【正文】 ?22 733003 3 1 0 0 0 3 0 0 4 . 0 5 1 066tw bW h b m m? ? ? ? ? ? ? ﹙ ﹚ 翼緣 ? ? ? ?39。 ﹙ ﹚ 對(duì)集中荷載作用下的矩形截面，剪扭構(gòu)件（包括作用由多種荷載，且其中集中荷對(duì)支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣所產(chǎn)生的剪力值占總剪力值的 75%以上的情況）應(yīng)考慮剪跨比? 的影響。 第四節(jié) 立柱牛腿的設(shè)計(jì) 一、牛腿截面尺寸擬定 ? ? ? ?111500 , 800 , , 400345 , ta n 800 400 400b m m h m m h h m mc h h m m??? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?1且 不 應(yīng) 小 于 200mm, 取 h 010ta n 4 0 0 4 0 4 0 0 7 6 01 0 0 2 0 1 2 0 0 . 3 , 0 . 3 7 6 0 2 2 8sh h c m ma m m h a m m??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?取 圖 35 牛腿截 面尺寸 vsF — 由荷載標(biāo)準(zhǔn)值按荷載效應(yīng)短期組合計(jì)算作用于牛腿頂部的豎向力值 vF — 作用在牛腿頂部的豎向力設(shè)計(jì)值 a蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 hF — 作用在牛腿頂部的水平拉力設(shè)計(jì)值 一輪壓位于支座處時(shí)，支座產(chǎn)生最大剪力 ? ?? ?Q1 0 .7 7 6 3 0 0 .2 4 1 0 .0 7 3 .7 5 5 7 0 .9 92 1 2 2 42 4 .0 2 0 K N1 .2F 1 .2 9 .5 9 3 .7 5 1 .8 6 2 5 0 .2 5 0 1 .3vhhhsvsF KNF KNFFrKN? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? 根據(jù)下式對(duì)初擬高度驗(yàn)算 001 hs tkvsvsF f bhFaFh? ????????? 式中 。139。 4. 腹板抗剪扭鋼筋計(jì)算 （ 1） T 形截面的扭矩分配，由式： 腹板： 翼緣： 7739。 01 5 0 , 3 0 0 , 1 0 0 0 , 6 0 , 2 5 , 1 0 0 0 6 0 9 4 0fh m m b m m h m m a a m m c m m h h a m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?承受彎矩設(shè)計(jì)值 M=，剪力設(shè)計(jì)值 V=338KN，扭矩設(shè)計(jì)值 T=,采用 C30 級(jí)混凝土，縱筋為Ⅲ級(jí)鋼筋 ，箍筋用Ⅰ級(jí)鋼筋。并參照本圖集頁 1 關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，按抗震設(shè)防烈度為 6度，布置屋架上，下弦支撐。 en _額定轉(zhuǎn)速（ r/min） ﹙ ﹚ iD _定子內(nèi)徑 C系數(shù)（ 4* 6610 ~ *10??）此處取 5* 610? tI = 2fieSCDn = 6213333 9 5 .6 55 1 0 3 3 3 .9 4 2 5 0 cm? ?? ? ? 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 3 3 3 .9 4 0 .0 1 4 0 .0 3 59 5 .6 5 2 5 0itDIn ? ? ?? 所以采用懸式水輪發(fā)電機(jī) ??9 4. 定子鐵芯外徑 aD （機(jī)座號(hào)） 250 / m i n 166 .7 / m i nen r r?? aD = 333 .94 377 .63iD c m?? ? ? ? 則取 aD =378cm，故發(fā)電機(jī)型號(hào)為 12 12/ 378SF ? 二、外形尺寸估算 1. 平面尺寸估算 （ 1）定子機(jī)座外徑 1D 214 250 / m in 300enr? ? ? 1 1 .2 0 1 .2 0 * 3 7 8 4 5 3 .6aD D c m? ? ? ? （ 2）風(fēng)罩內(nèi)徑 2D 20210fS KVA? 21 453 .6 200 653 .6D D c m? ? ? ? ? ? （ 3）轉(zhuǎn)子外徑 3 2iDD??? ?? 單邊空氣間隙，初步估算時(shí)可忽略不計(jì) 3 D cm? ? ? （ 4）下機(jī)座最大跨度 4D 10 00 0 10 00 00fS K VA?? D m? ? ? 式中 5D 為水輪機(jī)基坑直徑 ??9 5D = D m? ? ? =+==3600cm （ 5） 推力軸承外徑 6D 和勵(lì)磁機(jī)外徑 7D 查《水利機(jī)械》 6D =2400cm， 7D =1500cm 三、軸向尺寸計(jì)算 1．定子機(jī)座高度 1h 250 / m in 214 / m inen r r??, 1 2 2 * 183 .03th I c m?? ? ? ? ? 2． 上機(jī)架高度 2h 對(duì)于懸式承載機(jī)架 2h = 5 5 * 333 .94 83. 48iD c m?? 3． 推力軸承高度 3h ，勵(lì)磁機(jī)高度 4h 和永磁機(jī)高度 6h ??9 3h =1000mm, 4h =1500~1800, 取 1600mm，其中機(jī)架高 500~700 ，在這里取蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 600mm, 5h =600mm, 6h =500mm 4． 下機(jī)架高度 7h 懸式非承載機(jī)架 7h = 333 .94 7iD c m? ? ? 5． 定子支座支承面至下機(jī)架支承面或下?lián)躏L(fēng)板之間 的距離 8h 懸式非承載機(jī)架 8h = 333 .94 9iD cm? ? ? 6． 下機(jī)架支承面至主軸法蘭底面之間的距離 9h 按已生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)統(tǒng)計(jì)資料，一般為 700~1500mm,取 9h =800mm 7． 轉(zhuǎn)子磁軌軸向高度 10h 有風(fēng)扇時(shí)， 10 ( 7 0 0 ~ 1 0 0 0 ) 9 5 6 .5 8 0 0 1 7 5 6 .5th I m m m m? ? ? ? ? 8． 發(fā)電機(jī)主軸高度 11h 11 ( ~ )hH? ， H— 發(fā)電機(jī)總高度，即由主軸法蘭盤底面至發(fā)電機(jī)頂部的高度 H= 1h? 2h + 3h + 4h + 5h + 6h + 8h + 9h =++100+160+60+50++80=m 11 0 .8 0 .8 7 6 6 .6 6 1 3 .2 8h H c m? ? ? ? ? 9． 定子鐵芯水平中心線至主軸法蘭盤底面距離 12h 12h = 1h? 10h =? += 四、水輪發(fā)電機(jī)重量估算 1. 發(fā)電機(jī)總重量 fG （ t） fG =2 2331133338 11 3. 35250feSKtn?? ??? ? ??? ?????? ﹙ ﹚ 1K — 系數(shù)，對(duì)懸 式發(fā)電機(jī)取 8~10，在此處取 8 2. 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重量一般可按發(fā)電機(jī)總重量的 1/2 估算 1 1 3 .3 5 5 6 .6 7 522fGGt? ? ? 3. 發(fā)電機(jī)飛輪力矩 2 3. 5 3. 5 22 5. 2 3. 33 94 0. 95 65 33 3. 47itCD K D I tm? ? ? ? ? ﹙ ﹚ 2K — 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，可按 ??9 選取 , 當(dāng) 100 375en?? 時(shí)， 2 ? iD — 定子鐵芯長度（ m） tI — 定子鐵芯長度（ m） 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 第三節(jié) 蝸殼斷面形式及尺寸計(jì)算 本電站最大工作水頭超過 40m,故采用金屬蝸殼，有線變化結(jié)構(gòu)簡單，水力損失大：拋物線變化結(jié)構(gòu)復(fù)雜，水利損失小。1maxQ ，故 39。1 1 0 m a xm a x / 1mMnn ??? ? ? 則 39。 sH 計(jì)算 由水輪機(jī)的設(shè)計(jì)工況參數(shù) 39。39。10n =,初步假定39。 第二節(jié) 廠房布置方岸的選定 方岸一：主廠房位于桔園平坦處，副廠房位于主廠房上游一側(cè)，升壓站緊接副廠房，尾水渠布置在主廠房下游，斜對(duì)河岸。廠房與 壩不直接相接，發(fā)電用水由引水建筑物引人廠房。 水電站廠區(qū)包括： （ 1）主廠房。裝設(shè)主變壓器的地方。 （ 4）廠房內(nèi)運(yùn)行管理人員應(yīng)力求精簡 ,應(yīng)保證他們有良好工作條件和衛(wèi)生環(huán)境。這個(gè)方岸的優(yōu)點(diǎn)是（ 1）靠近公路，交通便利。先取 ? =%，則可得效率修正值為 ?? =%，由此可得原型水輪機(jī)在最優(yōu)工況和限制工況下的效率為 m a x m a x % % %M? ? ?? ? ? ? ? ? 8 5 .2 % 0 .8 % 8 6 .0 %M? ? ?? ? ? ? ? ? （與上述假定值相同） 單位轉(zhuǎn)速的修正值按下式計(jì)算： ? ?39。水輪機(jī)在 ,rrHN下工作時(shí)，其 39。1mQ = 39。1Q 也可不加修正。 11 2 5 0 2 7 0 .4 3 / m in5 0 .4rrnDnrH ?? ? ? 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 在 HL230 型 水 輪 機(jī) 模 型 綜 合 特 性 曲 線 圖 上 分 別 繪 出 39。 所以，外壁半徑 6R =? =2..7m, 內(nèi)壁半徑 7R =? = 圖 31 混流式水輪機(jī)尾水管 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 第五節(jié) 主廠房主要尺寸的確定 主廠房主要尺寸的確定，即主廠房的總長，總高和寬度的確定。 由于梁的跨度為 , 11, 7 .5 1 .0 777h hml ? ? ? ? ?，所以梁高取 取 b=300m, 39。2 239。 ? ? ? ? 3660 338 10 25 101 1 9 10 300 900tttVWT bh???? ? ? ?? ? ??? ? ? ? ? ? ??取 02 . 4 2 . 5 50 . 9 4ah??? ? ?計(jì) 算 剪 跨 比 = ﹙ ﹚ 5. 求箍筋 。 ﹙ ﹚ ? — 裂縫控制系數(shù)，對(duì)水電站廠房立柱的牛腿，取 ? = tkf — 混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（ C30， tkf =） a — 豎向力作用點(diǎn)至下柱邊緣的水平距離，應(yīng)考慮安裝偏差 20mm。 縱筋： 39。20m in015 . 83 40 0 94 0 44 33 .6736044 33 .67 7% 5%30 0 94 0csfysfA b h mmfAbh???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ﹙ ﹚ 滿足要求。39。 屋面荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算如下： 防水層 20mm 厚水泥砂漿找平層 KN/ 2m 150mm厚加氣混凝土 KN/ 2m 預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板及灌漿縫 KN/ 2m 屋面支撐及吊管自重 KN/ 2m 所以永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值總計(jì) KN/ 2m 風(fēng)荷載 KN/ 2m 雪荷載 KN/ 2m 屋面活荷載 KN/ 2m 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 因?yàn)槲菝婊詈奢d與雪荷載部同時(shí)存在，屋面活荷載較大，故取屋面活荷載組合 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q=? +? ? = KN/ 2m 無鋼天窗架選用代號(hào)為 a 檐口形狀為兩端外天溝代號(hào)為 B 根據(jù)實(shí)際屋面荷載設(shè)計(jì)值，在表 4中 15m跨屋面荷載設(shè)計(jì)值為 q= KN/ 2m 一欄選取屋架荷載能力等級(jí)為 3級(jí) 因此無天窗的屋架型號(hào)為 WJ15— 3Ba。 第二節(jié) 水輪發(fā)電機(jī)的型式選擇 本設(shè)計(jì)為大中 型水電站，故采用大中型機(jī)組，采用立式 SF12— 18— 3600 型發(fā)電機(jī) 表 22 發(fā)電機(jī)的主要參數(shù) 單機(jī)容量 (KW) 功率因數(shù)（ COS? ） 額定電壓 額定容量（ KVA） 12021 13333 一、水輪機(jī)主要尺寸估算 1. 極距 ? ； 4 4 133339 4 3 .6 92 2 1 2fj SK c mP? ? ? ? ?? ﹙ ﹚ 式中： fS — 發(fā)電機(jī)額定容量（ 13333KVA） P— 磁極對(duì)數(shù)（ 12） jK — 系數(shù)，一般?。?810）在這里取 jK =9 2. 定子內(nèi)徑 iD 2 2 1 2 4 3 . 6 9 3 3 3 . 9 43 . 1 4i pD c m?? ??? ? ? ﹙ ﹚ 3. 定子鐵芯長度 tI tI =2fieSCDn 式中 。1Q 即為 39。39。1 m a x 1 m in10 0. 42 / m in, 73 .9 2 / m i