其余各截面边缘应力的计算与此相同，各截面边缘应力的结果列于下表：
五、配筋计算：
1．双层钢筋面积计算公式如下： 1）在内水压力作用下，钢筋面积按规范式G.6计算：
f＝{pri＋Ko（m－ri/Es[σs]）}/{[σs]（1＋ri/ro）－Esm/ro} 式中m＝p×ri/Ec'×ln（ro/ri）
Ec'＝0.85×Ec'×ln（ro/ri）
2）在其他荷载作用下，钢筋面积按规范式G.7、G.8计算：
fi＝{－∑N（ho－a）＋2∑M}/{2[σs]（ho－a）} fo＝{－∑N（ho－a）－2∑M}/{2[σs]（ho－a）}
2．均匀内水压力作用下，钢筋面积计算：
内水压力设计值p ＝ γo×ψ×γQ×P×γw ＝1.0×0.95×1.00×12.00×10 ＝ 114.00 kN/m2 ho ＝ ro－ri－a ＝ 3.10－2.50－0.050 ＝ 0.550 m Ec' ＝ 0.85×25500000 ＝ 21675000 kN/m2
m ＝ 120.00×2.50/21675000×ln（3.10/2.50） ＝ 2.9773×10 [σs] ＝ fy / γd ＝ 310000 / 1.35 ＝ 229630 kN/m2
f＝[120.00×2.50＋0×（2.9773×10-6－2.50/200000000×229630）]
/[229630×（1＋2.50/3.10）－200000000×2.9773×10/3.10] ＝ 723.55×10-6 m2
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-6
3．其他荷载作用下，内圈钢筋面积计算： φ=0（洞顶）截面处内圈钢筋的计算面积最大。 该截面处按承载能力极限状态设计时，其他荷载效应组合值为： 弯矩∑M＝107.08 kN·m；轴向力∑N＝3.33 kN
其他荷载作用下，内圈钢筋的计算面积为：
fi＝[－（3.33）×（0.550－0.050）＋2×107.08]/[2×229630×（0.550－0.050）] ＝ 925.39×10-6 m2
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叠加后，衬砌截面内圈钢筋计算面积fi ＝ 1648.94×10 m ＝ 1648.94 mm fi ＝ 1648.94 mm2 > ρmin×b×ho ＝ 0.150%×1000×550 ＝ 825.00 mm2 故计算面积满足要求。
衬砌截面内圈钢筋实配面积fi' ＝ 1616 mm2(D12@70)
4．其他荷载作用下，外圈钢筋面积计算： π/2截面处外圈钢筋的计算面积最大。
该截面处按承载能力极限状态设计时，其他荷载效应组合值为： 弯矩∑M＝-110.95 kN·m；轴向力∑N＝174.00 kN 其他荷载作用下，外圈钢筋的计算面积为：
fo＝[－（174.00）×（0.550－0.050）－2×-110.95]/[2×229630×（0.550－0.050）] ＝ 587.47×10-6 m2 叠加后，衬砌截面外圈钢筋计算面积fo ＝ 1311.01×10 m ＝ 1311.01 mm fo ＝ 1311.01 mm2 > ρmin×b×ho ＝ 0.150%×1000×550 ＝ 825.00 mm2 故计算面积满足要求。
衬砌截面外圈钢筋实配面积fo' ＝ 1257 mm2(D12@90)
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2
2
六、裂缝宽度验算：
1．计算公式：
对长期组合，应采用下列设计表达式： γoS1（Gk，ρQk，fk，αk） ≤ C2 （规范式9.0.6-2）
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ωmax ＝ 2（σs/Es×ψ－0.7×10）Lf （规范式G.24） ψ ＝ 1－α2×ftk/（μ×σs） （规范式G.25） Lf ＝ （60＋α1×d/μ）υ （规范式G.26） 式中ωmax -- 最大裂缝宽度，mm；
Lf -- 平均裂缝间距，mm；
ψ -- 裂缝间间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，当ψ<0.3时，取ψ＝0.3； α1、α2 -- 计算系数，可按下列数值取用：
轴心受拉情况，α1＝0.16、α2＝0.60 大偏心受拉情况，α1＝0.075、α2＝0.32
大偏心受压情况，α1＝0.055、α2＝0.235
σs -- 正常使用情况受拉钢筋应力，所用荷载均采用标准值 d -- 受拉钢筋直径，mm μ -- 受拉钢筋配筋率
υ -- 与钢筋表面形状有关的系数 2．内侧裂缝宽度计算： 内水压力值p ＝ γo×P×γw
＝1.0×12.00×120.00×10 ＝ 0.00 kN/m φ=0（洞顶）截面内侧裂缝宽度值最大。
该截面处按正常使用极限状态设计时，其他荷载效应长期组合值为： 弯矩∑M＝109.50 kN·m；轴向力∑N＝3.51 kN
双层配筋截面，内侧钢筋面积fi＝0.001616m2，代入规范式G.9得钢筋应力为： σsi ＝ 248666.36 kN/m2 ＝ 248.67 N/mm2
ψ ＝ 1－0.320×1.500/（0.294%×248.67） = 0.343 Lf ＝ （60＋0.075×12/0.294%）×1.00 ＝ 366.4 mm
ωmax ＝ 2×（248.67/200000×0.343－0.7×10-4）×366.4 ＝ 0.261 mm ωmax ＝ 0.261 mm > 0.25 mm
故内侧裂缝宽度验算不满足要求！
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3．外侧裂缝宽度计算： π/2截面外侧裂缝宽度值最大。
该截面处按正常使用极限状态设计时，其他荷载效应长期组合值为： 弯矩∑M＝-113.29 kN·m；轴向力∑N＝176.56 kN
双层配筋截面，外侧钢筋面积fo＝0.001257m2，代入规范式G.10得钢筋应力为： σso ＝ 201959.83 kN/m2 ＝ 201.96 N/mm2
ψ ＝ 1－0.320×1.500/（0.228%×201.96） = -0.040 ψ < 0.3，取ψ＝0.3；
Lf ＝ （60＋0.075×12/0.228%）×1.00 ＝ 453.9 mm
ωmax ＝ 2×（201.96/200000×0.300－0.7×10）×453.9 ＝ 0.211 mm ωmax ＝ 0.211 mm ≤ 0.25 mm，外侧裂缝宽度满足要求
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5、基础沉降计算
命令：JCCJJS
[菜单位置]：计算-->水闸模块-->基础沉降计算
[命令功能]：按《水闸设计规范》（SL 265-2001）对土质地基上的结构进行基础沉降计算。具体计算过程详见计算书。
点击命令，弹出如图5-4-5所示对话框：
图5-4-5 基础沉降计算
“按应力比确定h”：当选择该选项时，程序将按照土的附加应力与自重应力之比来自动确定计算深度h。 “计算书”：点击该按钮，将生成word格式计算书。 “绘 制”：点击该按钮，将绘制基础沉降计算的计算简图以及最终沉降量图。生成的成果如图5-4-6示。
图5-4-6 基础沉降计算绘图成果
土质地基沉降计算书
项目名称_____________日 期_____________ 设 计 者_____________校 对 者_____________
一、示意图：
二、基本资料：
1．依据规范及参考书目： 《水闸设计规范》（SL 265-2001，以下简称规范） 中国水利水电出版社《水闸》（陈宝华 张世儒编著） 2．计算参数： 基础顺水流方向宽度B = 20.00 m
基底低于原地面深d = 3.00 m 地下水位低于原地面深s = 6.00 m 下游端基底竖向压力Pmax = 103.50 kN/m2 上游端基底竖向压力Pmin = 76.50 kN/m2
向下游的水平荷载T = 150.00 kN/m 3．地基土参数：
地下水位以上土的容重γ = 20.00 kN/m3 地下水位以下土的浮容重γ' = 10.00 kN/m 地基沉降量修正系数m = 1.00
按计算层面处土的附加应力与自重应力之比为0.10确定计算深度。 通过计算得到，土质地基压缩层计算深度h = 12.93 m
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4．土层的压缩曲线关系值表： h：土层厚度，m；σi：应力，N/cm2；ei，空隙比
土层名 土层厚h（m） 应力σ1（N/cm2） 空隙比e1 应力σ2（N/cm2） 空隙比e2 应力σ3（N/cm2） 空隙比e3 应力σ4（N/cm） 空隙比e4 应力σ5（N/cm） 空隙比e5 应力σ6（N/cm） 空隙比e6
222第一层土 3.0 2.5 0.883 7.5 0.806 12.5 0.743 17.5 0.684 22.5 0.636 27.0 0.60 第二层土 5.0 2.5 0.845 5.0 0.807 10.0 0.743 15.0 0.689 20.0 0.643 25.0 0.60 第三层土 7.0 0.0 0.775 5.0 0.725 10.0 0.677 15.0 0.638 20.0 0.606 25.0 0.575 三、自重应力计算：
部 位 原地面以下深h（m） 自重应力σ'（kN/m）
21．计算公式： 自重应力按下式计算：
σ' ＝ γ × h
式中：γ为土的重度，地下水位以下应采用浮容重。
h为计算层面处距离原地面的深度，m。 2．计算结果：
基底面 3.0 60.0 第一层土底面 6.0 120.0 第二层土底面 11.0 170.0 第三层土底面 15.932 219.315 四、附加应力计算：
1．计算公式： 附加应力根据荷载类型分别由下列公式计算： σV ＝ K1 × PV
σS ＝ K2 × PS σH ＝ K3 × PH
式中：σV为竖向均布荷载作用时的附加应力，kN/m2； PV为竖向均布荷载，kN/m2；
σS为竖向三角形荷载作用时的附加应力，kN/m2；
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PS为竖向三角形荷载，kN/m；
σH为水平方向均布荷载作用时的附加应力，kN/m2；
PH为水平方向均布荷载，kN/m；
K1为竖向均布荷载作用时的附加应力计算系数，按下式计算：
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2
2
2
2
K1 ＝ {arctan（x/y）＋xy/（x＋y）－arctan[（x－B）/y]－（x－B）y/[（x－B）＋y]}/π K2为竖向三角形荷载作用时的附加应力计算系数，按下式计算：