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正文內(nèi)容

徐洪河節(jié)制閘畢業(yè)設(shè)計(jì)(參考版)

2025-06-10 03:01本頁(yè)面
  

【正文】 表 邊荷載 內(nèi)力計(jì)算表 段別 ? 不同工況下邊荷載產(chǎn)生的彎矩 完建期 設(shè)計(jì)情況 地震情況 擋洪情況 上 游 段 下 游 段 淺談農(nóng)村水利工程管理現(xiàn)狀 48 / 141 由以上計(jì)算可知邊荷載會(huì)使底板正彎矩減小,而又不產(chǎn)生負(fù)彎矩,根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》 SL2652021,故可不考慮邊荷載的影響。 邊荷載具體計(jì)算見(jiàn)表 76 表 邊荷載計(jì)算表 完建期 (kN/m2) 1P 2P 3P 4P 5P 6P 7P 8P 9P 10P 上游 下游 11P 12P 13P 14P 15P 上游 下游 設(shè)計(jì) (kN/m2) 1P 2P 3P 4P 5P 6P 7P 8P 9P 10P 上游 下游 11P 12P 13P 14P 15P 上游 下游 地震期 校核 (kN/m2) 1P 2P 3P 4P 5P 6P 7P 8P 9P 10P 上游 下游 11P 12P 13P 14P 15P 上 淺談農(nóng)村水利工程管理現(xiàn)狀 47 / 141 游 下游 擋洪期校核 (kN/m2) 1P 2P 3P 4P 5P 6P 7P 8P 9P 10P 上游 下游 11P 12P 13P 14P 15P 上游 下游 邊荷載的內(nèi)力計(jì)算 在總彎矩匯總時(shí),若邊荷載使底板彎矩增加,則必須全部考慮其影響,若使底板的彎矩減少,則 不考慮邊荷載 。) ( α=) 下q 下1P 上游段 16 17 18 19 20 0 下游段 0 上下游彎矩見(jiàn)圖 73 淺談農(nóng)村水利工程管理現(xiàn)狀 45 / 141 圖 73 上下游彎矩圖 上述地基梁內(nèi)力計(jì)算并沒(méi)考慮到相鄰閘孔或兩岸填土等荷載的影響,實(shí)際上在半無(wú)限大彈性地基上的基礎(chǔ)梁,當(dāng)兩側(cè)地面承載時(shí)將使梁下地面產(chǎn)生沉降,這些沉陷影響到地基反力的重新分布,從而引起計(jì)算梁段內(nèi)部應(yīng)力改變,將計(jì)算梁段兩側(cè)荷載稱(chēng)為邊荷載。) ( α=) 下q 下1P 上游段 6 7 8 9 10 下游段 淺談農(nóng)村水利工程管理現(xiàn)狀 43 / 141 續(xù)表 彎矩系數(shù) 板帶上荷載產(chǎn)生的彎矩值 M( kNm) 板上荷載 板上荷載 地震期校核情況 段別 ξ 均布荷載 q 集中荷載 1P 上q 上1P ∑ ( α=177。 淺談農(nóng)村水利工程管理現(xiàn)狀 41 / 141 其他工況: ) ( 900010 37 ???t,取為 2 對(duì)于集中荷載 1P :距離系數(shù) ?? Lx/? 式中: ? ——集中力到地基梁中心的系數(shù); x——集中力到地基梁中心的距離; L——地基梁長(zhǎng)度的一半,取為 ; 表 板條內(nèi)的彎矩計(jì)算表 彎矩系數(shù) 板帶上荷載產(chǎn)生的彎矩值 M( kNm) 板上荷載 板上荷載 完建期 段別 ξ 均布荷載 q 集中荷載 1P 上q 上1P ∑ ( α=177。 對(duì)于分布荷載: 計(jì)算柔性指數(shù)用公式 30 )(10hLEEt h? 式中: 0E ——地基土的變形模量,本次工程為地基持力層為 輕粉質(zhì)壤土 ,完建期 取為 12500kN/m2,其他工況取為 9000 kN/m2; hE ——混凝土的變形模量,取為 ? kN/m2; L——地基梁長(zhǎng)度的一半,取為 ; h——梁高度,即底板厚度為 。 根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制底板上下游段的彎矩圖。 表 單位寬度地基梁荷載計(jì)算表 荷載 均布荷載( kN/m) 集中荷載 ( kN) 淺談農(nóng)村水利工程管理現(xiàn)狀 39 / 141 時(shí)期 1q 2q 3q 2Q? q 1G 1Q? 1P 上游段 完建期 設(shè)計(jì) 地震 擋洪 下游段 完建期 設(shè)計(jì) 地震 擋洪 單寬板條荷載見(jiàn)圖 72 完建期: 設(shè)計(jì)情況: 地震期校核情況: 淺談農(nóng)村水利工程管理現(xiàn)狀 40 / 141 擋洪期校核情況: 圖 72 單寬板條的荷載圖 荷載產(chǎn)生的內(nèi)力計(jì)算 ( 1)利用郭式表計(jì)算底板內(nèi)力 根據(jù)已知的集中荷載,均布荷載等值,查相關(guān)郭氏表中的集中荷載和均布荷載的彎矩系數(shù),計(jì)算上下游段在各工況下的彎矩。 其中: 2Q? 、 1Q? — 分配給閘墩和閘底板上的不平衡剪力; Q? — 不平衡剪力。 計(jì)算不平衡剪力如表, 所示。因此,直接采用前邊的計(jì)算結(jié)果可知。本次底板設(shè)計(jì)計(jì)算方法采用彈性地基梁法。因此,計(jì)算底板內(nèi)力時(shí),一般沿垂直水流方向截取單位寬度的板條,按梁進(jìn)行計(jì)算。 ???????? )(uQ kN ???????? )(dQ kN 375150525 ????? du P kN 21 ???????? ?A m2 ???? AAPP kN 門(mén)槽頸部拉應(yīng)力 ? 為: ??? bP? kN ? ? ? ?? kPa 故按構(gòu)造要求配筋 C12 平面閘門(mén)門(mén)槽應(yīng)力計(jì)算 從墩底取高度為 1m的閘 墩作為脫離體進(jìn)行分析, 傳至 1m高門(mén)槽的水平水壓力 P 即為 脫離體上、下面的剪力分別為 uQ 和 dQ 的差 , 則 淺談農(nóng)村水利工程管理現(xiàn)狀 35 / 141 AAPAAP du 111 )( ???。因此,應(yīng)以該結(jié)合面作為計(jì)算面,并把閘墩視為固支與底板的懸臂梁,近似的用偏心受壓公式計(jì)算應(yīng)力。 表 閘墩計(jì)算水位表 計(jì)算工況 上游水位( m) 下游水位( m) 設(shè)計(jì) 情況 閘墩底部縱向正應(yīng)力計(jì)算 在運(yùn)用情況下,閘墩兩側(cè)閘門(mén)皆關(guān)閉,閘墩承受最大水頭時(shí)水壓力,自重與上部結(jié)構(gòu)重量,這種情況為縱向最不利情況,則按下列公式計(jì)算: 2LIMAW x y ??? ??? 式中: ? ——閘墩底部正應(yīng)力 A——計(jì)算截面的面積 ?W ——計(jì)算截面以上豎向力的總和 ?xM ——計(jì)算截面以上各力對(duì)截面形心軸 y 的力矩總和 xI ——計(jì)算截面對(duì)其形心軸 y 的慣性矩 L ——閘墩順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度; 運(yùn)行情況下的閘墩計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 61。 對(duì)設(shè)計(jì)水位情況和校核水位情況比較, 設(shè)計(jì) 水位情況下的水位差比較大,對(duì)閘墩有更不利的影響,因此只需計(jì)算校核水位情況下的閘墩縱向正應(yīng)力即可。門(mén)槽截面淺談農(nóng)村水利工程管理現(xiàn)狀 32 / 141 處應(yīng)力屬于彎曲受拉狀態(tài),計(jì)算時(shí)可從閘墩與底板的截面處切開(kāi),把墩底截面上的垂直正應(yīng)力和剪應(yīng)力作為外荷載作用于閘墩上,再在閘墩的門(mén)槽處切開(kāi) ,在所有外荷載(閘墩自重、上部荷載重、水壓、墩底正應(yīng)力、剪應(yīng)力等)作用下,按偏心受拉構(gòu)件,用材料力學(xué)方法進(jìn)行計(jì)算。但為了計(jì)算門(mén)槽應(yīng)力,必須先計(jì)算出垂直應(yīng)力及剪應(yīng)力。 根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》SL2652021 可知地基承載力計(jì)算公式如下: 完建期地基允許承載力 ? ? CNDNBNP CDDBB ??? ?? 經(jīng)計(jì)算: ? ? ?P kN/m2 運(yùn)行期 地基允許承載力 ? ? )(1ccccB idSCNiSBNkP ?? ???? 經(jīng)計(jì)算:設(shè)計(jì)水位 ? ? ?P kN/m2 地震期校核水位 ? ? ?P kN/m2 擋洪期校核水位 ? ? ?P kN/m2 閘室各工況地基承載力驗(yàn)算見(jiàn)表 516 表 閘室地基承載力驗(yàn)算表 工況 maxP minP P ][ P 完建期 設(shè)計(jì)情況 地震情況 擋洪情況 綜上計(jì)算可知, ? ?PP ? , ? ?PP? ,各工況下閘室地基承載力滿(mǎn)足要求。 地基承載力驗(yàn)算 節(jié)制閘底板落在第 42 層輕粉質(zhì)壤土上,第 42 層土固結(jié)快剪指標(biāo)為φ =17176。 閘室各工況抗滑穩(wěn)定計(jì)算見(jiàn)表 。 式中: cK 為抗滑穩(wěn)定安全系數(shù); W? 為作用于基底的所有鉛直力的總和, kN; P? 為水平方向作用力的總和, kN; A 為閘室基底面面積 (m2); 0? 為閘室基礎(chǔ)底面與土質(zhì)地基之間的摩擦角 (176。C=21kPa,中等壓縮性,第 42 層土為良好的地基持力層。 表 基底應(yīng)力不均勻系數(shù)計(jì)算表 計(jì)算情況 G? M? maxp minp ? ??? 完建期 設(shè)計(jì)情況 地震 情況 擋洪 情況 由表 可知:各工況下地基應(yīng)力不均勻系數(shù)均滿(mǎn)足要求。 式中: G? 為作用于基底的所有鉛直力的總和, kN; 淺談農(nóng)村水利工程管理現(xiàn)狀 30 / 141 M? 為所有外力對(duì)底板底面中心點(diǎn)的力矩總和,力矩以 逆 時(shí)針為正, 順時(shí)針為負(fù), kNm; b 為計(jì)算閘室段的寬度, m; L 為底板長(zhǎng)度, m。 表 波浪壓力計(jì)算表 計(jì)算 情況 算 式 浪壓力(kN) 力矩(kNm) 設(shè)計(jì) 情況 ????? )( 校核 情況 ????? )( 地震 情況 ????? )( ( 8)閘室荷載匯總 將上述閘室荷載匯總于表 513 表 閘室荷載匯總表 淺談農(nóng)村水利工程管理現(xiàn)狀 29 / 141 計(jì)算情況 荷載名稱(chēng) 豎向力 (kN) 水平力 (kN) 力矩 (kNm) 設(shè)計(jì)情況 閘室自重 水重 上游 下游 浮托力 滲透壓力 水平水壓力 上游 止水以上 止水以下 下游 浪壓力 合計(jì) 地震 情況 閘室自重 水重 上游 下游 浮托力 滲透壓力 水平水壓力 上游 止水以上 止水以下 下游 浪壓力 地震慣性力 合計(jì) 擋洪 情況 閘室自重 水重 上游 下游 浮托力 滲透壓力 水平水壓力 上游 止水以上 止水以下 下游 浪壓力 合計(jì) 注:豎向力向下為 “+”,向上為 “- ”;水平力
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