水闸毕业设计计算书
广东水利电力职业技术学院
毕业设计计算书
MD水闸改建工程初步设计
专业：水利水电建筑工程（工程管理方向）
班级： 08工管2
姓名：钟剑锋
学号： 080311233
指导教师：曾越
1水力计算
1.1 闸室的结构型式及孔口尺寸的确定
（1）闸型选择：带胸墙式开敞式水闸 （2）堰型选择：宽顶堰
（3）闸底板高程的确定：根据地质条件可知，选择平底板，底板高程与渠底同高。取-1.0m （4）闸顶高程确定：闸顶高程不应少于设计洪水位与安全超高（按珠江三角洲经验取2m ）之和：5.54+2=7.54m
1.2 消能防冲设计
由于本闸位于平原地区，河床的抗冲刷能力较低，所以采用底流式消能。本水闸的最大引水流量Qmax=15m 3/s (1)消力池的池深
流量按《水力学》闸孔出流公式计算
2s Q be gH σμ= 2()c c V g H h =?-
'c h e ε=
2
"8112c c c
c
h V h gh =+-
式中 e ——闸孔开度（m ）
e/H ——闸门相对开度
H ——上游水深 (m) H 取3m ε
’
——垂直收缩系数，根据e/H 值查《水力学》表8-1
h c ——收缩水深 (m)
V c ——收缩断面流速 (m/s)
? ——闸孔流速系数 ?取0.97
σs ——淹没系数 查《水闸设计规范》表A.0.3-2
"c h
——共轭水深 (m)
μ ——闸孔流量系数，0.60.18e
H
μ=-，适用范围为0.1 当e/H=0.1,1c h H μμ=- Q ——流量 （m 3/s ） h t ——下游水深 h t =1.8m b ——闸孔净宽 b=4.5m 闸底坎为平顶坎时，0.1＜e/H ≤0.65,为闸孔出流；e/H ＞0.65，为堰流。下游水深小于收缩水深的共轭水深，即h t < h c ”，为自由出流，反之为淹没出流。 分别计算当开度e=0.3,e=0.5,e=0.78的流量 当e=0.78时，H=3m,97.0=ψ,b=4.5m 由e/H=1/9.08=0.11<0.65,故为闸孔出流。查《水力学》表8-1得垂直收缩系数' ε=0.616，流 量系数'0ψεμ=，hc='εe 取H0=H,则： = -=)(200c h H g be Q μ14.86 根据初步计算的流量，求行进流速v0=Q/BH=1.1m/s 则H0=H+V02/2g=3.06m,Q=15.05m3/s 按式0 02gH be Q μ=， 55.0181 .06.00=-=H e μ,取H0=3, 02gH be Q μ==14.88m3/s,v0=Q/BH=1.1m/s 则H0=H+V02/2g=3.06m,Q=15.04m3/s,基本结果相同。当不同开度时如下表： e e/H 出流方式 hc Q 1 B H O Q 对比Q 0.3 0.1 闸孔出流 0.1845 5.98 4.5 3.01 5.99 6.033 0.5 0.16 闸孔出流 0.309 9.79 4.5 3.02 9.84 9.875 0.7 0.23 闸孔出流 0.4347 13.45 4.5 3.05 13.58 13.58 0.78 0.26 闸孔出流 0.4851 14.86 4.5 3.06 15.05 15.04 0.8 0.26 闸孔出流 0.4984 15.23 4.5 3.064 1 5.43 15.39 判断是否要建消力池 e q Q hc hc'' hs 水跃方式 是否建 0.30 0.62 1.34 6.03 0.18 1.32 1.62 淹没式水跃 N 0.50 0.62 2.19 9.87 0.31 1.63 1.68 淹没式水跃 N 0.70 0.62 3.02 13.59 0.43 1.86 1.74 远离式水跃 Y 0.78 0.62 3.34 15.04 0.49 1.94 1.80 远离式水跃 Y 试算消力池池深：根据公式 由上表可见，在消能计算中，闸门开度大于0.7，跃后水深均大于相应的下游水深，出闸水流是自由出流，为了稳定水跃，需建消力池。 《水力学》中池深的计算公式为 " 22 2" 22c t t c d h h z q q z g h gh Q q b σαα?=--??=-= 式中 d ——消力池深度 （m ） σ ——水跃淹没系数 σ=1.05 Q ——流量 Q 取接近引水量，Q=14.884 m 3/s "c h ——跃后水深， 取与Q 相应的值，" 1.915c h m = α ——水流动能校正系数 1.0α= q ——过闸单宽流量 （m 2/s ） Δz ——出池落差 （m ） h t ——出池河床水深 ? ——闸流流速系数 b ——闸孔净宽 b=4.5m d H T O +=0； ?? ?? ??-+=1812 32' 'c c c gh q h h ；0222203=+-?g q h T h c c ；, ,c s h Z d h ?++=δ e d H h s q g b v v 2/2g T0 hc3 hc'' △Z σ 0.7 0.2 3 1.8 3.02 9.8 4.5 1.11 0.06 3.26 0.4 4 1.84 0.03 1.10 0.7 0.24 3 1.8 3.02 9.8 4.5 1.11 0.06 3.30 0.44 1.85 0.03 1.12 0.7 0.19 3 1.8 3.34 9.8 4.5 1.11 0.06 3.25 0.49 1.91 0.04 1.06 0.78 0.2 3 1.8 3.3 4 9.8 4. 5 1.11 0.0 6 3.26 0.49 1.92 0.04 1.06 0.78 0.25 3 1.8 3.34 9.8 4.5 1.11 0.06 3.31 0.49 1.93 0.04 1.08 0.78 0.3 3 1.8 3.34 9.8 4.5 1.11 0.06 3.36 0.48 1.94 0.04 1.10 0.78 0.5 3 1.8 3.3 4 9.8 4. 5 1.11 0.0 6 3.56 0.4 7 1.99 0.05 1.18 经计算得池深当开度为0.78时，d=0.2--0.3满足σ=1.05--1.1 按构造取池深d=0.5 （2）消力池的长度： 消力池池长按照《水闸设计规范》公式计算 "6.9() sj s j j c c L L L L h h β=+=- 式中 sj L ——消力池长度 （m ） s L ——消力池斜坡段水平投影长度 （m ） β ——水跃长度校正系数，β=0.75 j L ——水跃长度 （m ） 经计算，消力池长度sj L =9.5m (3)消力池底板厚度计算 消力池底板厚度可根据抗冲和抗浮要求分别按《水闸设计规范》公式计算，并取其大值。由于本水闸闸底板是整体式，因而不用计算抗浮。抗冲计算公式为 '1t k q H =? 式中 t ——消力池底板始端厚度 （m ） 'H ? ——闸孔泄水时的上、下游水位差 （m ） 1k ——消力池底板计算系数 1k =0.15 经计算，取消力池底板厚为0.3m ，前后等厚。在消力池底板的后半部设排水孔，孔径为5cm ，间距为1m ，孔下铺设反滤层，排水孔呈梅花形布置，孔内填以砂、碎石，消力池与闸底板连接处留一宽为1.0m 的平台，以便更好地促成出闸水流在池中产生水跃。 （4）海漫设计 《水闸设计规范》中海漫长度计算公式为 's s Lp k q H =? 式中 p L ——海漫长度 （m ） s q ——消力池末端单宽流量， s k ——海漫长度计算系数，本工程河床土质为粉质黏土，因而9s k = 经计算，取海漫的长度为17.5m. 取海漫长度为17.5m,使用厚度为40cm 的块石材料，前8m 采用浆砌石，后9.5m 采用干砌石，浆砌石海漫上设排水孔，干砌石海漫上设浆砌块石埂，断面尺寸为40cm ?60cm ，底部铺设15cm 厚的砂砾垫层。 （5）防冲槽设计 《水闸设计规范》中海漫末端河床冲刷深度计算公式为 []" ' " 01.1s q d h V =- 式中 'd ——海漫末端河床冲刷深度 （m ） "q ——海漫末端单宽流量 "q =3.308m 2/s []0V ——河床土质允许不冲流速 （m ） 海漫末端的可能防冲刷深度d=[] .541' 1 .10=-t v q m 为保护海漫头部，故在海漫末端板桩防冲，深度为1.6m （6）消力池、海漫、防冲槽布置图 消力池 海漫 板桩 2水闸防渗及排水设计 2.1闸底轮廓布置 对于粘性土地基，通常不采用垂直板桩防渗。故地下轮廓主要包括底板和防渗铺盖。 （1）底板：底板顺水流方向长度L. 底板既是闸室的基础，又兼有防渗、防冲刷的作用。它既要满足上部结构布置的要求，又要满足稳定及本身的结构强度等要求。 根据闸上结构布置及地基承载力两方面的要求综合考虑，闸底板长度可按《水利水电工程专业毕业设计指南》中的经验公式计算 L A H =? 式中 A——系数，对于砂砾石地基可取1.5～2.0，对于砂土、砂壤土地基可取2.0～2.5，对于粘壤土地基可取2.0～4.0，对于黏土地基可取2.5～4.5，本工程地基为粉 质黏土，取A=4 H——上、下游最大水头差（m） L=4H=21m，所以顺水流方向长度L=21m。 （2）厚度d:根据经验底板厚度为（1/6~1／8）单孔静跨。所以取d=1m 底板构造，底板采用钢筋混凝土结构，上下游两端各设0.5m深的齿墙插入地基，底板分缝中设以V型铜片止水。 (3)铺盖:铺盖采用钢筋混凝土结构，其长度一般为2~4倍闸上水头或3~5倍上下游水位差，取27m。铺盖厚为0.4m,铺盖上游设0.5m深齿墙嵌入地基，其头部不再设防冲槽，为了防止上游河床的冲刷，铺盖上游设块石护底，厚0.3 ，其下设0.2 厚的砂石垫层。 (4)排水、止水：为了减小作用于闸底板上的渗透压力，在整个消力池底板下布设砂砾石排水，其首部紧抵闸底板下游齿墙。闸底板与铺盖、铺盖与上游翼墙、上游翼墙与边墙之间的永久性缝中，均设以铜片止水。闸底板与消力池、消力池与下游翼墙、下游翼墙与边墙之间的永久性分缝，虽然没有防渗的要求，但为了防止闸基土与墙后填土被水流带出，缝中铺贴沥青油毛毡。 (5)防渗长度验算: 《水工建筑物》中的闸室理论防渗长度计算公式为：L C H =? 式中C——允许渗径系数，查《水工建筑物》表7-1 当反滤有效时，C=7；当反滤失效时，C=11。取C=9 H ?——上下游最大水头差（m） 因此，9 5.2547.25 L=?=m。实际闸基防渗长度L‘，即闸基轮廓线防渗部分水平段和垂直段长度的总和。L‘=21+27=48m L‘＞L，防渗满足要求。 闸底轮廓布置图： -1.00 -1.40 -1.90-2.50-1.00 -2.00 2.2 防渗和排水设计及渗透压力计算(采用改进阻力系数法进行渗流计算。)（1）地下轮廓线简化 -1.00 -1.40 -1.90-2.50-1.00 -2.00 （2）确定地基有效深度： 根据钻探资料，闸基透水层深度很大。故在渗流计算中必须取一有效深度，代替实际深度。由地下轮廓线简化图知：地下轮廓的水平投影长度L 0=27+21=48 m ，地下轮廓的垂直投影长度S 0=1.5-0.4=1.1m, L 0/S 0=48/1.1=43.6>5 m 《水工建筑物》中地基的有效深度计算公式为 00 00 00 当 5时,0.55当<5时, 1.62e e L T L S L L T L S S ≥== +} 式中 e T ——土基上水闸的地基有效计算深度 （m ） 0L ——地下轮廓的垂直投影长度 （m ） 0S ——地下轮廓的垂直投影长度 （m) 故地基的有效深度Te=0.5 L 0=24m （3）渗流区域的分段和阻力系数的计算: 过地下轮廓的角点、尖点将渗流区域分成八个典型段（I 、VIII 段为进出口段，II IV V VII 四段为内部垂直段，III VI 为内部水平段。） 《水工建筑物》中计算各典型段的阻力系数公式为 进、出口段： 32 0 1.50.441S T ζ??=+ ??? 式中 0ζ ——进、出口段的阻力系数 S ——板桩或齿墙的入土深度 （m ） T ——地基透水层深度 （m ） 内部垂直段： 2 ln 14y S ctg T πζπ????= - ??????? 式中 y ζ ——内部垂直段的阻力系数 水平段： () 120.7x L S S T ζ-+= 式中 x ζ ——水平段的阻力系数 L ——水平段长度 （m ） 12、S S ——进、出口段板桩或齿墙的入土深度 （m ） 进口段阻力系数为ζI =1.5（s/t ）3/2+0.441=0.444 内部垂直段阻力系数为ζII =2/π ln(cot π/4(1-0.5/24)=0.021 内部水平段阻力系数为ζIII =（L-0.7（0.5+1.1））/24=1.078 内部垂直段阻力系数为ζIv =2/π ln(cot π/4(1-1.1/24)=0..046 内部垂直段阻力系数为ζv =2/π ln(cot π/4(1-0.5/23.4)=0.021 内部水平段阻力系数为ζvI =（L-0.7（0.5+0.5））/23.4=0.868 内部垂直段阻力系数为ζvII=2/π ln(cot π/4(1-0.5/23.4)=0.021 出口段ζVIII=1.5（0.9/22.9）3/2+0.441=0.453 (4)计算渗透压力 各段水头损失的计算情况各段水头损失的计算 《水工建筑物》中计算各典型段的水头损失公式为 8 1 i i i i h ζζ == ∑ 《水工建筑物》中进出口段水头损失修正系数的计算公式为 2 1 1.211220.059T S T T β'=- ??''????++?? ? ? ???????? 式中 S ' ——底板埋深与板桩入土深度之和 （m ） T ' ——板桩另一侧地基透水层深度 （m ） T ——地基透水层深度 （m ） 校核情况：1）H ?=5.25 且 ∑=n i i 1 ξ =2.952则 hI=0.79m hII=0.04m hIII=1.92m hIV=0.08m hV=0.04m hVI= 1.54m hVII =0.04m hVIII=0.81m 2）进出口段损失的修正 进口段修正系数1259.0'<=β, 应修正,进口段的水头损失修正量为h'=l h ?'β=0.19修正量应转移到相邻各段，则 hII '=0.04+0.04=0.08 hIII'=1.92-0.6+0.04=2.48 同样对出口段损失的修正 进口段修正系数为 β2=1.21-(1/[12(T'/T+2) [S/T+0.059 ] )=0.33<1.0 应修正,进口段的水头损失修正为hVIII'=β2hVIII=0.27修正量4.5027.081.0=-=?h hVII '=0.35+ 0.252=0.602 3) 计算各角偶点的渗压水头： 由上游进口段开始，逐渐向下游从总水头6.8m 相继减去各分段水头损失值，即可求得各角点的渗压水头值。H1=5.25m H2 =5.06m H3=4.98m H4=2.5m H5=2.42m H6 =2.36m H7=0.32m H8 =0.24m H9=0 设计洪水位情况 闸室各角点渗透压力值 （单位：m ） 1H 2H 3H 4H 5H 6H 7H 8H 9H 5.04 4.98 4.69 2.4 2.36 2.04 0.3 0.39 0 校核洪水位情况 闸室各角点渗透压力值 （单位：m ） 1H 2H 3H 4H 5H 6H 7H 8H 9H 5.25 5.06 4.98 2.5 2.42 2.36 0.32 0.24 0 作出渗透压力水头分布图,如图所示: （5）闸底板水平段的平均渗透坡降和出口处的平均出逸坡降 校核情况：闸底板水平段的平均渗透坡降和出口处的平均出逸坡降： 闸底板水平段的平均渗透坡降，根据《水工建筑物设计示例与习题》中公式计算 x x L h J 'max = 式中 ' max h ——闸底板水平段的水头损失最大值 （m ） x L ——闸底板水平段的长度 （m ） 因此 12.021 .1 2== x J 查《水工建筑物》表7-2得35.0~25.0][=x J 出口处的平均出逸坡降, 根据《水工建筑物》中的公式计算 S h J ' ='max 式中 ' max h ——出口段修正后的水头损失最大值 （m ） S ' ——闸底板埋深与板桩入土深度之和 （m ） 因此 4.06 .024 .00== J 查《水工建筑物》表7-2得6.0~5.0][0=J []6.04.000=<=J J 故闸基防渗满足抗渗稳定的要求。 3 闸室布置 3.1 闸底板、闸墩 (1)闸底板：底板长度为21m，厚度为1m。整体式底板，上下游各设0.5m深齿墙 (2)闸墩：长与底版同长，上游高程高为7.6m，厚度为1m。下游初拟高程为5.5m,柱顶设 0.7?0.7m的横梁，梁顶高程为5.5+0.7=6.2m，桥面高程为7m，与大堤相平。 闸墩上设门槽（检修门槽、工作门槽），检修门槽设于上游，槽深0.2m，宽0.2m。工作门槽深0.4m，宽0.6m。闸墩上下游头部均为半圆形，墩R=1m。 3.2胸墙 为保证吊闸门的钢丝不浸与水中，胸墙设在工作闸门的上游侧，胸墙顶高程与闸顶高程取7.6m，胸墙底部高程为不影响引水为准，取2m，故胸墙高度为5.6m 胸墙采用钢筋混凝土板梁式结构简支于闸墩上，上梁尺寸为0.4?0.6m，下梁尺寸为 0.5?0.7m,板厚0.2m。 3.3 工作桥、交通桥、检修便桥 （1）工作桥：工作桥的宽度不仅满足启闭机布置要求，且两侧应留有足够的操作宽度。B=启闭机宽度+2?操作宽度+2?栏杆宽度+2?栏杆外宽度=1.7+2?0.8+2?0.15+2?0.05=3.7m,取工作桥净宽为4m,工作桥为板梁式结构，预制装配。两根主梁高0.8m,宽0.35m,中间活动铺板厚6cm,结构如设计图，为了保证启闭机的机脚螺栓安置于主梁上，主梁间距为1.5m，在启闭机脚螺栓处，设两根横梁，横梁高30cm,高40cm.。 （2）交通桥：闸上有交通要求，根据当地交通部门的建议，在工作桥的下游侧布置交通桥。闸上交通桥为单车道公路桥，按汽—20设计，挂—100校核。桥面净宽为4.5m，总宽为7m，采用板梁式结构。 （3）检修便桥检修便桥：为方便检修，观测在检修门槽处设置检修便桥，桥宽1.5m,桥身结构仅为两根嵌置于闸墩内的钢筋混凝土简支梁。梁高40cm,宽25cm,梁中间铺设厚6cm的钢筋混凝土板。 工作桥 交通桥 3.4 闸门和启闭机 ⑴根据《水工设计手册》平面直升钢闸门结构部分重量公式初步估算闸门重量。 7.909.7073.00A H k k k G g c z = 式中 z k ——闸门行走支承系数。对于滚轮式支承，0.1=z k c k ——材料系数。闸门材料为普通碳素结构钢时，0.1=c k g k ——孔口高度系数。当m H 5<时，k=1.1 H ——孔口高度 （m ） m H 2.3= A ——孔口宽度 （m ） m A 2.316= 经计算，G=25.16KN,取30kN ⑵作用在闸门上总的水压力 选用上游水位2.0m ，下游水位0.5m 计算 作用在每米宽门上游面的水压力 KN P 1.44338.92 1 =???= 上 作用在每米宽门下游面的水压力 KN P 025.115.15.18.92 1 =???= 下 作用在闸门上总的水压力 ()KN B P P P 8.148=?-=下上 ⑶初估闸门启闭机的启门力和闭门力 根据《水工设计手册》中的近似公式计算 ()()G P F G P F W Q 2.12.0~10.02.12.0~10.0-=+= 式中 Q F ——启门力 （KN ） W F ——闭门力 （KN ） P ——作用在闸门上总的水压力 （KN ） G ——闸门重量 （KN ） 故 KN F Q .950302.18.1481.0=?+?= KN F W .112302.18.1481.0-=?-?= W F 〈0，表示闸门能靠自重关闭，不需加压重块帮助关闭，根据计算所需的启闭力KN F Q .950=，查《水闸与启闭机》，初选双吊点手摇电动两用卷扬式启闭机（上海重型机械厂产品）QPQ —2×5，其机架外轮廓宽J=1700㎜。 自重21.6kN 3.5 闸室的分缝和止水 分缝： 为避免相邻结构由于荷重相差悬殊产生不均匀沉降，要设缝分开，如铺盖与底板、消力池与底板、以及铺盖、消力池与翼墙等连接处都要分别设缝。此外，混凝土铺盖及消力池本身也需设缝分段、分块。 止水：边墩与翼墙间及上游翼墙本身设置铅直止水；铺盖、消力池与底版和翼墙、底板与闸墩间以及混凝土铺盖及消力池本身设置水平止水。 3.6上下游连接建筑 上游连接段包括：在两岸设置的翼墙和护坡，在河床设置的防冲槽、护底及铺盖，用以引导水流平顺地进入闸室，保护两岸及河床免遭水流冲刷，并与闸室共同组成足够长度的渗径，确保渗透水流沿两岸和闸基的抗渗稳定性。上游段连接建筑物采用斜降翼墙,从铺盖处开始,至末端与河底齐平.铺盖外侧填土至高程3.0米处.由于基墙高度为4米,所以采用的挡土墙形式为重力式 ⑵下游段连接建筑物 下游段连接建筑物采用铅直斜降翼墙和圆弧式斜降翼墙.由闸墩开始,至防冲槽为止,采用铅直斜降翼墙,翼墙外侧填土,与两岸齐平.从防冲槽开始采用圆弧式斜降翼墙,末端插入两岸,形成喇叭形出水口.因为基墙高度不高,所以采用的挡土墙形式为重力式. 4 闸室的稳定计算 4.1 荷载及其组合 取中间一个独立的闸室单元进行分析，闸室结构布置见设计图纸。 1.荷载 （1）完建期的荷载。 完建期荷载计算主要是闸室及上部结构自重。力矩为对闸底板上游端点所取。钢筋混凝土重度采用25KN/m3，水重度采用9.8KN/m3。。 重力计算公式为 Gγ = V 式中γ——材料重度（KN/m3） V——构件体积（m3） 完建期的荷载主要包括闸底板重力G1、闸墩重力G2、闸门重力G3、胸墙重力G4、工作桥重力和启闭机设备重力G5、公路桥重力G6和检修桥重力G7。。 ①底板重力为 G1=25×21×1×6.5＋1/2（1+1.5）×0.5×6.5×25×2=3615.6KN ②闸墩重力：每个闸墩重 G2= 1/4×3.14×12×8.6×25＋1/4×3.14×0.5×12×6.5×25+6.6×8.6×1×25-8.6×0.2×0.2×25-8.6×0.3×0.6×25＋12.4×6.5×1×25=3683.3KN 闸室单元有两个闸墩，则 G2=G2'×2=3683.3×2=7366.6KN ③闸门重力G3 G3=30KN ④胸墙重力G4=0.4×0.6×4.5×25+0.5×0.7×4.5×25+0.2×（5.6-0.4-0.5）×4.5×25=172.1KN ⑤工作桥及启闭机设备重力 工作桥重力 G5’=0.8×2×0.35×6.5×25＋1/2×（0.08＋0.12）×0.9×6.5×2×25＋0.15×0.12×6.5×2×25＋0.06×1.3×6.5×25=138.8KN 考虑到栏杆及横梁重力等取G5′=150KN 启闭机机身重21.6KN，考虑到机架混凝土及电机重，每台启闭机重21.6KN，启闭机重力： G5〞=2×21.6=43.2KN G5= G5′＋ G5〞=193.2KN ⑥公路桥重力：G6=0.7×0.7×6.5×25×3＋0.2×7×6.5×25=447.3KN。取G6=600KN ⑦检修便桥重力：G7=50KN 完建情况下作用荷载和力矩计算见水闸稳定计算表 完建情况下作用荷载和力矩计算表 （对底板上游端B点求矩） 部位重力 （KN） 力臂 （m） 力矩 ↘↙ 底板3615.6 10.5 37963.8 闸墩 1 3081 3.8 11707.8 2 4285.6 14. 3 61284.08 胸墙172.1 5.5 946.55 闸门30 6.5 195 工作桥150 6.5 975 启闭机43.2 6.5 280.8 公路桥600 14.3 8580 检修便 桥 50 3.1 155 合计12027.5 122088 水闸设计说明书专业方向：水利水电建筑工程 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期： 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日 《水工建筑物》课程设计 水闸设计计算说明书 姓名： 专业：水利水电工程 指导老师： 云南农业大学水利学院 2016.12 目录 一、基本资料........................................ 错误!未定义书签。 1.1设计依据.................................... 错误!未定义书签。 1.2设计要求.................................... 错误!未定义书签。 二、设计计算........................................ 错误!未定义书签。 2.1水闸形式及孔口尺寸的拟定.................... 错误!未定义书签。 ............................................ 错误!未定义书签。 ............................................ 错误!未定义书签。 2.2消能防冲设计................................ 错误!未定义书签。 ............................................ 错误!未定义书签。 ............................................ 错误!未定义书签。 三、防渗设计........................................ 错误!未定义书签。 3.1地下轮廓的设计.............................. 错误!未定义书签。 ............................................ 错误!未定义书签。 ............................................ 错误!未定义书签。 目录 第一部分设计原始资料 0 第二部分结构构件选型 0 一、梁柱截面的确定 0 二、横向框架的布置 (1) 三、横向框架的跨度和柱高 (2) 第三部分横向框架内力计算 (2) 一、风荷载作用下的横向框架(KJ-14)内力计算 (2) 三、竖向恒载作用下的横向框架(KJ-14)内力计算 (10) 四、竖向活载作用下的横向框架(KJ-14)内力计算 (21) 第四部分梁、柱的内力组合 (28) 一、梁的内力组合 (28) 二、柱的内力组合 (30) 第五部分梁、柱的截面设计 (34) 一、梁的配筋计算 (34) 二、柱的配筋计算 (35) 第六部分楼板计算 (38) 第七部分楼梯设计 (40) 第一节楼梯斜板设计 (40) 第二节平台板设计 (41) 第三节楼梯梁设计 (41) 第八部分基础设计 (43) 第一节地基承载力设计值和基础材料 (43) 第二节独立基础计算 (43) 参考文献 (48) 致谢 (49) 第一部分 设计原始资料 建筑设计图纸：共三套建筑图分别为：某办公楼全套建筑图：某五层框架结构。 1．规模：所选结构据为框架结构，建筑设计工作已完成。总楼层为地上3~5层。各层的层高及各层的建筑面积、门窗标高详见建筑施工图。 2．防火要求：建筑物属二级防火标准。 3．结构形式：钢筋混凝土框架结构。填充墙厚度详分组名单。 4．气象、水文、地质资料： （1）主导风向：夏季东南风、冬秋季西北风。基本风压值W 0详分组名单。 （2）建筑物地处某市中心，不考虑雪荷载和灰荷载作用。 （3）自然地面-10m 以下可见地下水。 （4）地质资料：地质持力层为粘土，孔隙比为e=0.8，液性指数I 1=0.90，场地覆盖层为1.0 M ，场地土壤属Ⅱ类场地土。地基承载力详表一。 （5）抗震设防：该建筑物为一般建筑物，建设位置位于6度设防区，按构造进行抗震设防。 （6）建筑设计图纸附后，要求在已完成的建筑设计基础上进行结构设计。 第二部分 结构构件选型 一、梁柱截面的确定 1、横向框架梁 (1)、截面高度h 框架梁的高度可按照高跨比来确定，即梁高h=)8 1 ~121(L 。 h=)81~121( L 1=)8 1 ~121(×9200＝767~1150mm 取h=750mm (2)、截面宽度 b=)2 1~3 1(h=)2 1~3 1(×750＝250~375mm 取b=250mm 2、纵向连系梁 (1)、截面高度 h=11( ~)1218L 1=11 (~)1218×3600＝300~200mm 取h=300mm (2)、截面宽度 1 污水处理工程初步设计说明 1.1 设计要求 （1）设计规模 污水处理厂处理能力3015m3/d （2）设计进水水质 （3）设计出水水质 经污水处理工程处理后出水水质主要指标应达到《纺织染整工业水污 染排放标准》（GB4287-92）要求的一级水质标准，主要水质指标如表 2所示。 1.2工艺简介及工艺流程 针对*****生产废水和生活污水混合后形成综合废水的水质水量特征，采用以“絮凝沉淀—水解酸化池—交叉流好氧接触氧化池—脱色反应池”为主体的工艺对综合废水进行处理。其工艺流程图如下： 生产废水和生活污水先经过格栅、格网，截留一部份污水中悬浮物和漂浮物，保护后续水泵的正常工作，然后进入调节池；再经泵提升后，污水进入中和池，调节污水pH值；加入絮凝剂，出水进入初沉池沉淀大部分COD、SS和色度；出水流入水解酸化池，水解酸化池主要是分解大的有机物，然后进入二级 好氧池进行生物处理，二级好氧池主要是去除COD 、色度。从好氧池出来的水进入沉淀池进行沉淀，沉淀后的水进入生物活性炭池进行进一步脱色，达标后出水排放。生化污泥浓缩池的污泥一部份用于污泥回流，剩余污泥进入污泥浓缩池进行浓缩，浓缩后的污泥和物化污泥浓缩池的污泥通过带式压滤机进行脱水，泥饼外运，浓缩池的上清液及脱水的滤液则进入调节池。 2 主要构筑物计算 2.1筛网 设计说明 1选定网眼尺寸 污水中的悬浮物为纤维素类物质，所以筛网的网眼应小于2000um 。 2筛网的种类 根据生产的产品规格性能，选用倾斜式筛网，材料为不锈钢，水力负荷0.6~2.4m 3/(min*m 2) 3所需筛网面积A 参数 水力负荷q= 2.0m 3/(min*m 2) 设计流量Q=3015m 3/d=2.1m 3/min 面积 2.1 1.05 2.0 Q A q = ==m 2 设计取A=1.1m 2 2.2调节池 1在周期的平均流量为 33015125.625/24 W Q m h T = ==设计取130m 3/h 2水力停留时间t=8h 第一章总论 第一节概述 一、工程概况 涡河发源于河南省中牟县境内，经开封、通许、尉氏、太康、鹿邑等县，在安徽省与惠济河汇合后流入淮河。汇合口以上流域面积4200km2，涡河在鹿邑县境内属平原稳定型河流，河面宽约200m，深约7——10米。由于河床下切较深，又无适当控制工程，雨季地表径流自由流走，而雨过天晴经常干旱，加之打井提水灌溉，使地下水位愈来愈低，严重影响两岸的农业灌溉和人蓄用水。为解决当地40万亩农田的灌溉问题，上级批准的规划确定，在鹿邑县涡河上修建挡水枢纽工程。 本工程位于河南省鹿邑县城北约1Km，距汇合口18Km。它是涡河梯级开发中最末一级工程，涡河闸控制流域面积4070Km2。 二、拦河闸任务 涡河拦河闸所担负的任务是正常情况下拦河截水，抬高水位，以利灌溉。洪水时开闸泄水，以保安全。 本工程建成后，可利用河道一次蓄水800万m3，调蓄河水两岸沟塘，大量补给地下水，有利于进灌和人蓄用水，初步解决40万亩农田的灌溉问题，并为工业生产提供足够的水源，同时渔业、航运业的发展，以及改善环境，美化城乡都是极为有利的。 第二节基本资料 一、地形资料 闸址处系平原型河段，两岸地势平坦，地面高程约为40.00m左右。河床坡降平缓，纵坡约为1/10000，河床平均标高约为30.0m，主槽宽度约为80—100m，河滩宽平，至复式河床横断面，河流比较顺直。 附闸址地形图一张（1/1000） 二、地质资料 （一）根据钻孔了解闸址地层属河流冲积相，河床部分地层属第四级蟓更新世Q3与第四纪全新世Q4的层交错现象，闸址两岸地面高程均在43m 左右。 闸址处地层向下分布情况如下： 1、重粉质壤土：分布在河床表面以下，深约3m。 2、细砂：分布在重粉质壤土以下（河床部分高程约在28.8m以下。） 3、中砂：分布在细砂层以下，在河床部分的厚度约为5m左右。 4、重粉质壤土：分布在中砂层以下（深约22m以下）。 5、中粉质壤土：分布在重粉质壤土以下，厚度5—8m。 附闸址附近地址剖面图一张 三、土的物理力学性质指标 1.物理性质 湿容重γa=19kN/m3 饱和容重γ饱=21kN/m3 浮容重γ浮=11Kn/m3 细砂比重γg= 27kN/m3 细砂干容重γ干=15kN/m3 2．内摩擦角 自然含水量时φ=280 饱和含水量时φ=250 3.土基许可承载力：【δ】=200kN/m3 4.混凝土、砌石与土基摩擦系数 密实细砂层f=0.36 xxxx防洪挡潮闸重建工程 水工结构设计计算书 审核： 校核： 计算： 目录 一、基本设计资料 (1) 1.1 堤防设计标准 (1) 1.2 水闸设计标准 (1) 1.3 特征水位 (1) 1.4 结构数据 (2) 1.5 水闸功能 (2) 1.6 地基特性 (2) 1.7 地震设防烈度 (3) 二、闸顶高程计算 (4) 2.1 按《水闸设计规范》中的有关规定计算闸顶高程 (4) 2.2 按《堤防工程设计规范》中的有关规定计算堤顶高程 (5) 2.3 闸顶高程计算结果 (7) 2.4 启闭机房楼面高程复核计算 (8) 三、水闸水力计算 (9) 3.1 水闸过流能力复核计算 (9) 3.2 消能防冲计算 (11) 四、渗流稳定计算 (21) 4.1 渗流稳定计算公式 (21) 4.2 闸侧渗流稳定计算 (22) 4.3 闸基渗流稳定计算 (24) 五、闸室应力稳定计算 (28) 5.1 计算工况及荷载组合 (28) 5.2 计算公式 (29) 5.3 计算过程 (31) 5.4 计算成果及分析 (31) 六、闸室结构配筋计算 (32) 6.1 基本资料 (32) 6.2 边孔计算 (33) 6.3 中孔计算 (50) 6.4 胸墙计算 (50) 6.5工作桥配筋及裂缝计算 (52) 6.6 闸门锁定座配筋及裂缝计算 (53) 6.7 水闸交通桥面板计算 (56) 七、翼墙计算 (57) 7.1 计算方法 (57) 7.4 计算成果 (59) 7.5 配筋计算 (59) 八、其他连接挡墙计算 (60) 8.1 埋石砼挡墙计算（具体计算详见堤防设计计算书案例） (60) 8.2 埋石砼挡墙基础处理 (61) 8.3 中控楼浆砌石墙计算（具体计算详见堤防设计计算书案例） (62) 九、上下游护岸稳定计算 (63) 9.1 计算断面的选取与假定 (63) 9.2 计算工况 (63) 9.3 计算参数 (63) 9.4 计算理论和公式 (64) 9.5 计算过程（具体计算详见堤防设计计算书案例） (65) 9.6 计算结果 (65) 十、施工围堰计算 (66) 10.1导流级别及标准 (66) 10.2围堰顶高程确定 (66) 10.3围堰稳定计算（具体计算详见堤防设计计算书案例） (67) 十一、基础处理设计计算 (69) 11.1 闸室基础处理设计计算 (69) 11.2 翼墙基础处理设计计算 (73) 十二、闸室和翼墙桩基础配筋计算 (75) 12.1 计算方法 (75) 12.2 计算条件 (75) 12.3 第一弹性零点到地面的距离t的计算 (75) 12.4 桩的弯距计算 (76) 12.5 桩顶水平位移Δ计算 (76) 12.6 配筋计算 (76) 12.7 灌注桩最大裂缝宽度验算 (78) 湖南科技大学 毕业设计（论文） 题目 作者 学院 专业 学号 指导教师 二〇〇年月日 湖南科技大学 毕业设计（论文）任务书 院系（教研室） 系（教研室）主任:（签名）年月日 学生姓名: 学号: 专业: 1 设计（论文）题目及专题： 2 学生设计（论文）时间：自年月日开始至年月日止 3 设计（论文）所用资源和参考资料： 4 设计（论文）应完成的主要内容： 5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求： 6 发题时间：年月日 指导教师：（签名） 学生：（签名） 湖南科技大学 毕业设计（论文）指导人评语 [主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价] 指导人：（签名） 年月日指导人评定成绩： 湖南科技大学 毕业设计（论文）评阅人评语 [主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价] 评阅人：（签名） 年月日评阅人评定成绩： 湖南科技大学 毕业设计（论文）答辩记录 日期： 学生：学号：班级： 题目： 提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料： 1 设计（论文）说明书共页 2 设计（论文）图纸共页 3 指导人、评阅人评语共页 毕业设计（论文）答辩委员会评语： [主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价] 答辩委员会主任：（签名） 委员：（签名） （签名） （签名） （签名）答辩成绩： 总评成绩： 水闸设计过水流量和水闸设计规毕业论文 1 工程概况 1.1 基本资料 新东港闸是一座拦河闸，防洪保护农田45万亩。设计灌溉面积5.3万亩。设计排涝面积40万亩。起着引水灌溉和防洪排涝的重要作用。 1.1.1 建筑物级别 根据水闸设计过水流量和水闸设计规（SL-265-2001）的平原区水闸枢纽工程分等指标知本工程规模属于中型，其建筑物级别为3级。 1.1.2 孔口设计水位 孔口设计水位组合见表1-1。 表1-1 孔口设计水位组合表 1.1.3 消能防冲设计 消能防冲设计水位组合见表1-2。 表1-2 消能防冲设计水位组合表 1.1.4 闸室稳定计算 闸室稳定计算水位组合见表1-3。 表1-3 闸室稳定计算水位组合表 1.1.5 地质资料 本拦河闸持力层为局部含砂砾，含铁锰质结核及砂礓的棕黄夹灰色粘土、粉质粘土，可塑—硬塑状态，中压缩性，直接快剪c=55kPa ，φ=17°。地基允许承载力220kPa 。 1.1.6 回填土资料 回填土采用粉砂土，其摩擦角17,0c ?==，湿容重3 /18m kN ，饱和容重为 3/20m kN ，浮容重3 /10'm kN =γ。 1.1.7 地震设计烈度 地震设计烈度：7。 1.1.8 其他 上下游河道断面相同均为梯形，河底宽分别为40.0m ，河底高程4.2m ，边坡1:2.6。河道堤顶高程与最高水位相适应。两岸路面高程相同8.2m 。交通桥标准：公路Ⅱ；双车道。 1.2 工程概况 东新港闸主要作用是引水灌溉和防洪排涝。该闸为开敞式钢筋混凝土结构，共5孔，每孔净宽 6.0m 。闸墩为钢筋砼结构，边墩和中墩厚为 1.0m ，缝墩厚 1.2m ，闸室总宽36.40m 。闸底板为砼结构整体式平底板，顺水流方向长16.0m ，底板厚1.5m ，顶高程与河底同高为▽4.20m 。钢筋砼铺盖长18.0m ，厚0.5m ，顶高程▽4.20m ；下游消力池为钢筋砼结构，厚0.8m ，池长19.0m ，顶高程▽3.5m 。海漫前1/3浆砌块石结构；后2/3干砌石结构，并设有混凝土格埂，长21.0m 。公路桥为C25钢筋砼斜空心板结构，公路桥标准：公路Ⅱ，双车道，桥面高程▽9.64m ，桥面宽8.0m ，两边人行道为0.8m 。工作桥为钢筋砼π梁式结构，且在上面建房子。工作桥桥总宽3.9m ，启闭机房墙厚0.24m,机房净宽3.42m 。纵梁高0.6m ，宽0.4m ；横梁高0.4m ，宽0.25m 。闸门为露顶式平面钢闸门,门顶高程▽8.7m 门底高程▽4.2m 。在闸门上游侧设有胸墙，胸墙顶高程▽11.0m ，胸墙底高程▽8.5 m 。采用2×16 t 双吊点卷扬式启闭机5台套，上、下游翼墙均为反翼墙；上游翼墙分为5段；下游翼墙分为4段。上游翼墙后回填土高程9.5m ；下游翼墙回填土 一、基本资料 1.水位 水闸计洪水位2.96m (P=1%) 堤防设计洪水位2.88m (P=2%) 历史最高洪水位2.60m 内河最高控制水位1.30m 内河设计运行水位-0.30m 2 工程等级及标准 联围为2级堤围，其主要建筑物为2级建筑物，次要建筑物为3级，临时性建筑物为4级。 3风浪计算要素 计算风速根据《河道堤防、水闸及泵站水文水利计算》中“相应年最高潮位日的最大风速计算成果表”查得为V=36m/s(P=2%)。 吹程在1：500实测地形图上求得D=300m 闸前平均水深H m=6.0m 4地质资料 根据××××××××××××院提供的《**水闸工程勘察报告》。 5地震设防烈度 根据《×××省地震烈度区划图》，*属7度地震基本烈度地区，故×××水闸重建工程地震烈度为7度。 6规定的安全系数 对于2级水闸，规范规定的安全系数见下表1.6-1。 二、基本尺寸的拟定及复核 2.1抗渗计算 2.1.1渗径复核如下图拟定的水闸底板尺寸： 如下图拟定的水闸底板尺寸： L=0.5+0.7*2+6+0.5+0.5+1.3+0.5+0.76*2+16.4+0.5 +1.3+0.7*2+0.5+0.7*2+6+0.5+0.5=40.72m 根据《水闸设计规范》SL265-2001第4.3.2条表4.3.2,×××水闸闸基为换砂基础，渗径系数取C=7则：设计洪水位下要求渗径长度： L=C△H=7×[2.96-（-0.30）]=22.82m ∴L实〉L ∴满足渗透稳定要求。 2.2闸室引堤顶高程计算 闸侧堤顶高程按《堤防工程设计规范》（GB50286—98）中的有关规定进行计算。其公式为： A e R Y ++= }] )(7.0[13.0)( 0018.0{])(7.0[0137.0245 .027.022 V gd th V gF th V gd th V H g = 5.02)V (9.13H g V T g = L d th T g L ππ222 = βcos 22gd F KV e = H R K K K R O P V p △= 式中：Y —堤顶超高（m ）。 R —设计波浪爬高（m ）。 e —设计风壅增水高度（m ）。 A —安全超高（m ）。 H —平均波高（m ）。 T —平均波周期（s ） 。 某淀粉厂废水处理毕业设计-说明书计算书 一、前言 （一）设计任务来源 学院下达设计任务。 （二）原始资料 原始资料见设计任务书。 （三）设计要求 设计要求按扩大初步设计要求完成设计文件。 （四）设计指导思想 毕业设计的目的是使学生综合运用所学的理论知识，根据“环境保护法”和设计规范以及党和政府颁布的各项政策和法令，依据原始资料，设计一座城市或工业企业的污水处理厂，具体指导思想如下： 1.总结、巩固所学知识，通过具体设计，扩大和深化专业知识，提高解决实际工程技术问题的独立工作能力； 2.熟悉建造一座现代化污水处理厂的设计程序，掌握各类处理构筑物的工艺计算，培养分析问题的能力； 3.广泛阅读各类参考文献及科技资料，正确使用设计规范，熟练应用各种设计手册，标准设计图集以及产品目录等高等工具书，进一步提高计算、绘图的技能和编写好设计说明书，完成工程师的基本训练。 （五）设计原则 “技术先进、经济合理、安全使用、确保质量”。 二、概述 淀粉属多羟基天然高分子化合物，广泛地存在于植物的根、茎和果实中。淀粉是食物的重要成分，是食品、化工、造纸、纺织等工业部门的主要原料。 目前，我国淀粉行业有600多家企业，其中年产万吨以上的淀粉企业仅60多家。该行业1979—1992年的13年中，年产量从28万t增加到149万t，平均年递增率14％。1998年淀粉产量为300多万t。每生产13 m废水，在淀粉、酒 m淀粉就要产生10—203 精、味精、柠檬酸等几个较大的生物化工行业中，淀粉废水的总排放量占首位。淀粉废水中的主要成分为淀粉、蛋白质和糖类，随生产工艺的不同，废水中的Cr COD 浓度在2 000—20 000mg/L 之间。这些淀粉废水若不经处理直接排放，其中所含的有机物进入水体后会迅速消耗水中的溶解氧，造成水体因缺氧而影响鱼类和其他水生生物的生存，同时还会促使水底的有机物质在厌氧条件下分解而产生臭味，恶化水体，污染环境，损害人体健康。因此废水必须进行处理。 淀粉生产的主要原料作物有甘薯类、玉米和小麦。 (一)以甘薯类为原料的淀粉生产工艺是根据淀粉不溶于冷水和其密度大于水的性质，采用专用机械设备，将淀粉从水中的悬浮液中分离出来，从而达到生产淀粉的目的。作为原料的马铃薯等都是通过流水输送到生产线的，在流送过程中，马铃薯等同时得到了一定程度的洗净。除此之外，淀粉厂内还设有专门清除马铃薯等表皮所沾染的污物和砂土的洗净工序。这两工段(洗净和流送工段)流出的废水含有大量的砂土、马铃薯碎皮碎片以及由原料溶出的有机物质。因而这种废水悬浮物含量多，Cr COD 和5BOD 值都不高。 原料马铃薯经洗净后，磨碎形成淀粉乳液。乳液中含有大量的渣滓，需使淀粉乳与渣滓分离，淀粉乳进入精制、浓缩工段。这时，分离废水中含有大量的水溶性物质，如糖、蛋白质、树脂等，此外还含有少量的微细纤维和淀粉。Cr COD 和5BOD 值很高，并且水量较大，因而这一工段是马铃薯原料淀粉厂主要污染废水。 在精制淀粉乳脱水工序产生的废水水质与分离废水相同。 淀粉生产过程中，产生大量渣滓，长期积存在贮槽内，会产生一定量酸度较高的废水。另外，还有蛋白分离废水、生产设备洗刷废水、厂区生活废水等。 (二)以玉米为原料的生产工艺其废水主要来源于浸泡、胚芽分离、纤维洗涤和脱水等工序。此工艺主要表现为耗水量大和淀粉提取率低，这就造成了玉米淀粉废水量大，且污染物浓度高。工艺用水量一般为5—123m /t 玉米。玉米淀粉废水中的主要成分为淀粉、糖类、蛋白质、纤维素等有机物质，Cr COD 值为8 000—30 000mg/L ，5BOD 值为5 000—20 000mg/L ，SS 值为3 000—5 000mg/L 。 (三)以小麦为原料的生产工艺其废水由两部分组成：沉降池里的上清液和离心后产生的黄浆水。前者的有机物含量较低，后者的含量较高。生产中，通常将两部分的废水混合后称为淀粉废水。 毕业设计手写计算书计算思路 1 设计资料 2 结构选型 2.1 结构体系选型：采用全现浇框架结构（纵横向承重）体系 2.2 其它结构选型：屋面和楼面均采用现浇钢筋混凝土楼板 3 结构布置 3.1 确定柱网：框架主梁跨度6-9m 之间为最经济，次梁跨度一般为4-6米。 3.2 梁初选截面：抗震规范第6.3.6条规定：b ≥200；主梁：h = (1/8～1/12) l ，b ＝(1/3～1/2)h ；次梁：h = (1/12～1/16) l ，b ＝(1/3～1/2)h 。 3.3 柱初选截面：抗震规范第6.3.1条规定：矩形柱bc 、hc≥300，圆形柱d≥350； 1 15c i b H =；()12c c h b =（i H ：结构层高） 3.4 板初选厚度：单向板跨度位于1.7-2.5米，一般不宜超过2.5米；双向板跨度不宜超过4米。单向板：h = (l /40 ～ l /45 )l (单向板) 且h ≥60mm ； h =( l /50 ～ l /45)l (双向板) 且h ≥80mm 。 4 框架结构计算 4.1 确定框架的计算简图 1. 结构层高和梁跨度确定：注意首层结构层高指基础顶面至楼板顶面的距离 2. 梁线刚度：对于现浇楼板，考虑楼板的约束，边跨梁取01.5I I =，中跨梁取02.0I I =。 3. 柱线刚度： 4.2 竖向荷载下框架内力计算：恒荷载和活荷载（均考虑柱线刚度修正和梁端弯矩调幅） 4.2.1 楼面恒载作用下框架内力计算 1. 恒荷载计算：屋面恒荷载→顶层屋面梁线荷载（包括边跨和中跨）；楼面恒荷载→中间 层梁线荷载（包括边跨和中跨），屋面恒荷载→顶层边节点集中荷载、顶层中间节点集中荷载；楼面恒荷载→中间层边节点、中间节点集中荷载。 2. 计算简图：层高及梁线刚度取值与前面相同，但注意柱线刚度考虑模型固结与实际不符， 除底层外，上层各柱的线刚度乘以0.9修正。 3. 分层力矩分配法：计算各层的弯矩图→各层弯矩图叠加→整体在恒载作用下的弯矩图→ 将节点不平衡弯矩再分配一次进行修正→框架梁在实际分布荷载作用下按简支支梁计算跨中弯矩→总弯矩图。 4. 考虑梁端弯矩调幅：原因，考虑钢筋混凝土框架塑性内力重分布，可适当降低梁端弯矩， 进行调幅，以减少负弯矩钢筋的拥挤现象，对于现浇框架调幅系数0.80.9β=，可 将调幅后的梁端弯矩叠加简支梁的弯矩，则得到梁的跨中弯矩。 ()()20001110.5228M M M M M M gl ββ?? =++-+≥?????左右左右跨中跨中 ()211 28 M M M gl ++≥左右跨中 其中：0M 跨中、0M 左、0M 右为调幅前梁跨中、左端、右端的弯矩值； M 跨中、M 左、M 右为调幅后梁跨中、左端、右端的弯矩值。 5. 梁端柱边弯矩：将梁端节点弯矩换算至梁端柱边节点弯矩值，以备内力组合使用。 '' 2b M M V =-（柱边弯矩）；' 2 b V V g =-（柱边剪力）其中b 为柱宽。 4.2.2 楼面活荷载作用下框架内力计算 1. 活荷载计算：其余所有步骤均与恒载作用下的相同。 （1） 考虑活荷载最不利布置。采用分层组合法和满布活荷载法。 （2） 当采用分层组合法时假定：对于梁，仅考虑本层活荷载的不利布置，而不考虑其它 层活荷载的不利布置的影响。对于柱端弯矩，只考虑柱相邻上、下层的活荷载的不利布置的影响，对而不考虑其它层活荷载的影响。对于柱最大轴力，则考虑在该层以上所有层中与该柱相邻的梁上满布活载的情况，但对于与柱不相邻的上层活荷载，仅考虑其轴向力的传递而不考虑其弯矩的作用。 （3） 当采用满布活荷载时：活荷载2.0kN/m 2，所占比例较小，其不利布置对结构内力的 影响不大，因此可不考虑活荷载的不利布置，按活载全部满载布置。其支座处的内力与最不利布置时的内力很接近，但是跨中弯矩比最不利荷载位置法的计算结果要小，因此对跨中弯矩应乘以1.1~1.2的系数予以增大。 [附录一：泄洪冲砂闸及溢流堰的水力计算 1.1设计资料： 根据设计任务书中提供的资料和该枢纽布置段的基本地形资料本工程中的河流属于山溪性河流天然来水量多集中在洪水季节，平时来水量仅占全年来水量的10%；河水中泥沙含量较大尤其是伴随洪水中的泥沙较多；再根据其地形资料来看本工程布置段的地形坡度比较合适，因此在选择泄洪冲砂闸地板高程1852.40m。 根据上述本工程中的泄洪冲砂闸为宽顶堰，堰顶高程1852.40m，过闸水流 流态为堰流。汛期通过闸室的设计洪水流量Q 设=1088m3/s,校核洪水流Q 校 =1368 m3/s。 因为泄洪冲砂闸为宽顶堰所以尺寸拟定用堰流公式： δ- 为淹没系数，取为1.0； m---为流量系数，因为是前面无坎的宽顶堰所以m=0.385； ε--为侧收缩系数，先假定为1.0； H--- 位总水头，初设阶段不考虑行进流速，即假设的堰上水头； b—闸门净宽； 来洪水时洪水将由溢流堰和泄洪冲砂闸两部分共同承担，这样可减去一部分闸孔的净宽并设置溢流侧堰初步拟定溢流堰为折线形实用堰。 初步拟定溢流堰堰顶高程=进水闸设计流量的堰顶水头对应的水位+（0.2—0.3m）=进水闸闸底高程1853.60m +闸前水位1.40m +超高0.2m =1856.4m 采用共同水位法和堰流公式计算两种工作情况下的特征洪水位：先假设一个水位，用堰流公式分别计算过堰流量和过闸流量，二者相加等于实际流 接近计算工作情况下的洪水流量时，该水位就为所求。因为泄洪冲砂闸为宽顶堰 所以尺寸拟定用堰流公式： δ- 为淹没系数，取为1.0 m---为流量系数，因为是前面无坎的宽顶堰所以m=0.385；计算溢流堰时因为溢流堰为折线形实用堰m=0.3. ε--为侧收缩系数，先假定为1.0； H--- 位总水头，初设阶段不考虑行进流速，即假设的堰上水头。 b—闸门净宽 计算结果如附表1-1，1-2 （a）设计洪水情况下：洪水流量Q=1018 m3/s。 （b）校核洪水情况下：洪水流量Q=1368 m3/s 经过计算泄洪冲砂闸净宽96m，溢流堰长度95m，设计洪水位1855.8m校核洪水位1856.30m。 泄洪冲砂闸净宽为96m，每孔取净宽8m，边墩宽0.8m ,中墩宽1.0m缝墩1m。 - - -. 毕业设计（论文） 开题报告 题目XX雅筑地产中天锦庭6号住宅楼设计 专业土木工程 班级 学生 指导教师教授 讲师 一、毕业设计(论文)课题来源、类型 本论文课题来源于XX雅筑地产中天锦庭6号住宅楼设计，本设计来自工程实际，结构类型为钢筋混凝土剪力墙结构。该建筑分十三层，耐火等级为一级，主体结构为二级耐久年限，抗震设防为八级。二、选题的目的及意义 随着我国经济发展和城市化进程，人们对住宅的需求量逐渐增多，住宅物业管理日益为人们所关注。住宅小区已经成为人们安家置业的首选，几十万到几百万的小区住宅比比皆是。尤其近几年，高层小高层已然成为现代开发商与消费者选择的主流。这是由高层和小高层的特点所决定的，高层建筑可节约城市用地，缩短公用设施和市政管网的开发周期。人们花的钱越多，不但对住宅的本身的美观质量要求越来越高，同时对物业小区的服务和管理也要求越来越高，比如对小区的绿化，保安，停车场，维修甚至对各项投诉的要求小区管理者做的好。信息时代的今天，住宅小区的硬件设施也必须跟得上时代的步伐，对现代化住宅小区建设的要求越来越高。小区楼的艺术美更要符合现代人的需求，此外还必须有较高的实用性、经济性。住宅小区的居住环境安全与否，是小区居民极其关心的问题，要创建一个安全的居住环境不仅要有科学的小区管理制度，而且在很大程度上也依赖于小区规划的安全性，这其中涉及到居民的生理、心理安全和社会安全等因素。在住宅小区的规划设计中应充分考虑居民的有效防X行为，通过控制小区和组团入口、明确划分空间领域等措施来提高小区的安全防卫能力。一是在小区和组团的入口处设置明显标志，使住宅小区具有较强的领域性和归属性。二是注重院落空间的强化，使居民之间既有充分了解和相互熟悉的机会，又可以使住户视线能够触及到住宅入口，便于对陌生人进行观察、监视。三是注重小区交通网络的合理组织。在小区主干道的规划设计上要做到“顺而不穿，通而不畅”，减少交通环境的混乱交杂，提高安全系数，在小区级道路的规划上尽量作曲形设计，限制车辆穿行的速度，达到安全与降低噪音的目的。同时，规划时应尽量减少组团的出入口，一般设置两个即可，以便有效控制外来行人任意穿行，从而起到安全防卫的作用。我这次选择的是高层住宅楼的设计，目的就是为了设计一栋满足居住需求和美观要求的住宅楼。并且也可以通过这次的毕业设计，把以前学习的专业课的知识运用到实践中，以及对它们更加深入的学习和系统化的总结。在这个过程中需要查阅、搜集许多的资料，将提高我运用图书馆的资料文献和互联网上大量信息的能力。office办公软件的综合运用使我的电脑基本功有了很大的提高。从建筑设计到结构的计算设计都是由自己单独完成，这就培养了我们独立解决设计中的问题以及娴熟使用auto CAD和PKPM系列软件的能力。综合性地运用几年内所学知识去分析、解决一个问题，在作毕业设计的过程中，所学知识得到疏理和运用，它既是一次检阅，又是一次锻炼。 1 建筑设计 1.1 建筑方案的比选与确定 根据毕业设计任务书的要求，在参观了一些办公大楼的基础上，我先后做出了三个方案，经过初选，摈弃方案三，现将方案一与方案二做一比较，以此确定最终的建筑设计方案。 1.1.1建筑功能比较 由于此保险公司办公楼要求有营业大厅，故可以采用两种方式，一种是将营业大厅单独设置在一边，即采用裙楼的方式，主楼办公区8层，裙楼2层，这样功能划分明确，且建筑物有错落感，外形美观，但结构布置和计算麻烦些；另一种则用对称的柱网，一楼设置营业大厅，与办公区2－8层的布置不同，这样主要的问题就是底层的功能划分了，考虑方便，美观，防火等，此方案绘图和计算相对容易些，考虑到是初次设计完整的一栋框架结构，主要目的是掌握思想方法，故采用方案2，柱网完全采用对称布置。关于底层平面的布置的问题又有如下两种方案： 方案一建筑底层平面布置完全对称，这样有利于引导人流，且外形较好，里面效果好，现浇整体布局较为紧凑，便于设计计算和施工；由于底层有大型的营业大厅，而且要求与办公区隔离，该方案楼梯布置比较困难，若分两边布置，则使建筑无门厅主楼梯，不利于交通组织，将其因为对称布局带来的优势丧失，且将对电梯的布置带来问题；若于中门厅处布置一部主楼梯，则为了防火需要（以防形成“袋形走廊”），要在建筑两侧加设防火楼梯与防火出口，造成不经济，且将楼梯置于建筑两头不利于抗震设计。 方案二建筑底层平面非对称布置，可能导致交通组织不明确，但在设置两个入口后问题得到解决，营业大厅不布置在中间，而是放在最右边，有其单独的入口，中间用一道门即可与办公区的门厅隔离，达到设计要求。该方案楼梯布置较为合理，于门厅布置主楼梯一部，通向楼顶，设置防火卷门，即起到消防楼梯的作用，引导人流且同两部电 水闸毕业设计任务书 慈溪市三八江水闸初步设计 浙江水利水电专科学校 水利工程系 二00四年三月 一、毕业设计目的和作用 毕业设计是学生在大学期间最后一个全面性、总结性、实践性的教育环节，是学生运用所学的知识和技能，解决某一工程具体问题的一项尝试，是走向工作岗位前的一次实战演习，主要目的作用如下： 1、将学生在专业课程及基础课程内说学到的知识加以系统化、巩固 和加深，扩大学生所学的基本理论知识和专业知识。 2、培养学生独立解决本专业技术问题和综合运用所学知识解决实际 问题的能力和创新精神，鼓励大胆提出新的设计方案和技术措施。 3、培养学生掌握设计工作的流程和方法，在设计、计算、绘图、编 写设计文件等方面的锻炼和提高。 4、培养学生形成正确的设计思想，树立严肃认真，实事求是和刻苦 钻研的精神。 二、设计题目 慈溪市三八江水闸初步设计 三、设计内容 （一）围垦工程枢纽总体布置 （二）水闸设计（详见指导书） 1.闸址选择（定性分析） 2.枢纽布置 3.闸室布置 4.两岸连接建筑物设计 5.消能防冲设计 6.防渗排水设计 7.闸室稳定计算 8.地基处理设计 9.水闸主要结构设计 10.施工组织设计和概预算（本次不作要求） 四、设计成果与要求 （一）设计成果 （1）毕业设计计算书说明书各一份 （2）图纸： i.围垦工程枢纽布置图 ii.闸室平面布置图 iii.水闸上下游立视图 iv.水闸纵向剖视图 v.水闸闸底板配筋图及细部构造图 （二）设计要求 （1）认真阅读设计任务书及指导书，根据设计任务书查找参考 书及有关资料、设计规范，复习教材相关内容。 （2）根据设计任务书要求，理清全部工作程序及基本共作思 路，以便更好更快地搞好设计。 （3）设计计算说明书便写有逻辑，思路清楚，计算公式清楚，架设条件及参数选取有说明，参考资料能及时注明。说明 文字简练，语句通顺，计算必须附以示意简图。 （4）毕业设计期间应严格遵守设计纪律，独立完成各阶段设计 任务。 五、进度安排及各阶段要求 毕业设计时间短，除去答辩、制图、整理计算说明书及五一放假，实际设计约6周，时间安排大致如下表，希同学们能尽量在规定时间完成相应设计任务。 1、毕业设计进度计划： 周数时间各设计阶段主要内容工作量（%）第9周0405--0409 熟悉资料，工程总体布置10 第10周0412--0416 闸孔布置、水力计算10 第11周0419--0423 防渗排水布置计算、消能防冲设计20 第12周 0426--0507 闸身渗流稳定、抗滑稳定计算及校核20 第13周 第14周0510--0516 闸底板、闸墩、翼墙结构计算20 第15周 0517--0530 制图、整理说明书20 第16周 第17周0530--0604 答辩准备及毕业答辩2、各阶段要求详见毕业设计任务书。 1.工程概况与设计资料 1.1结构形式 采用二层钢筋混凝土框架结构。 1.2水文地质 地基土层自上而下为：人工填土，层厚0.6～1.0m；褐黄色粘土，层厚4.0～4.5m，f a k= 80 kN / m2,γ = 19 kN / m3；灰色淤泥质粉土，层厚20～22m，f ak= 70 kN / m2，γ = 18kN / m3；暗绿色粉质粘土，未穿，f ak= 160 kN / m2，γ = 20 kN / m3。 地下水位在自然地表以下0.8m，水质对结构无侵蚀作用。 基础持力层为褐黄色粘土层。 1.3设计荷载 基本风压及基本雪压按上海地区采用。 常用建筑材料和构件自重参照荷载规范确定。 屋面使用荷载按上人屋面设计；楼面使用荷载值根据荷载规范确定。 抗震设防烈度为7度。 1.4楼屋面做法 屋面：防水层（防水卷材八层做法，三毡四油上铺小石子，0.35 kN / m2），40厚C20细石混凝土找平层（双向配筋φ4 @200），保温层（膨胀水泥珍珠岩，平均高度h = 100mm， 4 kN / m3），油膏胶泥一度隔气层，现浇钢筋混凝土屋面板，板下20厚纸筋灰粉底。 楼面：30厚水泥砂浆找平，现浇钢筋混凝土板，板下20厚纸筋灰粉底。 1.5材料 混凝土：基础用C20；上部结构用C25。 墙体：±0.000以下采用MU10标准砖，M5水泥砂浆；±0.000以上采用MU10多孔砖，M5混合砂浆。 1.6建筑平面尺寸、使用荷载 平面尺寸：纵向跨数×纵向跨度（m）—横向跨数×横向跨度（m）= 7×5.7m—2×6.3m 楼面活荷载：4.4 kN / m2 屋面活荷载：2.0 kN / m2 1.7主要参考资料 <<建筑结构荷载规范>> GB5009-2001 <<混凝土及砌体结构>>教材 <<混凝土结构设计规范>> GB50010-2002 <<混凝土结构设计>>教材 <<建筑抗震设计规范>> GB50011-2001 <<结构力学>>教材 <<建筑地基基础设计规范>> GB50007-2002 <<房屋建筑学>>教材 29 该工程为某大学实验楼，钢筋混凝土框架结构；建筑层数为8层，总建筑面积11305.82m2，宽度为39.95m,长度为60.56m ；底层层高4.2m ，其它层层高3.6m ，室内外高差0.6m 。 该工程的梁、柱、板、楼梯、基础均采用现浇，因考虑抗震的要求，需要设置变形缝，宽度为130mm 。 1.1.1设计资料 (1)气象条件 该地区年平均气温为20 C o . 冻土深度25cm ，基本风压m2，基本雪压 kN/m2，以西北风为主导方向，年降水量1000mm 。 (2)地质条件 该工程场区地势平坦，土层分布比较规律。地基承载力特征值240a f kPa 。 (3)地震烈度 7度。 (4)抗震设防 7度近震。 1.1.2材料 梁、柱、基础均采用C30；纵筋采用HRB335，箍筋采用HPB235；单向板和双向板均采用C30，受力筋和分布筋均为HPB235；楼梯采用C20，除平台梁中纵筋采用HRB335外，其余均采用HPB235。 工程特点 本工程为8层，主体高度为29m 左右，为高层建筑。其特点在于：建造高层建筑可以获得更多的建筑面积，缩小城市的平面规模，缩短城市道路和各种管线的长度，从而节省城市建设于管理的投资；其竖向交通一般由电梯来完成，这样就回增加建筑物的造价；从建筑防火的角度来看，高层建筑的防火要求要高于中低层建筑；以结构受力特性来看，侧向荷载（风荷载和地震作用）在高层建筑分析和设计中将起着重要的作用，因此无论从结构分析，还是结构设计来说，其过程都比较复杂。 在框架结构体系中，高层建筑的结构平面布置应力求简单，结构的主要抗侧力构件应对称均匀布置，尽量使结构的刚心与质心重合，避免地震时引起结构扭转及局部突变，并尽可能降低建筑物的重心，以利于结构的整体稳定性；合理地设置变形缝，其缝的宽度视建筑物的高度和抗震设防而定。 该工程的设计，根据工程地震勘探和所属地区的条件，要求有灵活的空间布置和较大的跨度，故采用钢筋混凝土框架结构体系。 本章小结 本章主要论述了本次设计的工程简况和工程特点，特别对于高层建筑的优点和框架结构中高层建筑的布置原则作了详细阐述。 2 结构设计 框架设计 2.1.1 工程简况 该实验楼为八层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积11305.82m2，建筑平面 《水工建筑物》课程设计 前 进 闸 设 计 计 算 书 学号: 专业: 姓名: 指导教师: 目录 第一部分设计资料和枢纽设计······························ 1.工程概况············································· 2.枢纽设计·············································第二部分闸孔设计········································· 1.闸室结构设计········································· 2.闸门孔口尺寸········································第三部分消能防冲设计···································· 1.消力池设计·········································· 2.海漫设计············································ 3. 防冲槽设计··········································第四部分地下轮廓设计···································· 1.地下轮廓布置形式···································· 2. 闸底板设计········································· 3.铺盖设计··········································· 4. 侧向防渗设计········································· 5. 排水止水设计········································第五部分渗流计算······································ 1.设计水位情况······································ 2.校核水位情况······································ 第六部分闸室结构布置·································· 1. 闸室的底板········································水闸设计说明书_毕业设计
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