七标取水口控制室结构计算.doc
摩洛哥王国电力局上 OUM ER RBIA 水电项目EL BORJ水电整治第SP 0562 MT 4号合同第7标段 7标取水口电缆控制室结构计算陕西省水利电力勘测设计研究院2008年6月 工程项目： EL BORJ水电整治工程设计阶段： 施 工 图 设 计 计算书名称：7标取水口电缆控制室结构计算F姓名日期E姓名日期D姓名日期C姓名日期B姓名日期A姓名张君雅刘宇哲薛杰军日期08.6.27设计签名校审签名核定签名修改摩洛哥王国国家电力局Tanafnit - El Borj水电整治工程合同号SP0562MT4标 段7 标题目7标取水口电缆控制室结构计算陕西省水利电力勘测设计研究院 中国海外公司COVECCTB730XGCFC06工程项目：EL BORJ水电整治工程设计阶段： 施 工 图 设 计 计算书名称：7标取水口电缆控制室结构计算目 录1.工程概况12.基本资料13.设计依据的主要规范14.计算原则15.计算信息15.1.几何参数15.2.材料信息15.3荷载信息(均布荷载)15.4.计算方法25.5.边界条件25.6.设计参数26.计算参数:27.配筋计算28.跨中挠度计算49裂缝宽度验算:537标取水口电缆控制室结构计算1.工程概况电缆控制室高度3.5m,长5.2m，宽3.68m。EL BORJ水电整治工程以发电为主，装机容量为21.3MW，50MW、10MW，按照中国标准划分,为等小型工程。2.基本资料 根据招标文件地质描述，该地区风速为3.3m/s7m/s,地震冻土压力系数3.5，水平向地震系数0.17。3.设计依据的主要规范（1）混凝土结构设计规范GB 500102002；（2）建筑结构荷载规范GB 50009-2001；4.计算原则1）柴油发电机房采用砖混结构，采用结构力学方法对现浇混凝土板进行配筋计算。2）限裂验算，裂缝最大开展宽度不超过0.2mm。5.计算信息5.1.几何参数 计算跨度: Lx = 5200 mm; Ly = 3680 mm 板厚: h = 200 mm 5.2.材料信息 混凝土等级: C25 fc=11.9N/mm2 ft=1.27N/mm2 ftk=1.78N/mm2 Ec=2.80×104N/mm2 钢筋种类: HPB235 fy = 210 N/mm2 Es = 2.1×105 N/mm2 最小配筋率: = 0.272% 纵向受拉钢筋合力点至近边距离: as = 20mm 保护层厚度: c = 15mm 5.3.荷载信息(均布荷载) 永久荷载分项系数: G = 1.200 可变荷载分项系数: Q = 1.400 准永久值系数: q = 1.000 永久荷载标准值: gk = 6.000kN/m2 可变荷载标准值: qk = 7.000kN/m2 5.4.计算方法:弹性板 5.5.边界条件(上端/下端/左端/右端):固定/固定/固定/固定 5.6.设计参数 结构重要性系数: o = 1.00 泊松比: = 0.2006.计算参数: 1.计算板的跨度: Lo = 3680 mm 2.计算板的有效高度: ho = h-as=200-20=180 mm7.配筋计算(lx/ly=5200/3680=1.413<2.000 所以按双向板计算): 7.1.X向底板钢筋 1) 确定X向板底弯矩 Mx = 表中系数(G*gk+Q*qk)*Lo2 = (0.0116+0.0317*0.200)*(1.200*6.000+1.400*7.000)*3.682 = 4.122 kN*m 2) 确定计算系数 s = o*Mx/(1*fc*b*ho*ho) = 1.00*4.122×106/(1.00*11.9*1000*180*180) = 0.011 3) 计算相对受压区高度 = 1-sqrt(1-2*s) = 1-sqrt(1-2*0.011) = 0.011 4) 计算受拉钢筋面积 As = 1*fc*b*ho*/fy = 1.000*11.9*1000*180*0.011/210 = 110mm2 5) 验算最小配筋率 = As/(b*h) = 110/(1000*200) = 0.055% <min = 0.272% 不满足最小配筋要求 所以取面积为As = min*b*h = 0.272%*1000*200 = 544 mm2 采取方案d10140, 实配面积560 mm2 7.2.Y向底板钢筋 1) 确定Y向板底弯矩 My = 表中系数(G*gk+Q*qk)*Lo2 = (0.0317+0.0116*0.200)*(1.200*6.000+1.400*7.000)*3.682 = 7.834 kN*m 2) 确定计算系数 s = o*Mx/(1*fc*b*ho*ho) = 1.00*7.834×106/(1.00*11.9*1000*180*180) = 0.020 3) 计算相对受压区高度 = 1-sqrt(1-2*s) = 1-sqrt(1-2*0.020) = 0.021 4) 计算受拉钢筋面积 As = 1*fc*b*ho*/fy = 1.000*11.9*1000*180*0.021/210 = 209mm2 5) 验算最小配筋率 = As/(b*h) = 209/(1000*200) = 0.105% <min = 0.272% 不满足最小配筋要求 所以取面积为As = min*b*h = 0.272%*1000*200 = 544 mm2 采取方案d10140, 实配面积560 mm2 7.3.X向支座左边钢筋 1) 确定左边支座弯矩 Mox = 表中系数(G*gk+Q*qk)*Lo2 = 0.0568*(1.200*6.000+1.400*7.000)*3.682 = 13.085 kN*m 2) 确定计算系数 s = o*Mx/(1*fc*b*ho*ho) = 1.00*13.085×106/(1.00*11.9*1000*180*180) = 0.034 3) 计算相对受压区高度 = 1-sqrt(1-2*s) = 1-sqrt(1-2*0.034) = 0.035 4) 计算受拉钢筋面积 As = 1*fc*b*ho*/fy = 1.000*11.9*1000*180*0.035/210 = 352mm2 5) 验算最小配筋率 = As/(b*h) = 352/(1000*200) = 0.176% <min = 0.272% 不满足最小配筋要求 所以取面积为As = min*b*h = 0.272%*1000*200 = 544mm2 采取方案d10140, 实配面积560 mm2 7.4.X向支座右边钢筋 1) 确定右边支座弯矩 Mox = 表中系数(G*gk+Q*qk)*Lo2 = 0.0568*(1.200*6.000+1.400*7.000)*3.682 = 13.085 kN*m 2) 确定计算系数 s = o*Mx/(1*fc*b*ho*ho) = 1.00*13.085×106/(1.00*11.9*1000*180*180) = 0.034 3) 计算相对受压区高度 = 1-sqrt(1-2*s) = 1-sqrt(1-2*0.034) = 0.035 4) 计算受拉钢筋面积 As = 1*fc*b*ho*/fy = 1.000*11.9*1000*180*0.035/210 = 352mm2 5) 验算最小配筋率 = As/(b*h) = 352/(1000*200) = 0.176% <min = 0.272% 不满足最小配筋要求 所以取面积为As = min*b*h = 0.272%*1000*200 = 544 mm2 采取方案d10140, 实配面积560 mm2 7.5.Y向上边支座钢筋 1) 确定上边支座弯矩 Moy = 表中系数(G*gk+Q*qk)*Lo2 = 0.0730*(1.200*6.000+1.400*7.000)*3.682 = 16.801 kN*m 2) 确定计算系数 s = o*Mx/(1*fc*b*ho*ho) = 1.00*16.801×106/(1.00*11.9*1000*180*180) = 0.044 3) 计算相对受压区高度 = 1-sqrt(1-2*s) = 1-sqrt(1-2*0.044) = 0.045 4) 计算受拉钢筋面积 As = 1*fc*b*ho*/fy = 1.000*11.9*1000*180*0.045/210 = 455mm2 5) 验算最小配筋率 = As/(b*h) = 455/(1000*200) = 0.227% <min = 0.272% 不满足最小配筋要求 所以取面积为As = min*b*h = 0.272%*1000*200 = 544 mm2 采取方案d10140, 实配面积560 mm2 7.6.Y向下边支座钢筋 1) 确定下边支座弯矩 Moy = 表中系数(G*gk+Q*qk)*Lo2 = 0.0730*(1.200*6.000+1.400*7.000)*3.682 = 16.801 kN*m 2) 确定计算系数 s = o*Mx/(1*fc*b*ho*ho) = 1.00*16.801×106/(1.00*11.9*1000*180*180) = 0.044 3) 计算相对受压区高度 = 1-sqrt(1-2*s) = 1-sqrt(1-2*0.044) = 0.045 4) 计算受拉钢筋面积 As = 1*fc*b*ho*/fy = 1.000*11.9*1000*180*0.045/210 = 455mm2 5) 验算最小配筋率 = As/(b*h) = 455/(1000*200) = 0.227% <min = 0.272% 不满足最小配筋要求 所以取面积为As = min*b*h = 0.272%*1000*200 = 544 mm2 采取方案d10140, 实配面积560 mm28.跨中挠度计算： Mk - 按荷载效应的标准组合计算的弯矩值 Mq - 按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值 8.1.计算荷载效应 Mk = Mgk + Mqk = (0.0317+0.0116*0.200)*(6.000+7.000)*3.682 = 5.991 kN*m Mq = Mgk+q*Mqk = (0.0317+0.0116*0.200)*(6.000+1.000*7.000)*3.682 = 5.991 kN*m 8.2.计算受弯构件的短期刚度 Bs 1) 计算按荷载荷载效应的标准组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力 sk = Mk/(0.87*ho*As) (混凝土规范式 8.1.33) = 5.991×106/(0.87*180*560) = 68.311 N/mm 2) 计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率 矩形截面积: Ate = 0.5*b*h = 0.5*1000*200= 100000mm2 te = As/Ate (混凝土规范式 8.1.24) = 560/100000 = 0.560% 3) 计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 = 1.1-0.65*ftk/(te*sk) (混凝土规范式 8.1.22) = 1.1-0.65*1.78/(0.560%*68.311) = -1.925 因为不能小于最小值0.2，所以取 = 0.2 4) 计算钢筋弹性模量与混凝土模量的比值 E E = Es/Ec = 2.1×105/2.80×104 = 7.500 5) 计算受压翼缘面积与腹板有效面积的比值 f 矩形截面，f=0 6) 计算纵向受拉钢筋配筋率 = As/(b*ho)= 560/(1000*180) = 0.311% 7) 计算受弯构件的短期刚度 Bs Bs = Es*As*ho2/1.15+0.2+6*E*/(1+ 3.5f')(混凝土规范式8.2.3-1) = 2.1×105*560*1802/1.15*0.200+0.2+6*7.500*0.311%/(1+3.5*0.0) = 6.685×103 kN*m2 8.3.计算受弯构件的长期刚度B 1) 确定考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数 当'=0时，=2.0 (混凝土规范第 8.2.5 条) 2) 计算受弯构件的长期刚度 B B = Mk/(Mq*(-1)+Mk)*Bs (混凝土规范式 8.2.2) = 5.991/(5.991*(2.0-1)+5.991)*6.685×103 = 3.342×103 kN*m2 8.4.计算受弯构件挠度 fmax = f*(qgk+qqk)*Lo4/B = 0.00209*(6.000+7.000)*3.684/3.342×103 = 1.490mm 8.5.验算挠度 挠度限值fo=Lo/200=3680/200=18.400mm fmax=1.490mmfo=18.400mm，满足规范要求!9.裂缝宽度验算: 9.1.跨中X方向裂缝 1) 计算荷载效应 Mx = 表中系数(gk+qk)*Lo2 = (0.0116+0.0317*0.200)*(6.000+7.000)*3.682 = 3.152 kN*m 2) 光面钢筋,所以取值vi=0.7 3) 计算按荷载荷载效应的标准组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力 sk=Mk/(0.87*ho*As) (混凝土规范式 8.1.33) =3.152×106/(0.87*180*560) =35.944N/mm 4) 计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率 矩形截面积，Ate=0.5*b*h=0.5*1000*200=100000 mm2 te=As/Ate (混凝土规范式 8.1.24) =560/100000 = 0.0056 因为te=0.0056 < 0.01,所以让te=0.01 5) 计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 =1.1-0.65*ftk/(te*sk) (混凝土规范式 8.1.22) =1.1-0.65*1.780/(0.0100*35.944) =-2.119 因为=-2.119 < 0.2,所以让=0.2 6) 计算单位面积钢筋根数n n=1000/dist = 1000/140 =7 7) 计算受拉区纵向钢筋的等效直径deq deq= (ni*di2)/(ni*vi*di) =7*10*10/(7*0.7*10)=14 8) 计算最大裂缝宽度 max=cr*sk/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) (混凝土规范式 8.1.21) =2.1*0.200*35.944/2.1×105*(1.9*20+0.08*14/0.0100) =0.0109mm 0.30, 满足规范要求 9.2.跨中Y方向裂缝 1) 计算荷载效应 My = 表中系数(gk+qk)*Lo2 = (0.0317+0.0116*0.200)*(6.000+7.000)*3.682 = 5.991 kN*m 2) 光面钢筋,所以取值vi=0.7 3) 计算按荷载荷载效应的标准组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力 sk=Mk/(0.87*ho*As) (混凝土规范式 8.1.33) =5.991×106/(0.87*180*560) =68.311N/mm 4) 计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率 矩形截面积，Ate=0.5*b*h=0.5*1000*200=100000 mm2 te=As/Ate (混凝土规范式 8.1.24) =560/100000 = 0.0056 因为te=0.0056 < 0.01,所以让te=0.01 5) 计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 =1.1-0.65*ftk/(te*sk) (混凝土规范式 8.1.22) =1.1-0.65*1.780/(0.0100*68.311) =-0.594 因为=-0.594 < 0.2,所以让=0.2 6) 计算单位面积钢筋根数n n=1000/dist = 1000/140 =7 7) 计算受拉区纵向钢筋的等效直径deq deq= (ni*di2)/(ni*vi*di) =7*10*10/(7*0.7*10)=14 8) 计算最大裂缝宽度 max=cr*sk/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) (混凝土规范式 8.1.21) =2.1*0.200*68.311/2.1×105*(1.9*20+0.08*14/0.0100) =0.0208mm 0.30, 满足规范要求 9.3.支座上方向裂缝 1) 计算荷载效应 Moy = 表中系数(gk+qk)*Lo2 = 0.0730*(6.000+7.000)*3.682 = 12.848 kN*m 2) 光面钢筋,所以取值vi=0.7 3) 计算按荷载荷载效应的标准组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力 sk=Mk/(0.87*ho*As) (混凝土规范式 8.1.33) =12.848×106/(0.87*180*560) =146.502N/mm 4) 计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率 矩形截面积，Ate=0.5*b*h=0.5*1000*200=100000 mm2 te=As/Ate (混凝土规范式 8.1.24) =560/100000 = 0.0056 因为te=0.0056 < 0.01,所以让te=0.01 5) 计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 =1.1-0.65*ftk/(te*sk) (混凝土规范式 8.1.22) =1.1-0.65*1.780/(0.0100*146.502) =0.310 6) 计算单位面积钢筋根数n n=1000/dist = 1000/140 =7 7) 计算受拉区纵向钢筋的等效直径deq deq= (ni*di2)/(ni*vi*di) =7*10*10/(7*0.7*10)=14 8) 计算最大裂缝宽度 max=cr*sk/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) (混凝土规范式 8.1.21) =2.1*0.310*146.502/2.1×105*(1.9*20+0.08*14/0.0100) =0.0692mm 0.30, 满足规范要求 9.4.支座下方向裂缝 1) 计算荷载效应 Moy = 表中系数(gk+qk)*Lo2 = 0.0730*(6.000+7.000)*3.682 = 12.848 kN*m 2) 光面钢筋,所以取值vi=0.7 3) 计算按荷载荷载效应的标准组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力 sk=Mk/(0.87*ho*As) (混凝土规范式 8.1.33) =12.848×106/(0.87*180*560) =146.502N/mm 4) 计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率 矩形截面积，Ate=0.5*b*h=0.5*1000*200=100000 mm2 te=As/Ate (混凝土规范式 8.1.24) =560/100000 = 0.0056 因为te=0.0056 < 0.01,所以让te=0.01 5) 计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 =1.1-0.65*ftk/(te*sk) (混凝土规范式 8.1.22) =1.1-0.65*1.780/(0.0100*146.502) =0.310 6) 计算单位面积钢筋根数n n=1000/dist = 1000/140 =7 7) 计算受拉区纵向钢筋的等效直径deq deq= (ni*di2)/(ni*vi*di) =7*10*10/(7*0.7*10)=14 8) 计算最大裂缝宽度 max=cr*sk/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) (混凝土规范式 8.1.21) =2.1*0.310*146.502/2.1×105*(1.9*20+0.08*14/0.0100) =0.0692mm 0.30, 满足规范要求 9.5.支座左方向裂缝 1) 计算荷载效应 Mox = 表中系数(gk+qk)*Lo2 = 0.0568*(6.000+7.000)*3.682 = 10.006 kN*m 2) 光面钢筋,所以取值vi=0.7 3) 计算按荷载荷载效应的标准组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力 sk=Mk/(0.87*ho*As) (混凝土规范式 8.1.33) =10.006×106/(0.87*180*560) =114.104N/mm 4) 计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率 矩形截面积，Ate=0.5*b*h=0.5*1000*200=100000 mm2 te=As/Ate (混凝土规范式 8.1.24) =560/100000 = 0.0056 因为te=0.0056 < 0.01,所以让te=0.01 5) 计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 =1.1-0.65*ftk/(te*sk) (混凝土规范式 8.1.22) =1.1-0.65*1.780/(0.0100*114.104) =0.086 因为=0.086 < 0.2,所以让=0.2 6) 计算单位面积钢筋根数n n=1000/dist = 1000/140 =7 7) 计算受拉区纵向钢筋的等效直径deq deq= (ni*di2)/(ni*vi*di) =7*10*10/(7*0.7*10)=14 8) 计算最大裂缝宽度 max=cr*sk/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) (混凝土规范式 8.1.21) =2.1*0.200*114.104/2.1×105*(1.9*20+0.08*14/0.0100) =0.0348mm 0.30, 满足规范要求 9.6.支座右方向裂缝 1) 计算荷载效应 Mox = 表中系数(gk+qk)*Lo2 = 0.0568*(6.000+7.000)*3.682 = 10.006 kN*m 2) 光面钢筋,所以取值vi=0.7 3) 计算按荷载荷载效应的标准组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力 sk=Mk/(0.87*ho*As) (混凝土规范式 8.1.33) =10.006×106/(0.87*180*560) =114.104N/mm 4) 计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率 矩形截面积，Ate=0.5*b*h=0.5*1000*200=100000 mm2 te=As/Ate (混凝土规范式 8.1.24) =560/100000 = 0.0056 因为te=0.0056 < 0.01,所以让te=0.01 5) 计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 =1.1-0.65*ftk/(te*sk) (混凝土规范式 8.1.22) =1.1-0.65*1.780/(0.0100*114.104) =0.086 因为=0.086 < 0.2,所以让=0.2 6) 计算单位面积钢筋根数n n=1000/dist = 1000/140 =7 7) 计算受拉区纵向钢筋的等效直径deq deq= (ni*di2)/(ni*vi*di) =7*10*10/(7*0.7*10)=14 8) 计算最大裂缝宽度 max=cr*sk/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) (混凝土规范式 8.1.21) =2.1*0.200*114.104/2.1×105*(1.9*20+0.08*14/0.0100) =0.0348mm 0.30, 满足规范要求9
