂厂预制，用用船运至施施工现场，采用打桩桩船锤击沉沉桩。为了了加强基桩桩之间的连连接，防止止桩身折裂裂和变位，对对沉桩到位位的基桩应应及时进行行夹桩处理理。⑵横梁码头平台横梁及及引桥横梁梁均为现浇浇构件，在在现场进行行浇注。⑶预制构件的预制制和安装纵梁、轨道梁、前前边梁、后后边梁、面面板、靠船船构件等预预制构件达达到要求强强度后，采采用起重船船吊运、安安装。⑷砼面层安装预制砼面板板后现场浇浇注砼面层层。10.2.2码头结构主主要施工顺顺序码头结构主要施施工顺序详详见施工顺顺序框图。预制预应力砼方桩预制预应力砼方桩砼方桩的沉桩和钻孔桩施工砼方桩的沉桩和钻孔桩施工现浇下横梁现浇墩台部分现浇下横梁现浇墩台部分预制梁、板等预制构件预制梁、板等预制构件安装梁、板等预制构件现浇上横梁、砼面层现浇上横梁、砼面层安装码头附属设备安装码头附属设备图10.1施工工顺序框图图10.3