天沟自动计算程序
天沟验算
天沟验算：
天沟排水量Qg=Ag×Vg
Ag=Bc×Hc
Vg=R2/3×S1/2/n
R=Ag/(Bc+2×Hc)
式中：Ag为天沟泄水面积，Vg为天沟排水速度，Bc、Hc分别为天沟的宽度、深度。
R为天沟泄水系数，S为天沟泄水坡度，n为天沟摩擦系数。
天沟分担的雨水量=集水面积×降雨强度，当排水量大于其分担的雨水量时，合格，反之不合格。
集水面积=分担跨度×分担宽度，分担跨度根据屋脊与分跨情况决定，一般为屋脊到屋檐，对于中间的屋檐
为两侧的屋脊到屋檐的距离和；分担宽度为落水管间距。
落水管验算：
落水管水流量Qc=m×A×(2×g×Hc×R)1/2
式中：m为落水管支数，一般每个分担面积内为一支，A为落水口面积，g为重力加速度，Hc为天沟深度，R为
水深系数，d为落水管直径。
当落水管水流量大于对应天沟分担的雨水量时，合格，反之不合格。
天沟深度与宽度，一般各地区都有省标图大样，其计算假定是天沟中容纳的水能顺畅通过雨水口排走。
每米长天沟的容积≧该一米宽的屋面上的降雨量（常年最大值）总和。
天沟的深度与宽度构成每米长天沟的容积，其深度与宽度的协调，靠建筑师的经验并参考本地区图集。
钢天沟及落水管计算
HHale Waihona Puke W内天沟落水管 0.15 1 0.018 0.240 9.800 0.038 0.018 0.240 9.800 0.038 满足
0.40 0.30 0.096 0.109 0.578 0.055 12.0 35.5 426 136 0.016 满足
0.40 d(直径) 0.30 M(数量) 0.096 0.109 0.578 0.055 12.0 71.0 852 136 0.032 满足 Ad HW g Qd Ad HW g Qd 满足
天沟断面及落水管计算
内天沟 1.每一个落水口所分担之雨水量计算： 屋面长度：L(m) 屋面宽度：B(m) 集水面积：Ar=BL(m2) 雨 水 量： Qr=ArI10 /3600(m /sec) 降雨强度：I(mm/hr) 注:计算内天沟时L用L1来取代。
L1
-3 3
外天沟
落水管
L
B
2.天沟断面核算: 天沟排水量采用曼宁公式计算： Qg=AgVg =AgR2/3S1/2/n Ag=WHW R=Ag/(W+2HW) Vg：天沟排水速度(m/sec) N：sus或彩色板磨擦系数=0.0125 S：天沟泄水坡度=1/1000 W：天沟宽度（m） H：天沟深度（m） Hw：设计最大水深（m）（通常取0.8H） FOR Qg>Qr <OK> 外天沟 W(宽度) H(高度) Ag R 3.落水管计算: Qd=mAd(2gHW) (m /sec) M：落水管支数=1支 d：落水管外径（m） Ad：落水口面积（m2） g：重力加速度=9.8 m/sec HW：天沟最大水深（m） FOR Qd>Qr <OK>!!
Vg Qg B(开间) L(坡长) Ar I Qr 结果
天沟计算书
计算依据是《给水排水设计手册》第二册[室内给水排水]
〖已知参数:〗
计算所在省（直辖市）: 江西
计算所在城市: 吉安
计算暴雨量重现期: 1年
天沟长度: 8.1m
计算坡长: 16m
天沟槽宽: 0.4m
积水深度: 0.22mm
天沟表面粗糙系数: 0.015
天沟坡度: 0.003
〖天沟排水计算〗
根据《手册》表8-4查得该地区降雨强度:4.15升/秒*100平方米
※天沟过水断面积
根据下面公式a得:
(公式a) 天沟过水断面积为:0.09平方米
※湿周
根据下面公式b得:
(公式b) 湿周为:0.84m
※水力半径
根据下面公式c得:
(公式c) 水力半径为:0.10m
※水流速度
根据《手册》公式8-4得:
(公式8-4) 水流速度:0.81m/s
※天沟排水量
根据下面公式d得:
(公式d) 天沟排水量:71.41升/秒
※天沟汇水面积
根据《手册》公式8-6得:
(公式8-6) 天沟汇水面积:129.60平方米
※暴雨量计算
根据下面公式e得:
(公式e)
暴雨量计算:5.38升/秒
暴雨量能排除，天沟大小满足！
※落水管选择
根据《手册》表8-2:
直径为75的立管允许排水量为10.0升/秒
满足排水要求。
计算结束！。
天沟排水计算
天沟断面及落水管计算每一个落水口所分担之雨水量计算：屋面长度：L（m）L=20屋面宽度：B（m）B=30集水面积：Ar=B⨯L（m2）Ar=600雨水量：Qr=Ar ⨯I⨯10-3/3600（m3/sec）Qr=0.166667降雨强度：I （mm/hr）I=1000注：1．天沟由1000mm宽板折成。
２．计算内天沟时Ｌ用Ｌ1来取代。
jjjjj外天沟断面核算:天沟排水量采用曼宁公式计算：Qg=Ag⨯Vg =Ag⨯R2/3⨯S1/2/n Qg=0.180551Ag=W⨯H W Ag=0.24R=Ag/(W+2H W)R=0.162162Vg：天沟排水速度(m/sec)Vg=0.752298N：sus或彩色板磨擦系数=0.0125N=0.0125S：天沟泄水坡度=1/1000S=0.001W：天沟宽度（m）W=1H：天沟深度（m）H=0.3Hw：设计最大水深（m）（通常取0.8H）Hw=0.24FOR Qg>Qr <OK>计算结果:Qg> Qr⇒使用天沟断面如右：排水槽的截面满足要求jjjjj落水管计算:Qd=m⨯A d⨯(2gH W)1/2（ m3/sec）Qd=0.051103M：落水管支数=1支m=3d：落水管外径（m）d=0.1Ad：落水口面积（m2）Ad=0.007854g：重力加速度=9.8 m/sec g=9.8H W：天沟最大水深（m）Hw=0.24FOR Qd>Qr计算结果:Qd < Qr⇒使用落水管的管径大小 <OK>!!使用落水管的管径大小工程名称：范例厂房所在地：杭州降雨强度I=150mm/hr每一个落水口所分担之雨水量计算：屋面长度： L=40m屋面宽度： B=7m集水面积：Ar=B⨯L=40⨯7=280m2雨水量：Qr=Ar ⨯I⨯10-3/3600=280⨯150⨯10-3/3600=0.012m3/secjjjjj天沟断面核算:天沟排水量采用曼宁公式计算：Ag=W⨯Hw=0.3⨯0.16=0.048R=Ag/(W+2H W)=0.048/(0.3+0.16⨯2)=0.077Qg=Ag⨯Vg =Ag⨯R2/3⨯S1/2/n=0.048⨯0.0772/3⨯0.0011/2/0.0125=0.022 m3/secVg：天沟排水速度(m/sec)n：sus或彩色板摩擦系数=0.0125S：天沟泄水坡度=1/1000W：天沟宽度（m）H：天沟深度（m）Hw：设计最大水深（m）（通常取0.8H）FOR Qg>Qr <OK>⇒使用天沟断面如右：jjjjj落水管计算:A d=πR2=π⨯0.052=0.00785m2Qd=m⨯A d⨯(2gH W)1/2=1⨯0.00785⨯(2⨯9.8⨯0.15) 1/2=0.0135（m3/sec）m：落水管支数=1支d： 落水管外径（m）Ad：落水口面积（m2）g：重力加速度=9.8 m/secH W：天沟最大水深（m）FOR Qd>Qr⇒使用一支 100mm落水管 <OK>!!mmm2m3/secmm/hr排水槽的截面满足要求H m3/secm2使用落水管的管径大小不满足要求。
天沟计算公式
有关屋面排水计算以及天沟落水管尺寸的确定:
1、 设计任务：屋面排水系统应迅速及时地将雨水排至室外或地面。
(<给排水>4.9.1)
2、 设计雨水流量：(4.9.2)
10000Fw
q q j y ϕ=
q y :设计雨水流量 L/s
q j : 设计降雨强度 L/s*ha （hectare 公顷）
ϕ: 径流系数 屋面ϕ=0.9
Fw: 汇水面积 m 2
3、 建筑屋面雨水排水管道设计降雨历时按5min 计算。
(4.9.4)
4、 天沟坡度不应小于0.003。
（4.9.18）
5、 重力流屋面雨水排水管系的悬吊管应按非满流设计，充满度不
宜大于0.8，管中流速不宜小于0.75m/s 。
(4.9.20)
6、 重力流屋面雨水排水立管的最大设计泄流量：(4.9.22)
塑料管 φ90X3.2 9.22 L/s
φ110X3.2 15.98 L/s
6、《室外排水设计规范》雨水设计流量：（2.2.1）
Q=q ϕF
Q:雨水设计流量
q:设计暴雨强度
ϕ:径流系数
F:汇水面积
7、 天沟排水量计算（曼宁公式） 3235-=x A n
i Q
A ：过水面积
X:湿周
I:天沟排水坡度
N:粗糙度 或者可以用先确定流速的方法： 设计流速： 21321I R n
v = 流量计算：
vA Q =。
一种路基天沟自动计算及快速绘制方法[发明专利]
![一种路基天沟自动计算及快速绘制方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/279bb128a1c7aa00b42acbc9.png)
专利名称：一种路基天沟自动计算及快速绘制方法
专利类型：发明专利
发明人：肖昌睿,李伯根,周和祥,魏炜,杜猛,张显峰,王雨佳,曾永红,龚建辉,吴沛沛,李宁
申请号：CN202010747938.5
申请日：20200730
公开号：CN111859513A
公开日：
20201030
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了岩土工程设计领域的一种路基天沟自动计算及快速绘制方法，方法的步骤包括：S1，输入天沟类型，根据天沟类型与天沟类型对应的尺寸数据之间的映射关系，获取天沟的尺寸数据；S2，选择待绘制天沟的路基横断面图；S3，根据路基横断面图的堑顶坐标、线路中桩点坐标、高程点相应的高程值、地面线参数、天沟与堑顶的距离，以及天沟壁倾角、壁厚、确定天沟在断面里程图中的相对位置关系，计算天沟的关键点坐标；S4，依次连接所述关键点坐标，绘制出所述断面里程对应的堑顶天沟横断面图。
本发明提出一种天沟的自动快速绘制方法，适用于一般的铁路路基设计，解决了现有技术中存在的手动绘制误差大，耗时长，设计效率低的问题。
申请人：中铁二院工程集团有限责任公司
地址：610031 四川省成都市金牛区通锦路三号
国籍：CN
代理机构：四川力久律师事务所
代理人：韩洋
更多信息请下载全文后查看。
天沟计算
具体计算公式为：
天沟计算：
Q=1/K*A*100R*sqrtI/(n+sqrtR)
R=A/(2h+W)
W=a*(S1+S2/r)/3600
其中：sqrt表示开平方根
Q--天沟排水量（立方米/秒）
K--安全系数（一般取1.5）
A--排水有效面积（平方米）
I--排水坡度
n--粗糙系数（一般取0.2）
h--天沟积水深度
W--降水量（立方米）
a--采用的降雨强度（立方米/小时）
S1--屋面投影面积（平方米）
S2--流过雨水的外墙面积（平方米）
r--风速系数（一般取2）
落水管的计算：
q=c*A*sqrt(2gh)
s=q/(a*3600)
n=S/s
其中：q--落水管排水量（立方米/秒）
c--流量系数（一般取0.6）
A--落水管有截面积（平方米）
g--重力加速度（9.8米/平方秒）
h--天沟积水深度（米）
s--每根落水管的屋面汇水面积（平方米）
a--降雨强度（立方米/小时）
n--落水管数量
S--屋面受水面积（平方米）
当然也可根据落水管径和降水强度直接查表知落水管的布置，详参给排水规范。
天沟的计算原理(免费)
屋面长度：L（m）屋面宽度：B（m）集水面积：Ar=B⨯L（m2）雨水量：Qr=Ar ⨯I⨯10-3/3600（m3/sec）降雨强度：I （mm/hr）注：1．天沟由1000mm宽板折成。
２．计算内天沟时Ｌ用Ｌ1来取代。
外天沟断面核算:天沟排水量采用曼宁公式计算：Qg=Ag⨯Vg =Ag⨯R2/3⨯S1/2/nAg=W⨯H WR=Ag/(W+2H W)Vg：天沟排水速度(m/sec)N：sus或彩色板磨擦系数=0.0125S：天沟泄水坡度=1/1000W：天沟宽度（m）H：天沟深度（m）Hw：设计最大水深（m）（通常取0.8H）FOR Qg>Qr <OK> Array⇒使用天沟断面如右：落水管计算:Qd=m⨯A d⨯(2gH W)1/2（ m3/sec）M：落水管支数=1支d：落水管外径（m）Ad：落水口面积（m2）g：重力加速度=9.8 m/secH W：天沟最大水深（m）FOR Qd>Qr⇒使用落水管的管径大小 <OK>!!工程名称：范例厂房所在地：杭州降雨强度I=150mm/hr每一个落水口所分担之雨水量计算：屋面长度： L=40m屋面宽度： B=7m集水面积：Ar=B⨯L=40⨯7=280m2雨水量：Qr=Ar ⨯I⨯10-3/3600=280⨯150⨯10-3/3600=0.012m3/sec天沟断面核算:天沟排水量采用曼宁公式计算：Ag=W⨯Hw=0.3⨯0.16=0.048R=Ag/(W+2H W)=0.048/(0.3+0.16⨯2)=0.077Qg=Ag ⨯Vg =Ag ⨯R 2/3⨯S 1/2/n=0.048⨯0.0772/3⨯0.0011/2/0.0125=0.022 m 3/sec Vg ：天沟排水速度(m/sec)n ：sus 或彩色板摩擦系数=0.0125S ：天沟泄水坡度=1/1000W ：天沟宽度（m ）H ：天沟深度（m ）Hw ：设计最大水深（m ）（通常取0.8H ） FOR Qg >Qr <OK>⇒使用天沟断面如右：落水管计算:A d =πR 2=π⨯0.052=0.00785m 2Qd=m ⨯A d ⨯(2gH W )1/2=1⨯0.00785⨯(2⨯9.8⨯0.15) 1/2=0.0135（ m 3/sec ） m ：落水管支数=1支d ： 落水管外径（m ）Ad ：落水口面积（m 2）g ：重力加速度=9.8 m/secH W ：天沟最大水深（m ）FOR Qd >Qr⇒使用一支 100mm 落水管 <OK>!!。
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Sheet1
本表格已经设计好所有函数公式，只需在
表格中填入相关的数据即可自动进行计算
彩板，天
沟，落水管
排水系统
工程名称：大亚工
程2020/7/27一。
屋面
排水系统
1选用屋面彩板类型CD
彩板沟宽b110mm
彩板沟高D35mm
彩板波长a190mm
2最大板长L25.5m
3排水坡度i0.1
4本地最大暴雨强度v250mm/hr
5金属板摩擦系数n0.0125
6计算最大集水量Q0.00034M^3/SEC
7彩板最大排水能力q0.00497M^3/SEC
Q<q OK!
二。
天沟
排水系统
1选用天沟高H250mm
2选用天沟宽W250mm
3柱距X9m
4女儿墙高度Y0m
5集水面积S229.500mm^2
6最大集水量Q0.01594m^3/SEC
7天沟最大排水能力q0.02109m^3/SEC
Q<q OK!
三。
落水
管排水系
统
1位差损失h0.1875m
2需要落水管截面积A0.0105m^2
3需要落水管直径d11.5893cm
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