水利工程中混凝土结构的优化设计探析

发表时间：2019-07-01T15:30:55.617Z 来源：《基层建设》2019年第10期作者：孟祥楠张润泽

[导读] 摘要：水利工程是关系到国计民生的基础工程，其结构的稳定性直接关系到工程的质量，随着设计工艺的不断提升，我国水利工程在结构方面的稳定行得到了提升。

天津水务建设有限公司天津市 300000

摘要：水利工程是关系到国计民生的基础工程，其结构的稳定性直接关系到工程的质量，随着设计工艺的不断提升，我国水利工程在结构方面的稳定行得到了提升。对于比较大型的水利工程而言，在进行混凝土施工具有很强的工作难度，所以需要在工作要对其进行不断的优化。本文对混凝土结构设计中存在的主要问题进行了分析，并结合实践提出了相应优化措施，希望能够提升水利工程中混凝土结构的稳定性，保证水利工程的质量。

关键词：水利工程；混凝土结构；稳定性；优化设计

当前我国水利工程数量和规模不断扩大，工程结构中主要以混凝土结构为主，虽然混凝土结构设计工艺有了很大的提升，但是在实践中依然存在一些问题制约了我国水利工程的发展，也影响了工程的质量。为了更好地保证混凝土结构的稳定性，对其结构设计进行优化十分必要。

1水利工程混凝土结构的主要概念

1.1水利工程的内容和结构要求

水利工程主要是用于控制和调配自然界的地表水和地下水，达到除害兴利目的而修建的工程。水利工程建筑的整体规模非常大，而且工期很长，在实际修建过程中，往往会有大量问题出现。单从近些年应用率相对较高的混凝土结构而言，其对促进水利工程的稳定性方面提供了诸多帮助。但是，其结构设计方面仍然属于一类具有很高技术性的工作，往往很难对其进行合理把握，很容易会有大量问题出现。

1.2混凝土结构的主要特点

在水利工程建筑之中，混凝土的结构尺寸相对偏大，整体跨度较小，和其他建筑物的混凝土结构设计需要的配筋率相比，实际取值非常小，但是数量比较大。大体积的水工混凝土结构水泥水化热比较大，当外部的温度产生一定变化之后，很容易导致其产生裂缝，所以在设计的时候，需要额外配置一些温度钢筋。部分混凝土的结构需要全部浸入水里面，或者冻融，因此其耐久性相对较差。目前，我国的水利工程建筑仍然存在大量很难进行计算的因素，使得其结构设计缺乏合理性，对工程本身的质量带来诸多影响。

1.3混凝土结构的具体应用

伴随经济水平的提升，钢筋混凝土的应用率越来越高，最具代表性的便是长江三峡水利枢纽工程和南水北调工程。而伴随技术的发展，施工的难度也在不断上升，混凝土内部结构设计有大量需要优化以及提升的地方，尤其是在一些地形相对较为复杂的地区，混凝土本身的稳定性很容易受到影响，导致开裂问题产生，从而影响施工建筑本身的质量。基于这一情况，设计人员理应对其结构方面展开优化设计，进而保证工程本身的质量。

2水利工程混凝土结构设计的意义

水利工程通过修建堤坝、水闸、渡槽等水工建筑对水资源进行调控，通过这些水工建筑的兴建来预防或控制洪涝灾害和干旱灾害，满足社会生产和人民生活的需要。水利工程的规模比较大。工期比较长、施工技术难度比较高，一般来说在水利工程中需要应用混凝土结构。混凝土是指砂石、水泥、水按照一定比例进行混合配比，并以水泥为胶凝材料的建筑工程复合材料。混凝土与一定量的钢筋等构件进行配合使用，可以作为承重材料使用到各种建设工程项目中。由于混凝土结构具有良好的耐火性、耐久性、整体性，因此在大型建设工程项目中应用非常广泛，但混凝土结构在我国的水利工程项目中的应用时间比较短，应用经验比较少，尚有很多不足，因此研究如何对水利工程中的混凝土结构进行优化设计，对我国水利工程建设具有非常重要的理论意义和实践价值。

3水利工程中，优化混凝土结构的有效策略

3.1优化围岩结构

对水利工程而言，针对混凝土结构开展的优化设计工作，应当将围岩水压承载力列为研究重点，这主要是因为对非裂混凝土的衬砌或不衬砌方案进行应用的前提，是围岩具有良好的水压承载力，而上述两种衬砌方案与传统方案相比，不仅可以降低工程成本，还能够提高工程质量。正是因为如此，在对混凝土结构进行优化设计的过程中，工作人员应以陡坡/平缓地表面对应的准则为依据，对围岩结构覆盖厚度的最小值进行衡量，再通过测量和计算的方式，对围岩的稳定系数加以确定。

3.2优化衬砌设计

虽然适用于混凝土结构的衬砌类型较多，但可将其归纳为两类，分别是列衬砌和非裂衬砌。工作人员应当以围岩的稳定程度为依据，完成衬砌方案的选择工作，并保证所选择方案符合水利工程的特点与需求；再对围岩和衬砌的承载能力进行模拟，同时完成支护钢筋混凝土、岔管布局等工作，结合实际情况，对出现裂缝、渗漏或其他问题的几率加以预估，通过调整技术设计的方式，从根本上降低乃至避免混凝土衬砌出现渗漏的可能。

3.3保证混凝土配合比的合理性

对水利工程而言，保证作为结构设计原料的混凝土配比的合理性，是很有必要的。正常情况下，包括砂灰在内的原料，在细度或其他方面都存在着相应的规定，因此，选材时，工作人员必须对相关规范或要求进行严格遵守。另外，所铺设混凝土的单层厚度，一般来说应当处于30~50cm这一范围，在分层铺设的过程中，施工人员需要将混凝土完全捣碎，再对提前预留的钢筋架洞口进行校正与焊接，这样做不仅能够提高所设计混凝土结构的安全性，还能够为施工质量提供保障。

3.4温差导致混凝土出现裂缝的有效防治

混凝土内部温度上升较易形成温差，而导致混凝土内部温度上升的原因，主要是水泥发热，因此，工作人员在对工程所需水泥进行采购时，应当将发热量作为衡量标准之一，通过降低水泥发热量的方式，降低由于温差导致混凝土出现裂缝的几率；如果施工季节的平均温度较高，施工人员应通过降温处理的方式，避免混凝土水分的大量蒸发，温差自然也会缩小；如果施工季节的平均温度较低，施工人员应通过保暖和通风的方式，缩小混凝土内部与外部的温差；混凝土的浇筑过程，需要重点关注烧筑时间，通过添加冰块/冰水的方式，降低烧筑温度、控制温差；减小混凝土浇筑厚度，通过扩大散热面积的方式，加快散热速度；在混凝土内部加入水管，一旦出现温度升高的情

水工钢筋混凝土结构课程设计

《水工钢筋混凝土结构》课程设计姓名: 苏瑞学号： 2014030008 专业： 14级水利水电建筑工程(士官)

《水工钢筋砼》课程设计任务书课程设计题目：钢筋混凝土肋形楼盖设计一、设计资料 1、设计条件某水电站副厂房属3级水工建筑物，环境条件类别为一类，厂房按正常运行状况设计，设计状况属持久状况，设计状况系数ψ取 1.0。采用外墙及内柱承重，柱网布置如图1所示，楼盖采用钢筋混凝土现浇整体式肋形结构。图1 副厂房楼盖结构柱网布置图 2、设计参数（1）楼层构造 20mm厚水泥砂浆抹面（水泥砂浆容重γ1为20kN/m3）。钢筋混凝土结构层（钢筋混凝土容重γ3为25kN/m3）。 15mm厚混合砂浆粉底（混合砂浆容重γ2为17kN/m3）。（2）材料混凝土：楼面活荷载标准值q k≤6kN/m时，采用C20；q k＞6kN/m时，采用C25；钢筋：除主梁和次梁的主筋采用HRB335钢筋外，其余均采用HPB235钢筋。（3）设计参数表1 柱网尺寸L1×B1及荷载楼面活荷载标准值

柱网尺寸L1×B1、柱的截面尺寸b×h = 300mm×400mm，楼面活荷载标准值q k按题号由表1给出，如表2所示。表2 设计参数自选二、设计内容 1、肋型结构梁格布置及构件尺寸拟定根据设计任务书提供的设计资料及表1所填有关设计参数进行结构布置；选定材料并拟定构件截面尺寸，板的结构采用单向板结构。 2、结构内力计算根据结构工作状况及结构特点，确定计算简图，并进行荷载计算；计算结构内力，并根据需要绘制内力包络图。 3、截面设计考虑结构设计的安全、经济、便于施工等因素进行截面设计；合理选择受力钢筋，并按要求配置构造钢筋；绘制主梁内力包络图及抵抗弯矩图。 4、绘制构件施工图绘制楼盖结构平面布置图（1:100～1:200）；绘制板、次梁和主梁模板配筋图，根据需要绘制钢筋材料表或钢筋抽样图。三、课程设计分组及要求 1、设计分组学生根据学号按表1确定自己的设计参数，将设计参数填入表2并独立完成课程设计

水工钢结构简答题

简答题 1、角焊缝有哪些主要的构造要求？为什么设置这些要求，请简述其原因？答案：角焊缝的主要尺寸是焊脚尺寸hf和焊缝计算长度l w,他们应该满足下列构造要求。 (1)考虑起弧和灭弧的弧坑影响，每条焊缝的计算长度l w,取其实际长度减去2hf; (2)最小焊脚尺寸h f≧1.5max t,其中tmax较厚焊件厚度；若焊缝hf过小，而焊件过厚时，则焊缝冷却过快，焊缝金属易产生淬硬组织，降低塑性；（3）最大焊脚尺寸hf≦1.2tmin，其中tmin薄焊件厚度；若焊缝hf过大，易使母材形成过烧现象，同时也会产生过大的焊接应力，使焊件翘曲变形；（4）最小焊缝计算长度l w,≧40mm及8hf是为了避免焊缝横向收缩时，引起板件拱曲太大；（5）最大侧焊缝计算长度l w,≦60hf，由外力在侧焊缝内引起的剪应力，在弹性阶段沿侧焊缝长度方向的分布是不均匀的，为避免端部先坏，应加以上限制；（6）在端焊缝的搭接连接中，搭接长度不小于5tmin及25mm；是为了减少收缩应力以及因传力偏心在板件中产生的次应力；（7）在次要构建或次要焊缝中，由于焊缝受力很小，采用连续焊缝其计算厚度小于最小容许厚度时，可改为采用间断焊缝，避免局部凸曲而对受力不利和潮气侵入引起锈蚀。 3、焊接组合梁的设计包括哪几项内容？答案：①首先根据梁的跨度与荷载求得的最大弯矩与最大剪力以及强度、刚度、稳定与节省钢材等要求，来选择经济合理的截面尺寸，有事可以在弯矩较小处减小梁的截面；②计算梁的翼缘和腹板的连接焊缝；③验算组合梁的局部稳定性和设计腹板的加劲肋④设计组合梁各部件的拼接以及设计梁的支座和梁格的连接⑤绘制施工详图。 4、图中所示为一平面钢闸门门叶结构示意图，请分别指明图中的序号所对应的构件名称？答案：面板、顶梁、水平次梁、横向隔板、吊耳、主梁、纵向连接系、主轮、边梁； 5、在选定结构所需的钢材种类时，应考虑结构结构的哪些特点？答案：结合么钱钢铁生产实际情况，努力做到即使结构安全可靠，又要尽力节约钢材，降低造价选用时注意以下几点：（1）结构所承载特性，（2）结构类型及重要性，（3）连接的方法（4）结构的工作温度和所处的环境。 6、加劲肋在钢梁设计中的作用是什么？有哪些类型？在钢梁设计中必要时，为什么增设加劲肋而不直接加大腹板厚度？答：作用是提高局部稳定性；有横向加劲肋和纵向加劲肋；因为钢结构设计中要求采用薄板，如果加大腹板厚度是不经济的。7、翼钢结构连接和轴心受压构件的设计为例，阐述等稳定原则在钢结构设计中的具体应用。答：在焊接连接中，要求焊缝截面强度不能高于母材截面强度；在螺栓连接设计中，螺栓连接强度和拼接板强度和母材强度匹配等，这些体现出等稳定设计的概念；在受压构件设计中，要求两个方向的稳定性接近相等，这也是等稳定原则的体现。 8、当采用平面桁架作为屋卖弄承重体系时，为什么要设置屋架支撑？支撑的作用是什么？答：平面桁架在平面外刚度很小，容易发生侧向倾斜。作用为：保证桁架体系的空间几何稳定性；提供弦杆的侧向支撑点；提高侧向刚度及稳定性；使结构具有空间整体作用；保证结构安装时的稳定与方便。 9、简述钢材的一次单项拉伸试验中，随着荷载的增加，钢的工作大致可以分为哪几个阶段？在试验测得的应力应变曲线图可以显示哪几项机械性能指标？答：钢的工作大致可以分为：弹性阶段、弹塑阶段、塑性阶段、自强和破坏阶段应力应变曲线图可以显示的机械性能指标：比例极限；屈服点；（屈服强度）；抗拉强度。10、普通螺栓与高强度螺栓在受力特性方面有什么区别？答：两者受力主要区别是：普通螺栓连接的螺母拧紧的预拉力很小，受力后全靠螺杆承压和抗剪来传递剪力。高强度螺栓是靠凝紧螺母，对螺杆施加强大而受控制的预拉力，使连接构件夹紧而是搂面的摩擦阻力来承受连接内力。11、整体稳定临界应力受哪几个因素的影响？如何提高和保证钢梁的整体稳定性？答：影响整体稳定临界应力的因素有：受压翼缘的自由长度，梁截面的侧向抗弯刚度以及抗扭刚度；提高和保证钢梁整体稳定性的措施；设置纵向联接或称纵向支撑以减小受压翼缘的自由长度，或适当加大受压翼缘的宽度。 12、简述平面闸门结构布置主要有哪些内容？答：结构布置的主要内容：主梁的布置，包括主梁的数目和位置，梁格的布置，梁格联接形式，边梁的布置。 13、钢结构在水利工程的合理应用范围有哪些？答：1、活动式结构；2、可拆卸或移动的结构；3、高耸结构；4、板结构；5、大跨度结构；6、海工钢结构 14、为什么说梁高的选择是梁截面选择中的关键？最小梁高和经济梁高根据什么条件和要求确定的？答：梁高的选择是梁截面选择中的关键，因为截面各部分尺寸都将随梁高二改变。最小梁高是根据刚度条件而定的，使组合梁在充分利用钢材强度前提下或满足梁的刚度现行规格。再设计中一般选择梁高比经济高校10%--20%，单不得校友最小梁高。 15、简述轴心受压实腹式构件的截面选择步骤？答：轴心受压实腹式构件截面选择步骤：假定长细比；根据假定长细比和等稳定条件初步稳定A、b1和h；试选翼缘厚

水工钢筋混凝土结构学复习整理汇总

水工钢筋混凝土结构学复习整理一、填空题 1、钢筋混凝土结构用钢筋要求具有较高的强度、一定的塑性、良好的可焊性能以及与混凝土之间必须有足够的粘结性。 2、钢筋按力学的基本性质来分，可分为两种类型：软钢、硬钢。硬钢强度高，但塑性差，脆性大。从加载到拉断，不像软钢那样有明显的阶段，基本上不存在屈服阶段。设计中一般以协定流限作为强度标准。 3、我国混凝土结构设计规范规定以边长为mm 150的立方体，在温度为℃320 、相对湿度不小于%90的条件下养护28天，用标准实验方法测得的具有%95保证率的立方体抗压强度标准值cuk f 作为混凝土强度等级，以符号C 表示，单位为2/mm N 。 4、混凝土双向受压时，一向抗压强度随另一向压应力增大而增大。双向受拉时的混凝土抗拉强度与单向受拉强度基本一样，一向受拉一向受压时，混凝土的抗压强度随一向的拉应力的增加而降低。 5、混凝土的变形有两类：一类是由外荷载作用而产生的受力变形；一类是由温度和干湿变化引起的体积变形。 6、混凝土在荷载长期持续作用下，应力不变，变形也会随着时间而增长，这种现象称为混凝土的徐变。 7、钢筋与混凝土之间的粘结力主要由以下三部分组成：○1水泥凝胶体与钢筋表面之间的胶结力；○2混凝土收缩，将钢筋紧紧握固而产生的摩擦力；○3钢筋表面不平整与混凝土之间产生的机械咬合力。 8、影响粘结强度的因素除了钢筋的表面形状以外，还有混凝土的抗拉强度、浇筑混凝土时钢筋的位置、钢筋周围的混凝土厚度等。 9、为了保证光圆钢筋的粘结强度可靠性，规范规定绑扎骨架中的受拉光圆钢筋应在

末端做成 180弯钩。 10、接长钢筋的三种办法：绑扎搭接、焊接、机械连接 11、工程结构设计的基本目的是使结构在预定的使用期限内能满足设计所预定的各项功能要求，做到安全可靠和经济合理。 12、工程结构的功能要求主要包括三个方面：（1）安全性（2）适用性（3）耐久性 13、安全性、适用性、耐久性统称为结构的可靠性。 14、结构抗力是结构或结构构件承受荷载效应S 的能力，指的是构件截面的承载力、构件的刚度、截面的抗裂性等，常用符号R 表示。 15、根据功能要求，通常把钢筋混凝土结构的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。 16、荷载代表值主要有永久荷载或可变荷载的标准值，可变荷载的组合值、频遇值和准永久值等。 17、荷载标准值是指荷载在设计基准期内可能出现的最大值。荷载标准值是荷载的基本代表值，荷载的其他代表值都是以它为基础再乘以相应的系数后得出的。 18、正常使用极限状态验算时，荷载的材料强度均取用为标准值。其原因是正常使用极限状态验算时，它的可靠度水平要低一些。 19、混凝土的强度等级即是混凝土标准立方体试件用标准试验方法测得的具有95%保证李的立方体抗压强度标准值cuk f 。 20、受弯构件设计时，既要保证构件不得沿正截面发生破坏，又要保证构件不得沿斜截面发生破坏，因此要进行正截面承载力与斜截面承载力的计算。 21、梁的高度h 通常可由跨度0l 决定，简支梁的高跨比0/l h 一般为1/8—1/12。梁的高宽比b h /一般为2—3.5。 22、厚度不大的板，其厚度约为板跨的1/12—1/35。 23、为了便于混凝土的浇捣并保证混凝土与钢筋之间有足够的粘结力，梁内下部纵

水工建筑混凝土结构设计及其施工质量控制

水工建筑混凝土结构设计及其施工质量控制发表时间：2018-01-30T16:14:24.947Z 来源：《防护工程》2017年第27期作者：李娟 [导读] 随着社会主义市场经济发展水平的不断提升，广大社会成员日常工作和生活的物质质量也得到了充分的满足。邯郸市水利水电勘测设计研究院河北省 056001 摘要：随着社会主义市场经济发展水平的不断提升，广大社会成员日常工作和生活的物质质量也得到了充分的满足。建筑的使用安全性与可靠性将会直接影响到建筑企业的外在形象以及信誉，建筑混凝土结构设计以及施工质量控制的总体发展，可以确保有关单位在激烈的市场竞争当中谋得自己的生存道路。关键词：水工建筑；混凝土结构设计；施工质量；控制 1 水工建筑的结构设计水工混凝土结构设计过程应符合相关规定和标准，对建筑结构正常使用过程中的检测与维护进行充分考虑，在结构设计时预留出足够的工作面，为后续工作的实施提供便利。同时，水工混凝土结构在使用过程中不可避免的会受到病害的威胁，应尽最大能力将危害程度降到最低。在混凝土结构构件设计时应注意对材料所受环境侵蚀、老化等因素对性能产生的影响，同时保证结构的整体稳定性以及构件的安全性。在水利工程结构设计前期，设计人员一定要充分了解企业提供的资料，根据这些资料判断建筑结构设计有没有必要使用混凝土结构，接着，设计人员要建立力学模型，并对混凝土结构的各项参数进行评估。结构设计的前期最重要的工作是设计人员评估混凝土结构有没有达到施工的要求，同时要复查重要的参数。在我国的水利工程结构建设之中，设计人员应该重视混凝土结构的经济效益，在进行设计的同时，也应该考虑建筑的实际建设成本，设计要从建筑的实际出发，考虑建筑的安全性和居民的舒适性，不可以仅仅考虑外观，忽视建筑的实际用途。 2施工质量控制 2.1 保证材料的质量在建筑原料的采买之中，市场采购人员对于材料价格以及材料的质量的了解决定了采买工作是否可以正常进行。但是，在实际的材料采买之中，企业的采购人员出于多种原因，因为材料报价的不准确或是对于市场销售情况的不了解，会导致采买花费大大增加，影响了企业在建设造价编制之中的正常作用，直接影响了施工造价控制和管理工作。因此，在实际的工程造价管理之中，建设部门应该定期将工程之中所使用的原料花费与实际工程预选相比对，并对工程材料的质量进行了解，在保证工程建设质量的前提之下，尽量使得工程预算编制合理化。与此同时，在施工单位进入到施工场地的时候就需要对于原材料的质量开展严格的控制，保证原材料的质量能够符合设计规定。作为建筑工程的监察部门，在进行原料采购的时候就需要对全过程开展严格的监督，并且需要在购置材料之后查验所购置原材料的具体数量以及质量，确保每一批材料必须要具备质量保证书等有关文件，并且需要就质量问题开展抽样检查。首先要从外观上开展详细的检测，然后按照规定抽取一定数量的样品开展试验，在试验合格之后才可以进行后续的施工。材料的采买质量和采买价格对于工程预算的编制有很大的促进作用，完善材料采买的动态检查才可以促进工程造价的高质量编制。 2.2 控制施工混凝土的配比浇筑作业中较为严重的一个技术问题就是对于水化热问题的解决，在混凝土的施工配比之中，为了降低水化热的危害，一般在施工作业之中会使用水化热较低的矿渣水泥，为了进一步降低水化热，还要在配比之中假如粉煤灰来代替水泥，既可以降低水化热，也可以提高混凝土在施工之中的可泵性，减少配比之中水泥和水的使用，节约资源。粉煤灰在配比之中的加入还提升了浇筑结构表面的混凝土强度，对于建筑的质量也有很大的促进作用。施工浇筑所使用的混凝土的搭配比例对于浇筑结构的强度和质量也有很大的影响。通常，在浇筑所使用的混凝土成分之中，混凝土的主体为水化热较低的粉煤灰水泥，以防止浇筑放热影响结构强度。同时，在配比之中，混凝土内骨粉的比例应该占总体积的 80%以上，以保证混凝土的强度。混凝土的配合比需要在长期的工程实践之中来摸索，一个优秀的混凝土施工配比对于工程的成功和建筑的建设质量都有很大的意义。在当今的浇筑作业之中所使用的混凝土配比经过我国建筑行业的多年使用，具有较好的浇筑效果。 2.3保证施工技术符合标准建筑的功能特点要求建筑结构的有很高的防水质量，其建设过程之中的防水性能和结构的防渗性能至关重要。而且在当前的建筑项目的建设之中，很多的建筑因为建设过程之中的施工技术不过关，影响了性能。因此，建设人员应该加强对于施工技术的重视程度，并增强对于施工之中防水处理的监管。在建筑的建设过程之中，施工的中点数保证施工建筑在工程的工作之中的防水防渗功能，防渗堵漏施工的主要思维就是确定水分渗透的主要位置并加以修补。因此，在施工之中，首先要进行的就是渗透处水源的确定，确定渗漏水源的来源可以对建筑之中的渗透现象进行根本性的杜绝。但是，建筑渗透水源的确定并不简单，在有的渗透事故之中，一处渗透点可能对应多出渗透水源，因此，这也是防渗技术之中的难点之一。一般在现代的建筑工程的防渗堵漏项目之中所使用的技术是促凝灰土防渗技术，该技术是使用防水的灰土材料对于渗漏点进行处理，在建筑的建设过程之中也可以通过该技术来进行建筑的防渗处理。 2.4引进先进的质量控制措施现如今使用的重点新型质量控制对策就是 5S 控制法（就是我们通常所说的 5 个以 S 开头的字母所构成的控制方法），包含整顿、整理、清洁、清扫以及素养这 5 个角度，可以确保实现质量控制的进展有条理、质量控制系统化以及分工的明确性，能够保证在同一时段当中可以完成不相同的质量控制错作，确保能够改进施工质量问题，以及确保建筑混凝土施工的技术性、稳定性以及质量型，可以保证建筑工程的总体运作紧密性以及整体的运作合作性。结束语总而言之，水工建筑混凝土的结构设计，相应设计路径以及施工方式的应用，对项目最终建筑质量的好坏，有着直接且显著的影响作用。相关技术工作人员应当全面了解结构设计工作开展的基本概念，在灵活掌握各种质量监理控制途径的同时，采取更加科学合理的施工

(水工)钢筋混凝土课程设计(满分)

水工钢筋混凝土结构课程设计任务书及计算书设计题目：钢筋混凝土梁板结构学院：姓名：学号：班级：指导老师：

目录一、设计任务书 3 二、板的设计 6 三、次梁设计 9 四、主梁设计 13 五、结论 21 六、参考文献 21

一、《水工钢筋混凝土结构学》课程设计任务书（一）、设计课题与目的某建筑钢筋混凝土单向板肋形楼盖设计。（1）了解单向板肋梁楼盖的荷载传递关系及其计算简图的确定；（2）通过板及次梁的计算，熟练掌握考虑塑性内力重分布的计算方法；（3）通过主梁的计算，熟练掌握按弹性理论分析内力的方法，并熟悉内力包络图和材料图的绘制方法；（4）了解并熟悉现浇梁板的有关构造要求；（5）掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式和制图规定，进一步提高制图的基本技能；（二）、主要内容 1、设计资料：根据初步设计成果，提出设计资料及数据如下： (1) 楼层平面如任务书附图1所示。墙体厚度370mm。楼梯位于该层平面的外部，本设计不予考虑。楼盖采用整体式单向板肋形结构。 (2）该建筑位于非地震区。 (3) 建筑物安全级别为二级。 (4）结构环境类别一类。 (5）建筑材料等级：混凝土强度等级：梁、板、C20级。钢筋：板中钢筋、梁中箍筋、构造钢筋I级，梁中受力筋II级。 (6）荷载：钢筋混凝土重力密度为25kN/m3。楼面活荷载标准值：6kN /m2。楼面做法：楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面（重力密度为20kN/m3），板底及梁用15mm厚石灰砂浆抹底（重力密度为17kN/m3） (7) 结构平面布置及初估尺寸：板伸入墙内120mm，次梁伸入墙内240mm，主梁伸入墙内370mm；柱的截面尺寸b×h= 400 mm×400 mm。板厚h＝______mm。（自己定）次梁：高h＝______mm，宽b＝______mm。（自己定）主梁：高h＝______mm，宽b＝______mm。（自己定） (8) 采用的规范：水工混凝土结构设计规范（现在就按课本规定来做），建筑结构荷载规范。 2、设计要求（1）板和次梁按考虑塑性内力重分布方法计算内力；主梁按弹性理论计算内力，并绘出弯矩包络图。（2）梁、板允许挠度、最大裂缝宽度验算从略。

水工钢闸门结构设计(详细计算过程)

6 金属结构设计 6.3 金属结构设计计算 6.3.1 设计资料（1）闸门型式：露顶式平面钢闸门（2）孔口尺寸（宽×高）：6m×3m （3）设计水头:3.16m （4）结构材料：Q235钢（5）焊条：E43 （6）止水橡皮：侧止水型号采用P45-A ，底止水型号采用I110-16 （7）行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为MCS-2 （8）混凝土强度等级：C25 （9）规范：《利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95） 6.3.2 闸门结构的形式及布置 6.3.2.1 闸门尺寸的确定 1.闸门高度:考虑风浪产生的水位超高，将闸门的高度确定为3m 。 2.闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L 0=6.0m 3.闸门计算跨度：L=L 0+2d=6.0+2×0.15=6.3m 6.3.2.2静水总压力闸门在关闭位置的静水总压力如图6.1所示，其计算公式为： 2 29.8344.1/22 gh P kN m ρ?= == 图6.1 闸门静水总压力计算简图 P

6.3.2.3 主梁的形式主梁的形式应根据水头的大小和跨度大小而定，本设计中主梁采用实腹式组合梁。 6.3.2.4主梁的布置根据主梁的高跨比，决定采用双主梁。两根主梁应布置在静水压力合力线上下等距离的位置上，并要求两主梁的距离值要尽量大些，且上主梁到闸门顶缘的距离c 小于0.45H ，且不宜大于3.6m ，底主梁到底止水的距离应符合底缘布置的要求。故主梁的布置如图6.2所示图6.2 主梁及梁格布置图 6.3.2.5 梁格的布置和形式梁格采用复式布置并等高连接，并使用实腹式竖向隔板兼作竖直次梁，使水平次梁穿过隔板上的预留孔而成为连续梁，其间距上疏下密，面板各区格需要的厚度大致相等，具体布置尺寸如图6.2所示。 6.3.3 面板设计根据《利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95），关于面板的计算，先估算面板厚度，在主梁截面选择之后再计算面板的局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力。初选面板厚度。面板厚度计算公式为： δ 当b/a ＞3时，α=1.4；当b/a≤3时，α=1.5。列表进行计算，见表6.1：

水工混凝土结构设计

现阶段水工混凝土结构设计相关问题分析【摘要】现代施工中，水利工程比重越来越大，水工建筑结构的设计在整个过程中非常重要，它的质量影响到整个工程的质量。水工混凝土结构主要用于保护水利设施，其结构设计直接影响到使用安全。现代水工混凝土结构建筑数量正在不断增多，在设计阶段面临着一些问题。文章结合水工混凝土结构的特点、材料以及裂缝、止水等相关的问题进行探讨，并针对这些问题提出一定的解决方案，通过监控达到有效提高水工混凝土结构质量的目的。文章对水工混凝土结构设计中出现的问题进行系统总结，并就这些问题提出相应的解决措施。 1.水工混凝土结构具有以下5个特点： ①结构尺寸大，跨度相对较小。 ②配筋率会小于一般的混凝土结构设计中的最小值，不过数量仍然很大。 ③由于大体积的混凝土结构水泥水化热大，当外界有温度变化时，会发生一些温度裂缝，需要配置较多的温度钢筋。 ④有的结构需要完全浸入水中，或者处于承压的状态，甚至冻融等，它的耐久性相对差一些。 ⑤非杆件体系不利于进行极限强度理论配筋分析计算。 2.水工混凝土结构中原材料的选择水工建筑物采用的都是碎石、泥沙、高强度水泥等有机融合的混凝土作为主要施工原材料。不同的混凝土其自身的性能也不一样，水

工建筑要选用高强度的混凝土，在使用之前必须要经过科学的检验，如果混凝土的性能指数不能达到国家标准，也不能满足水工建筑工程的施工要求，那么水工混凝土结构的质量就无法得到有效的保障。水工混凝土结构当中的主要原材料就是水泥，水泥有一个显著的特征就是会产生水化反应，具体表现为碎石灰中所含的有害物质严重超标，粘结性能难以达到预期的效果，降低了水工混凝土结构的强度以及刚度。实践证明，在水泥当中掺入适当数量的粉煤灰或者是早强剂都可以有效解决水化反应。此外，在原材料的配比过程当中，需要设计人员在设计的过程当中，反复计算，反复试验，得到最合理的配比数据以及配比方案。泥沙一般取自河里，含水量非常大，这时就必须要求将泥沙自然风干，或者是使用人工干炒法来使其干燥，同时，记录其含水量，作为制定配比方案的参数依据。在混凝土的搅拌过程中，原材料的配比非常重要，这时需要质量管理人员根据现场需求对这一比例进行检验测试，符合实际要求的配比才是最适合的。对于砂子中的含水率可以采用现场干炒法来进行，根据得出的含水率及时对混凝土的配合比进行调整 3.水工混凝土结构设计的原则性 3.1水工混凝土结构设计的最大承载能力水工混凝土结构的最大承载能力是指所用材料的强度以及刚度无法荷载巨大的破坏压力，以至于水工混凝土结构的内部钢筋构件发生严重的变形，无法达到承载要求。水工建筑一般是用作挡水以及蓄水的用途，在此情况下，由于庞大的水量会产生巨大的压迫力和冲击

水利水电工程水工钢结构课程设计

露顶式平面钢闸门设计 2007101316 王亮春一、设计资料闸门形式：溢洪道露顶式平面钢闸门；孔口净宽：14.00m；设计水头： 6.00m；结构材料：Q235；焊条：E43；止水橡胶：侧止水用P 形橡皮，底止水用条形橡皮；行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为MCS —2; 混凝土强度等级：C20 二、闸门的结构形式及布置 1、闸门尺寸的确定（图1）闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.3m，故闸门高度为9+0.3=9.3 米闸门的荷载跨度为两侧止水的间距即为孔口净宽：L1 14 m 闸门的计算跨度：L L0 2 d 14 2 0.3 14.6 m 2、主梁的形式本闸门为中等跨度，为了便于制造和维护决定采用实腹式组合梁 3、主梁的布置闸门高跨比L / H 1.5 采用双主梁，为使两个主梁在设计水位时所受的水压力相等，两个主梁的位置应对称于水压力的作用线y H / 3 3 m （图2），并要求下悬臂 a 0.12 H 和a 0.4 m 。 4、梁格的布置和形式梁格采用复式布置和等高连接，水平次梁穿过横隔板上的预留孔并被横隔板所支承。水平次梁为连续梁，其间距应上疏下密，使面板各区格需要的厚度大致相等，梁格布置的具体尺寸见详图 2 5、连接系的布置和形式 1）横向连接系，根据主梁的跨度决定布置 3 道横隔板，其间距为横隔板兼作竖直次梁。 2）纵向连接系，设在两个主梁下翼缘的竖平面内采用斜杆式桁架。 6、边梁和行走支承 1

变量采用单腹式，行走支承采用胶木滑道。三、面板设计根据SL74—95《水利水电工程钢闸门设计规范》修订送审稿，关于面板的计算，先估算面板的厚度，在主梁截面选择之后再验算面板的局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力。 1、估算面板厚度假定梁格布置尺寸如上图所示。面板厚度按式（7--3）计算： t a 0.9 k p a kp 当b / a 3 时，a 1.5 ，则t a 0.068 a kp 0.9 1.5 160 kp 当b / a 3 时，a 1.4 ，则t a 0.07 a kp 0.9 1.4 160 现列表（如下）计算：表1 注1、面板边长a、b 都从面板与梁格的连接焊缝算起，主梁上翼缘宽度为260mm（详见于后）； 2

水工金属结构讲义

水电站基本知识讲义讲课人：程贵平 2011年8月8日

水电站基本知识讲义我国水力资源丰富，居世界第一，最新查明理论蕴藏量6.94亿千瓦、技术可开发量5.42亿千瓦、经济可开发量4.02亿千瓦，按技术可开发量至今仅开发利用20%。截止2005年底，我国发电装机达到50841亿千瓦。其中，水电11652万千瓦，占22.9%。以技术可开发量5.42亿千瓦为基数，中国目前水电资源开发程度不足25%。与世界水电开发先进水平相比，存在着巨大的差距。加快水电资源开发，是提高中国水能资源利用效率的迫切需要，水电开发的前景是极其广阔的。 1．水力发电的基本原理水力发电是利用水体作为传递能量的介质来发电的，其基本原理是：利用水位落差形成的势能推动水轮机转动，将水能转变为水轮机的旋转机械能，水轮机转子带动发电机转子旋转，由于磁场切割导体，从而在发电机的定子绕组上产生感应电动势，当发电机与外电路接通时，发电机就向外供电了，此时，水轮机的旋转机械能又通过发电机转变为电能，形成了水力发电的过程。 2．水力资源的开发方式和水电站的基本类型水力资源的开发方式是按照集中落差而选定，大致有三种基本方式：即堤坝式、引水式和混合式等。但这三种开发方式还要各适用一定的河段自然条件。按不同的开发方式修建起来的水电站，其枢纽布置、建筑物组成等也截然不同，故水电站也随之而分为堤坝式、引水式和混合式三种基本类型。 3．径流式水电站及其特点无调节水库的电站称为径流式水电站。此种水电站按照河道多年平均流量及所可能获得的水头进行装机容量选择。全年不能满负荷运行，保证率为80％，一般仅达到180天左右的正常运行；枯水期发电量急剧下降，小于50％，有时甚至发不出电。即受河道天然流量的制约，而丰水期又有大量的弃水。 4．何谓出力？怎样估算水电站的出力和计算水电站的发电量？在水电站（厂）中，水轮发电机组发出的电力功率称为出力，河川中某断面水流的出力则表示该段水能资源。所谓水流的出力就是单位时间内的水能。 N=9．81QH式中，Q为流量（m3/s）；H为水头（m）；N为水电站出力（kW）。年发电量公式为:E=N?T式中，N为平均出力（kW）；T为年利用小时数（h）；E为年发电量（kW?h）。 5．保证出力及其作用水电站在较长时段工作中，该供水期所能发出的相应于设计保证率的平均出力，称作该水电站的保证出力。水电站的保证出力是规划设计阶段确定水电站装机的重要依据。 6．装机年利用小时装机年利用小时指水轮发电机组在年内平均满负荷运行的时间，是衡量水电站经济效益的重要指标。 7．日调节、周调节、年调节和多年调节日调节是指一昼夜内进行的径流重新分配。周调节：调节周期为一周。年调节：对径流在一年内重新分配，当汛期洪水到来发生弃水，仅能存蓄洪水期部分多余水量的径流调节，称不完全年调节；能将年内来水完全按用水要求重新分配，又不需要弃水的径流调节称完全年调节。多年调节：当水库容积足够大，可把多年期间的多余水量存在水库中分配在若干枯水年才用的年调节，称多年调节。

长沙理工大学水工钢筋混凝土结构学第四版考试试题及答案7

试卷11(试卷1的修订版) 一、填空题（每空1分，共20分） 1、钢筋冷拉后（1）并没有提高，只提高（2）。 2、钢筋的粘结力（3）、（4）、（5）三部分组成。 3、钢筋混凝土梁的钢筋骨架中（6）和（7）统称为腹筋，配置腹筋的目的是为了保证梁的（8）承载力。 4、钢筋混凝土受弯构件的（9）计算是为了保证构件安全工作，而对构件进行（10）验算是为了保证构件预期的适用性和（11）。 5、区别大、小偏心受压的关键是远离轴向压力一侧的钢筋先（12），还是靠近轴心压力一侧的混凝土先（13），先（14）者为大偏心受压，先（15）者为小偏心受压。 6、在偏心受压构件两侧配置（16）的钢筋，称为对称配筋。对称配筋虽然要（17）一些钢筋，但构造（18），施工（19）。特别是构件在不同的荷载组合下，同一截面可能承受（20）的正负弯矩时，更应该采用对称配筋。二、选择题(把正确答案填在括号内，每题2分，共20分) 1、可利用多次重复加载卸载后应力应变关系趋于直线的性质来求弹性模量，既加载至( )后下载至零，重复加载卸载5次，应力应变曲线渐趋稳定并接近于一条直线，该直线的正切即为混凝土的弹性模量。 (A) 0.4f c (B) 0.3f c (C) 0.43f c (D) 0.5f c 2、混凝土应力越大，徐变越大,当应力( )时，徐变与应力成正比，称为线性徐变。 (A) σ<0.5 f c c (B) σ≤ (0.5 ~ 0.8) f c c (C) σ≤ (0.6 ~ 0.65) f c c (D) σ≤ (0.55 ~ 0.65) f c c 3、混凝土保护层厚度是指( )。 (A) 箍筋的外皮至混凝土外边缘的距离 (B) 受力钢筋的外皮至混凝土外边缘的距离 (C) 受力钢筋截面形心至混凝土外边缘的距离 4、下列不属于影响混凝土立方体抗压强度的因素的是( )。 (A) 试验方法(B) 试验气温 (C) 试件尺寸(D) 混凝土的龄期 5、下列( )项破坏形态不会发生在梁的剪弯区段。 (A) 偏压破坏(B) 斜压破坏(C) 剪压破坏(D) 斜拉破坏

水工钢筋混凝土结构学习题

第一章钢筋混凝土结构的材料 [思考题1-1] 钢筋的伸长率和冷弯性能是标志钢筋的什么性能? [思考题1-2] 检验钢筋的质量有哪几项要求? [思考题1-3] 混凝土的强度等级的怎样确定的？有什么用途？《规范》中混凝土强度等级是如何划分的？ [思考题1-4] 混凝土的立方体抗压强度cu f 是如何测定的?它的标准值的用途是什么?试件尺寸的大小为何影响混凝土的立方体抗压强度? [思考题1-5] 混凝土在单向压应力及剪应力共同作用下，混凝土的抗剪强度是如何变化？ [思考题1-6] 什么是混凝土的徐变？徐变对混凝土结构有哪些影响？ [思考题1-7] 什么是混凝土的收缩? 如何减少混凝土收缩? [思考题1-8] 在大体积混凝土结构中，能否用钢筋来防止温度裂缝或干缩裂缝的出现? [思考题1-9] 保证钢筋在混凝土中不被拔出，应使钢筋在混凝土中有足够的锚固长度a l ，锚固长度a l 是如何确定? [思考题1-10] 光面钢筋与变形钢筋粘结机理有何不同？变形钢筋的粘结破坏形式怎样？ [思考题1-11] 加大保护层厚度和增加横向配筋来提高粘结强度为什么有上限？ [思考题1-12] 影响粘结强度的主要因素有哪些？《规范》在保证粘结强度方面有哪些构造措施？第二章钢筋混凝土结构设计计算原则 [思考题2-1]结构的极限状态的定义? [思考题2-2] 以概率论为基础的极限状态设计法的基本思路?目前国际上以概率论为基础的设计方法分为哪三个水准?我国《水工混凝土设计规范》(DL/T5057—2009)采用了哪一水准的设计方法？ [思考题2-3] 失效概率的物理意义? 失效概率与可靠概率之间有何关系? [思考题2-4] 结构在设计基准期内安全、可靠、经济合理。则失效概率与允许失效概率或可靠指标与目标可靠指标之间应符合什么条件? [思考题2-5] 水工建筑物的级别和水工建筑物的结构安全级别与结构重要性系数有什么关系？ [思考题2-6] 什么是荷载的标准值?它们的保证率是多少? [思考题2-7] 什么是荷载的标准值?它们的保证率是多少? [思考题2-8] 什么是材料强度的标准值?它们的保证率是多少？ [思考题2-9] 简述水工混凝土结构设计规范的主要特点?在设计表达式中采用了哪些系数来保结构的可靠度? [习题2-1] 已知一轴心受拉构件，轴向拉力N 的平均值为122kN ，标准差为8kN ；截面承载能力R 的平均值为175kN ，标准差为14.5kN(荷载效应N 和结构抗力R 均为正态分布)。试求该轴心受拉构件的可靠度指标。若构件属延性破坏，结构安全级别为Ⅰ级，该构件是否安全可靠。 [习题2-2] 某水闸工作桥桥面由永久荷载标准值引起的桥面板跨中截面弯矩M Gk ＝13.23kNm ；活荷载标准值引起的弯矩M Qk ＝3.8kNm ；HRB335安全级别。试求桥面板跨中截面弯矩设计值。

水工钢结构课设说明书

《水工钢结构》暨露顶式平面钢闸门课程设计一、设计资料某水库溢洪道工作闸门，孔口净宽8.0m，设计水头H=5m，采用直升式露顶平面钢闸门，门顶超高取0.2m，试设计闸门门叶结构、门槽埋件、选择启闭机设备。闸门门叶采用Q235镇静钢，焊条E43 。侧止水选用P60A型，底止水选用I110—16型。行走支承（学号为单号者，采用胶木滑道，压合胶木为MCS—2。学号为双号者，采用滚轮支承）。闸墩混凝土强度等级C20。依照《水利水电工程钢闸门设计规范》SL74—95设计。二、设计内容及步骤 1、闸门结构的形式及布置整个设计过程的关键，应综合考虑各方面因素。内容包括：闸门尺寸确定，门叶上需要的各种构件、数目及所在位置，梁格的形式及连接方式，联结系的布置和形式及边梁与行走支承。首先确定主梁形式、数目、位置，然后确定水平次梁及竖直次梁的形式、数目和位置。 2、面板设计在满足强度要求的基础上，设计出一经济合理的面板厚度。在主梁截面选择之后再验算面板的局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力。 3、水平次梁、顶梁和底梁设计水平次梁采用不等肢角钢（单学号），槽钢（双学号）。顶、底梁

宜采用槽钢。在计算出各构件的内力后，选择各梁的截面，考虑利用部分面板抗弯，将所选截面适当缩小。之后，进行强度、刚度验算。 4、主梁设计采用焊接组合截面，面板兼作主梁上翼缘的有效宽度按教材（7—11）式确定。内容包括：截面选择、（梁高改变）、翼缘焊缝、腹板局部稳定验算、面板局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力验算。 W=1.4--2.5的要求，可不改变梁高。若主梁高度满足门槽宽深比 D 5、竖直次梁及横向联结系设计横向联结系采用横隔板，并兼作竖直次梁。按构造要求确定其尺寸，即截面高度、腹板厚度与主梁相同，横隔板可不设上翼缘，其下翼缘用宽度100~200mm厚度10~12mm的扁钢做成。因横隔板截面尺寸大应力很小，可不进行强度验算。 6、纵向联结系设计闸门自重G按教材附录十一附式（1）计算。纵向斜杆采用等肢单角钢其截面尺寸主要按刚度条件要求进行选择。 7、边梁设计截面型式采用单腹式（适用滑动支承），双腹式（适用滚动支承），尺寸按构造要求确定，即截面高度与主梁端部高度相同，腹板厚度与主梁腹板厚度相。对单腹式边梁，为了便于安装胶木滑快，下翼缘宽度不宜小于300mm。对双腹式边梁，为便于腹板焊接其两腹板间距为300~400mm。边梁需验算的危险截面为与主梁连接处，即求出该截面的弯矩、剪力、轴力，按拉弯构件验算截面的强度以及抗剪强度

水利版和水电版水工混凝土结构规范区别

《水工混凝土结构设计规范》DL/T 5057-2009（水电类）与SL 191-2008（水利类）主要差异对DL/T 5057-2009（水电类）与SL 191-2008（水利类）两个规范中主要的差别进行了归纳总结如下：一、DL/T 5057-2009（水电类）与SL 191-2008（水利类）主要差异（1）DL/T 5057-2009规范的安全度是按GB 50199—94《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》采用5个分项系数来表达的；而SL 191-2008规范采用极限状态设计法，在规定的材料强度和荷载取值条件下，采用在多系数分析基础上以安全系数表达的方式进行设计，用单一安全系数“K ”来表达（这个思路将在以后混凝土重力坝等相关的水利规范中得到进一步的体现），但不同于SDJ 20-78规范K 的含义（不含荷载分项系数），例如：SDJ 20-78规范1级建筑物基本组合，轴心受拉K=1.65，而修编后新规范K=1.35。（2）对1级，2、3级与4、5级建筑物的结构重要性系数，DL/T 5057-2009规范仍取为1.1、1.0与0.9； SL 191-2008规范结构重要性系数将其提高为1.10、1.0与0.95。相当于减低了1级建筑物的安全度，而提高了4、5级建筑物的安全度，从可靠度理论来说，当1级建筑物采用结构重要性系数取为1.1时，可靠指标是大于其目标可靠指标的。（3）DL/T 5057-2009规范仍沿用SL/T191-96（DL5057-1996）规范保留短暂设计状况，而SL 191-2008规范取消了短暂设计状况取值，与持久状0

0γ况相同。（4）正常极限状态验算时， DL/T 5057-2009按GB 50199—94《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》考虑了结构重要性系数，而SL 191-2008规范则正常使用极限状态验算时没有。（5）斜截面受剪承载力公式，DL/T 5057-2009和SL 191-2008两本规范均不再列出承受集中荷载为主时考虑剪跨比的公式。但对箍筋受剪承载力取值却不相同，DL/T 5057-2009规范根据专题报告论证将该项承载力的系数1.25改为1.0；而SL 191-2008规范沿用SL/T191-96（DL5057-1996）规范的数值取1.25，故DL/T 5057-2009规范相对安全度要高，配筋量要大。对承受集中荷载为主的重要的独立梁，两规范一致，V c 可取为0.5f t bh 0。（6）在裂缝宽度控制与验算方面，DL/T 5057-2009和SL 191-2008两本规范在指导思想和处理原则上有较大的差异。DL/T 5057-2009规范根据新的试验（大保护层）成果提出了新的公式（当65mm ≤ c ≤150mm 时）；而SL 191-2008规范也对构件裂缝宽度的计算公式进行了修改：，当c ＞65mm ，取c = 65mm 。（7）钢筋混凝土结构构件正截面承载力计算，两本规范基本上是一样的。但SL191-2008规范把受弯构件的由改为，，钢筋用量有所增加，增加大约1%。 c sv d 1 ()V V V γ≤+c t 0 0.7V f bh =sv sv yv 0A V f h s =DL/T 5057-2009 SL191-2008 c t 00.7V f bh =sv sv yv 01.25A V f h s =c sv KV V V ≤+0 γ

水工钢结构问答题

1、钢结构的特点？答：①钢结构自重较轻②钢结构的可靠性较高③钢材的抗震性、抗冲性较好④钢结构制造的工艺化程度较高⑤钢结构可以准备快速的装配⑥容易做成密封结构⑦钢结构极易腐蚀⑧钢结构耐火性差 2、钢结构在水工中的应用有哪些？答：①活动式结构②装拆式结构③板结构④高耸结构⑤大跨度结构⑥海工钢结构 3、截面选择的具体步骤是？答：①选择梁高h和腹板高度h0 ②选择腹板厚度hw ③选择翼缘尺寸b1和t1 ④梁的强度、整体稳定和挠度的验算。 4、闸门的类型有哪些？答：按功用分为：工作闸门、事故闸门、检修闸门和施工闸门按闸门空口的位置分：露顶闸门、潜孔闸门按闸门结构形式分为：平面闸门、弧形闸门及船闸上常采用的人字形闸门 5、平面闸门结构布置的主要内容有哪些？答：确定闸门上需要的构件，每种构件需要的数目以及确定每个构件所在的位置。 ①主梁的布置②梁格的布置③梁格连接形式④边梁的布置 6、平面闸门门叶结构组成又哪些？答：面板、梁格、横向和纵向连接系（即横向和纵向支撑）、行走支承（滚轮或滑块）以及止水等部件组成。 ①边梁、②主轮、③面板顶梁、④水平次梁、⑤横向隔板、⑥纵向连接系、⑦主梁、⑧吊耳 1.焊接连接有哪些缺点？ 1. 缺点是由于焊接连接处局部受高温，在热影响区形成的材质较差，冷却又很快，再加上热影响区的不均匀收缩，易使焊件产生焊接残余应力以及残余变形，甚至可能造成裂缝，导致脆性破坏对结构工作产生不利影响。 2.在桁架体系中，支撑有哪些主要作用？ 2. （1）保证桁架结构的空间几何稳定性，即几何形状不变。（2）保证桁架结构的空间刚度和空间整体性。（3）为桁架弦杆提供必要的侧向支撑点。（4）承受并传递水平荷载。（5）保证结构安装时的稳定且便于安装。 3.系杆的布置原则是什么？ 3. 在垂直支撑的平面内一般设置上下弦系杆；屋脊节点及主要支撑点处需设置刚性系杆，天窗侧柱处及下弦跨中附近设置柔性系杆，当屋架横向支撑设在端部第二柱间时，则第一柱间所有系杆均应为刚性系杆。 4.简述钢梁整体失稳的概念。 4. 钢梁截面一般都设计成高而窄且壁厚较薄的开口截面，以获得弯矩作用平面内较大的抗弯承载力和抗弯刚度，但抗扭和侧向抗弯能力较差。如工字形截面梁，弯矩作用在其最大刚度平面内，当弯矩逐渐增加使梁受压，翼缘的最大弯曲应力达到某一数值时，梁在很小的侧向干扰力作用下，会突然向刚度较小的侧向弯曲，并伴有扭矩而破坏，这种现象称为整体失稳。 5.减小或消除焊接变形有哪些措施？ 5. （1）反变形法即在施焊前预留适当的收缩量和根据制造经验预先造成相反方向和适当大小的变形来抵消焊后变形；（2）采用合理的焊接和装配顺序控制变形也十分有效；（3）焊接变形的矫正方法，以机械矫正和局部火焰加热矫正较为常用。 1.为什么选择屈服点作为建筑钢材静力强度承载力极限的依据？ 1. （1）钢材屈服后，塑性变形很大，从屈服到断裂的塑性变形约等于弹性变形的200倍，这样大的塑性变形已使结构失去正常使用功能而达到极限状态，因而无法利用强化阶段。（2）屈服后塑性变形很大，险情极易被察觉，可以及时采取适当补救措施，以免突然发生破坏。（3）抗拉强度和屈服点的比值较大，成为结构极大的后背强度，符合结构多级抗震设防的准则，使钢结构从来不会发生真正的塑性破坏。 2.实腹式轴心受压柱有哪些设计原则？ 2. （1）截面面积的分布应尽量远离主轴线，以增大截面的惯性矩和回转半径，从而提高柱的整体稳定性和刚度；（2）使两个轴方向的稳定性相等；（3）构造简单，便于制作；（4）便于与其他构件连接；（5）选用便于供应的钢材规格。 3.简述平面钢闸门主梁设计的特点。 3. 当主梁所承受的最大弯矩值不超过500kNm时，可考虑使用型钢作为主梁。若型钢强度不足，可在其上翼缘加焊扁钢予以加强。采用型钢可以简化制造，降低成本。当型钢不能满足要求时，可采用由钢板焊接而成的主梁组合梁。当跨度较大时，采用变截面组合梁较为经济合理。 4.说明格构式压弯构件的设计步骤。