武汉大学 白莲河灌区龙潭冲渡槽设计说明书
侧受拉为正,轴力以拉力为正。拉杆的拉力为
由拉杆中心线到侧墙计算截面的距离为y处的弯矩为
My=-X1y+M0-γl1y3/6 (3—6)离拉杆中心线距离为y处的侧墙及肋的轴力Ny按下式计算(只近似考虑侧墙截面承受剪力ΔQ)
NyNL=-X1 (3—5)
??Q2h3(3hy2?2y)??htyl1?P0 (3—7)
3式中 ΔQ——作用于槽身横截面上的计算剪力,其值等于肋间距
长度上的总荷载,即纵向计算中的匀布荷载q;
t——侧墙的厚度; 其余符号意义同前。
离侧墙中线距离为x处的底板及肋弯矩按下式计算
Mx3?X1h?M0??l1h6?(?h??h?)l1(l?x2)x (3—8)
底板及肋的轴向拉力按下式计算
Nd=γl1h2/2-X1 (3—9)
根据以上各式可作出侧墙及肋、底板及肋的弯矩图、剪力图和轴力图(见图3—7)。
- 36 -
武汉大学 白莲河灌区龙潭冲渡槽设计说明书
1.329KN.m4.43KN15.73KN.m55.93KN.m13.7KN43.012KN60.86KN117.974KN55.93KN.m126.17KN61.924KN21.00KN.mN图(压为“+”,拉为“-”)46.64KN.mM图(弯距的方向为受拉边)4.531KNN18.909KNM61.929KNQ图450mm200mm 图3—7 肋的内力图
图3—8 侧墙肋的配筋计算图
② 侧墙与肋所构成的T形梁的配筋计算
由于侧墙与肋所构成的T形截面梁,翼缘受拉不考虑其抗弯作用,故可简化成如图3—8所示矩形进行配筋计算。
- 37 -
武汉大学 白莲河灌区龙潭冲渡槽设计说明书
l0h2420450???5.4?8
∴不考虑纵向弯矩的影响。
内力组合:Mmax=-55.93kN.m,N=126.17kN 计算η值:
e0?MN?55.93?1063126.17?10?443.3mm?h30?45030?15mm,故取偏心距为实
际值e0=443.3mm。
?1?l0h0.5fcbh?dN?0.5?12.5?450?2001.2?126170?3.715?1,,取δ1=1.0
??15,??2?1.0
∴??1??1?2(l0/h)1400e0/h02?1?11400?410443.3?(2420450)?1.01912
判断大小偏心,因为ηe0=1.0191×443.3=451.77mm>0.3h0=0.3×410=123mm所以,按大偏心受压构件计算。
计算AS'及AS:
e??e0?h2?a?451.77?4502?40?635.77(mm)
对于Ⅱ钢筋,αst=0.396
As???dNe?fc?stbh0fy?(h0?a?)2?1.2?126170?635.77?12.5?0.396?200?410310?(410?40)2
?0按最小配筋率计算AS',ρ选用2φ12,AS=226mm2
min=0.2%,所以
AS'=ρminbh0=0.2%×200×410=164(mm2)
- 38 -
武汉大学 白莲河灌区龙潭冲渡槽设计说明书
M1MEI11?16?1P???11?((pdx3EI14q1l1h?445h?M0h?2h2()?11EI263(1q1l1hlh?M0lh?13q2l1lh)3223?12q2l1lh)
3EI130q1l1h?12M0h)?1EI26q1l1lh?M0lh?
?st???dNe?fyAs(h0?a?)fcbh02??
21.2?126170?635.77?310?226?(410?40)12.5?200?410?0.167
??1?1?2?st?1?1?2?0.167?0.184??b?0.544x??h0?0.184?410?75.6mm?2a??80mm4502As??dNe?fy(h0?a?)21.2?126170?(451.77???40)
310?(410?40)?(352.1mm)??minbh0选用2φ16,AS=402mm2
斜截面受剪承载力计算:
1?d(0..25fcbh0)?11.2?0.25?12.5?200?410
?213.541kN?V?61.924kN故截面尺寸满足抗剪要求。
1(11.20.2fcbh0)?0.07N?12.5?200?410?0.07?12617??d??1.5?0.21.4?1.5
?67.740kN?V?61.924kN故可不进行斜截面受剪承载力计算,而按构造要求配置箍筋,配筋图如
- 39 -
武汉大学 白莲河灌区龙潭冲渡槽设计说明书
下图所示。
6@2002 162 12 图3—9 侧墙肋的配筋图
抗裂验算:
一般情况需按荷载效应的短期组合及长期组合分别验算,本设计因为是粗略计算,且可变荷载非常小,故只按荷载效应的长期组合进行抗裂验算。抗裂演算的对象为T形截面梁。基本数据:ES=2.0×105N/mm2,Ec=2.0×104N/mm2, ftk=1.75N/mm2,γd=1.75,αst=0.7。具体计算如下:
换算截面面积
A0=bh+(bf-b)bf+αEAs+αEAs' =200×450+(2000-200)×200+ =454485.7(mm2)
换算截面的重心至受拉边缘的距离
bhy0?222.0?102.8?1054×(226+402)
?(bf?b)hf(h?hf2A0?)??EAsh0??EAsa?200?450?22?1800?200?(450?100)?454485.7202.8?(402?410?226?40)
?324.5(mm)换算截面对其重心的惯性矩
- 40 -