五、闸室应力稳定计算
5.1 计算工况及荷载组合
根据《水闸设计规范》（SL265-2001）第7.2.11条规定，计算闸室稳定和应力时的荷载组合分基本组合和特殊组合。
基本组合采用完建情况、设计洪水情况和正常蓄水位情况3种工况计算。 计算工况及荷载组合详见下表：
闸室稳定计算工况及荷载组合表
荷 载 组 合 闸外水位闸内水位计 算 工 况 (m) 完建期 基本组合 设计挡潮期 内河蓄水期 校核挡潮期 特殊组合Ⅰ 检修期 正常挡潮+7度地震 特殊组合Ⅱ 内河蓄水+7度地震 0.14 0.80 √ √ √ √ √ √ 2.48 2.48 0.50 0.50 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ -2.20 3.55 -0.63 3.66 (m) -2.20 0.5 0.80 0.50 自重 压力 √ √ √ √ √ √ √ 力 √ √ √ √ 力 √ √ √ 力 √ √ √ 荷载 静水 扬压浪压风压地震 完建情况闸外水位及闸内水位相同，取与闸室底板齐平，即-2.20m考虑。
设计洪水情况闸外水位取外江50年一遇设计洪潮水位3.55m，相应闸内水位为0.50m。 正常蓄水位情况闸外水位取外江多年平均低低潮水位-0.63m，闸内水位取内河正常蓄水位0.80m。
特殊组合采用校核洪水位情况、检修情况、挡潮地震情况和蓄水地震情况4种工况计算。 校核洪水位情况闸外水位取历史最高洪潮水位3.66m，相应闸内水位为0.50m。 检修情况闸外水位取外江多年平均高高潮水位为2.48m，相应闸内水位0.50m(两孔中一孔无水)。
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挡潮地震情况闸外水位取外江多年平均高高潮水位为2.48m，相应闸内水位0.50m。 蓄水地震情况闸外水位取外江多年平均低潮水位0.14m，闸内水位取内河正常蓄水位0.80m。 5.2 计算公式
包括闸室沿基础底面的抗滑稳定计算、闸室基底应力、基底应力不均匀系数的计算。 5.2.1 闸室沿基础底面的抗滑稳定计算
根据《水闸设计规范》（SL265-2001），计算公式如下：
KC＝f∑G/∑H
式中：KC—沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数；
f—闸室基底面与地基之间的摩擦系数，根据地质勘察勘察成果，考虑桩基作用，选取为0.25；
∑G—作用在闸室上的全部竖向荷载（kN）； ∑H—作用在闸室上的全部水平荷载（kN）。
在各种荷载组合工况下，闸室基底面抗滑稳定安全系数应满足Kc>[KC]，对于1级建筑物，抗滑稳定安全系数允许值[Kc]如下：
基本组合： [KC]=1.35 特殊组合Ⅰ： [KC]=1.20 特殊组合Ⅱ： [KC]=1.10 5.2.2 闸室基底应力计算
根据《水闸设计规范》（SL265－2001），计算公式如下：
P
maxmin??GA??MW
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式中： P
maxmin
—闸室基底应力的最大值或最小值（MPa）；
∑G—作用在闸室上的全部竖向荷载（kN）；
∑M—作用在闸室上的全部竖向和水平向荷载对于基础底面垂直水流方向的形
心轴的力矩(kN.m)；
A—闸室基础底面的面积(m2)；
W—闸室基础底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩(m3)。 平均基底应力：P?1max?Pmin) 2(P基底应力不均匀系数：η＝Pmax/Pmin
对于本工程地质情况，在各种荷载组合工况下，基底应力稳定计算应满足下列要求： 在各种计算情况下： P≤〔P允〕； Pmax≤1.2〔P允〕 基本组合： η≤1.50 特殊组合： η≤2.00
其中地震惯性力代表值根据《水工建筑物抗震设计规范》SL-97规定，采用进行拟静力法计算。
根据《水工建筑物抗震设计规范》（SL-203-97）第4.1.1条:一般情况, 水工建筑物可只考虑水平向地震作用；第4.2.1条：一般情况下，水工建筑物抗震计算应考虑的地震作用力：建筑物自重和其上的荷重所产生的地震惯性力、地震动土压力、水平向地震动水压力。
（1）沿建筑物高度作用于各质点的水平向地震惯性力代表值：
F=ahξGEiai/g ;
式中：ah—与设计烈度相对应的水平向设计地震加速度代表值，取0.1 g； ξ—地震作用效应折减系数,取0.25； GEi—集中在质点i的重力作用代表值；
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ai—质点i的动态分布系数； g—重力加速度。
（2）动水压力作用在水面以下0.54 H0 处,其代表值F0按下式计算:
F0 =0.65 ahξpw H02 式中：pw—水体质量密度标准质;
H0—水深。
（3）作用于水闸上的地震动水压力：F3=0.65 ahξpw H02 5.3 计算过程
计算采用Excel电子表格进行计算（本算例只附设计挡潮期计算表）：
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5.4 计算成果及分析
闸室稳定计算成果见下表。
闸室稳定计算成果表
抗滑稳 项 目 计算工况 Pmax (kPa) 完建期 基本组合 设计挡潮期 内河蓄水期 特殊组合Ⅰ 校核挡潮期
不均匀系数允许值 [η] 抗滑稳定安全系数允许值 [KC] 基底应力及不均匀系数 定安全系数 Pmin (kPa) 63.52 55.86 61.49 53.72 P (kPa) 68.10 58.84 65.00 58.81 31
η 1.14 1.11 1.11 1.19 Kc 1.64 3.07 1.71 72.67 61.82 68.52 63.90 1.50 1.35 2.0 1.20 检修期 正常挡潮＋ 特殊组合Ⅱ 7度地震 内河蓄水＋ 7度地震 35.79 60.84 26.78 58.85 31.29 59.84 1.34 1.03 1.80 1.97 2.0 1.10 69.06 58.26 63.66 1.19 6.42 由计算可知，闸室抗滑稳定安全系数kc满足规范要求，而基底应力不均匀系数η也满足规范要求，基底平均应力最大值68.10kpa> 55kpa[淤泥土层地基承载力特征值(f=55kpa)]，基底应力最大值72.67kpa>(1.2355＝66kpa)，因此需对闸室地基进行处理。
六、闸室结构配筋计算 6.1 基本资料
6.1.1 主要计算依据规范
中华人民共和国行业标准《水工混凝土结构设计规范》（SL/T 191-96）和《水闸设计规范》（SL265-2001）等。
主要参数取值如下：
（1）结构所处环境类别：根据拱北水闸水文资料，多年平均低低潮水位为-0.63m，本次计算以-0.63m为分界点，-0.63m以上闸墩及胸墙按三类环境计算，-0.63m以下闸墩及底板按二类环境计算，其它露天结构按二类环境计算 （2）建筑物级别：1级
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