水闸计算案例(8)

2019-04-22 19:09

(3)建筑物结构安全级别:Ⅰ级 (4)结构重要性系数(γ0):1.1

(5)设计状况系数(φ):对应于持久状况、短暂状况、偶然状况分别取为1.0、0.95、0.85; (6)结构系数(γd):钢筋混凝土结构取1.20 (7)荷载分项系数(γG):1.05 (8)可变荷载分项系数(γQ):1.20 (9)受力钢筋基本最小配筋率:0.15%

(10)钢筋砼结构构件最大裂缝宽度允许值:根据《水闸设计规范》(SL265-2001)第7.1.2.2条,二类环境最大裂缝宽度计算值不应超过0.20mm,三类环境不应超过0.15mm

6.1.2 计算软件

理正结构设计工具箱——平面刚桁架及裂缝计算 理正结构设计工具箱——单块矩形板计算 理正结构设计工具箱——连续梁设计计算

6.2 边孔计算 6.2.1 内力计算

取最不利工况:对底板和墩墙不利工况考虑:

1、完建期:填土后,地下水位平齐底板面,此时对底板及边墩最不利

2、正常水位检修期:由初设计算成果可知,此时外河水位2.48m,内河水位0.5m,取闸外作为计算断面,此时2孔中一孔无水,对中墩最不利

3、设计挡潮期:由闸室稳定计算成果可知,此时外河水位3.55m,内河水位0.5m,取闸外作为计算断面,此时对缝墩最不利

三种工况的基底应力依据闸室稳定计算成果,计算如下所示:

33

基本数据部位底板边墩及缝墩刺墙中墩工作桥胸墙交通桥计算公式力(kN)竖直8462.406975.001002.754185.00161.00623.701250.201740.40274.6068.0024743.0517.2水平力臂(m)9.009.009.009.004.457.2612.70闸前底板取矩力矩(kN.m)正76161.6062775.009024.7537665.00716.454528.0615877.54负19.68*17.27.75*18*1*20.7*2*9.55*37.75*18*1.20.46*7*21.782*7*23.572*7*20.5*0.6*6*6+0.4*0.4*3.9*6+0.4*0.55*7.9*启闭房4+17*5*0.12*2+(17+5)*2*3.5*0.18闸门及预埋件(98.8+37+1.5)*234*2启闭机∑G=L=完建无水期部位前项扬压力-18*17.2*1*10∑G=X=∑M/∑ G=σ1=∑G(1+6e/B)/B*L=σ2=∑G(1-6e/B)/B*L=η=计算公式6.0010442.406.001647.606.00408.00∑M=219246.40B=18地下水位-2.20m 力(kN)竖直24743.05-3096.0021647.058.8466.2173.621.11水平力臂(m)力矩(kN.m)正219246.40负-27864.00.009.00∑M=191382.40e=X-B/2=-0.16平均σ69.92满足要求不均匀系数 检修期部位前项车载闸室内水重闸室外水重内水压外水压浮托力渗透力55012*2.7*7*1*106*4.68*7*1*10-0.5*10*(2.7+0.15)^2*17.20.5*10*(4.68+0.15)^2*17.2-18*17.2*3.7*10-10*0.45*18*17.2-0.5*10*(1.26-0.45)*18*17.2计算公式外2.48m力(kN)竖直24743.05550.002268.001965.60-698.542006.29水平0.00力臂(m)内0.50m力矩(kN.m)正219246.40负-11455.20-1393.20-1253.88∑G(P)=15424.37X=∑M/∑ G=9.0750.9448.701.052.951307.7512.706985.0012.0027216.003.005896.801.802.464935.469.009.006.00∑M=139863.42e=X-B/2=0.07平均σ49.82满足要求满足要求-1257.36-103096.80-12538.80-7523.28不均匀系数抗滑系数σ1=∑G(1+6e/B)/B*L=σ2=∑G(1-6e/B)/B*L=η=K=0.25∑G/∑P= 34

设计洪水期部位前项车载闸室内水重闸室外水重内水压外水压浮托力渗透力55012*2.7*7*2*106*5.75*7*2*10-0.5*10*(2.7+0.15)^2*17.20.5*10*(5.75+0.15)^2*17.2-18*17.2*3.7*10-10*0.69*18*17.2-0.5*10*(1.95-0.69)*18*17.2计算公式外3.55m力(kN)竖直24743.05550.004536.004830.00-698.542993.66水平0.00力臂(m)内0.50m力矩(kN.m)正219246.40负-11455.20-2136.24-1950.48∑G(P)=19117.13X=∑M/∑ G=8.8057.7165.791.142.082295.1312.706985.0012.0054432.003.0014490.001.802.828432.149.009.006.00∑M=168302.34e=X-B/2=-0.20平均σ61.75满足要求满足要求-1257.36-103096.80-19226.16-11702.88不均匀系数抗滑系数σ1=∑G(1+6e/B)/B*L=σ2=∑G(1-6e/B)/B*L=η=K=0.25∑G/∑P=

1、完建期

填土后,地下水位平齐底板面,此时对底板及边墩最不利

35

由应力计算可知地基反力为69.92Kpa(标准值) q1=69.92-2531+1031=54.9Kpa(标准值)

设计值为54.931.05=57.7 Kpa

q2=rHtg(45°-φ/2)=18.538.2531/3=50.9Kpa(标准值)

设计值为50.931.2=61.1 Kpa

2

2、检修期

取闸外作为计算断面,此时2孔中一孔无水,对中墩最不利

由应力计算可知地基反力为49.82Kpa(标准值) q1=49.82-2531+103(3.7+1.26)=74.4Kpa(标准值)

36

设计值为74.431.05=78.1 Kpa

q2=49.82-2531-1034.68+103(3.7+1.26)=27.6Kpa(标准值)

设计值为27.631.05=29.0 Kpa

q3=rHtg(45°-φ/2)=18.538.2531/3=50.9Kpa(标准值)

设计值为50.931.2=61.1 Kpa q4=rH=1034.68=46.8Kpa(标准值)

设计值为46.831.0=46.8 Kpa

2

3、设计挡潮期

取闸外作为计算断面,此时对缝墩最不利

由应力计算可知地基反力为61.75Kpa(标准值)

q1=61.75-2531-1035.75+103(3.7+1.95)=35.8Kpa(标准值)

设计值为35.831.05=37.6 Kpa

q2=rHtg(45°-φ/2)=18.538.2531/3=50.9Kpa(标准值)

设计值为50.931.2=61.1 Kpa q3=rH=1035.75=57.5Kpa(标准值)

设计值为57.531.0=57.5 Kpa

37

2


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