闸室稳定计算

闸室稳定计算
一: 稳定计算的几点说明:
1.淄城闸闸体为整体式水闸,取受力最大的部位中墩进行闸室稳定验算
2.正常运用:闸前水位89.6m ,下游水位80.3m ,闸门全关 荷载组合:水压力+自重+水重+渗透压力+风压力+淤泥压力+波浪压力
3.地震情况:闸前水位89.6m ,下游水位80.3m ,闸门全关。 荷载组合:水压力+自重+水重+渗透压力+风压力+淤泥压力+地震力
4.根据《水闸设计规范》,正常运用时期抗滑安全系数K ≥1.25;遭遇地震时期K ≥1.05。
5.为使地基在不同运用期间所受的荷载(包括垂直荷载和水平荷载的两个方向)相差不致过大,地基不均匀系数要求在正常运用时期不大于2.0,在遭遇地震时期不大于2.5。
6.钢筋混凝土的容重采用25.0KN/m 3,混凝土容重采用25.0KN/m 3。
7.由气象资料知,可能产生的最大风速为6m/s.
二:外荷载计算:
1.静水压力:
作用于单位长度上的静水压力,按下式计算:
22
1H p γ
式中:γ—-水的容重,取9.8 KN/m 3;
H ――上游水位算至底板与铺盖止水的深度m 。
由上式计算可得静水压力p=765.63KN/m 。合力作用点距闸室中心的距离是D 1=1/3H=4.17.
2.渗透压力:广西青年干部学院
L h H U )(2
10-=γ
式中:U ――作用于闸底板底面上的渗透压力(KN/m )。      h 0――下游水深;
L ――闸底板底面的水平投影长度(m )。
根据上式计算得U =847.6 KN/m 。合力作用点距闸底中心得距离是d 2=3.1m.
3.淤泥压力:
)φγ245(21022-=tg h P s sb n
式中:Pn ――淤泥压力标准值(KN/m );
γsb ――淤泥得浮重度(KN/m 3);
大丹直指h s ――挡水建筑物前的泥沙淤积厚度(m );
φ――淤沙的内摩擦角(o )。
有上式计算可得Pn=150.3 KN/m,合力作用点距闸底中心的距离是d 3=2.13m 。
湖南科技学院图书馆4.中墩跨风荷载:
垂直于建筑物面上的风荷载计算按《建筑物结构荷载规范》上的公式              o W w z s z k μμβ=        式中:W k ――风荷载标准值(KN/m 2);
βz ――z 高度处的风震动系数,取1.0;                μz ――风压高度变化系数,取1.0;
μs ――风荷载体形系数,取1.3;
w 0 ――基本风压(KN/m 3)。查全国基本风压分布可知:w 0=0.4 KN/m 3。
有以上公式及《水工建筑物荷载设计规范》中的相应系数的取值可得作用于中墩跨的风荷载W k =113.25 KN 。其合力作用点距闸底中心的距离是d 4=14.68m 。
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5.波浪压力:
(a )自由波浪高度、长度的计算:
εωD K h B 073.0=        εωλ=/073.0D
式中:h B ――波浪全高,(m );
λ――波长,(m );
ω――计算最大风速,由气象资料取6m/s ;
D ――波浪推进长度,取3km ;
K ――考虑波浪形成特征得系数,由下式决定:ω
D e
K 4.01+=取e =2.718,可得K =1.82;
ε――波浪陡度,按下式计算:2/121009.01)ω(ε=+=0.095。  由上式计算可得h B =0.43,λ=2.46m 。因H/λ=5.08≥0.5时,按深水计算,不需引入小于1得校正系数β,一校正波浪高度及长度。  (b )波浪中心线到静水面的距离h 0,按下式计算:
λ
πλπH cth h h B 22
0==0.24 (c )总的波浪压力842/2000
λγ)λ(λγ-++=h h P B L =4.04KN/m 。 合力作用点距闸底中心得距离d 5=6.49m 。
6.中墩结构自重:
食品安全快速检测(a )交通桥上部结构自重(包括墩帽、台帽):G 1=4754.02KN ,对闸底中心产生得力矩M 1=3.41×G 1=16211.2KN ·m (↘)。  (b )中墩浆砌石共重G 2=16546.2KN ,对在闸底中心产生的力矩M 2=3.41×G 2=56422.54KN ·m (↘)。
(c )中墩溢流堰共重G 3=58352.24KN 。对在闸底中心产生的力矩M 3=3.41×G 2=198981.14KN ·m (↘)。
(d )中墩闸门重G 4=冲沙闸闸门+泄洪闸闸门=700KN 。对在闸底中心产生的力矩M 4=7.31×G 4=5117KN ·m (↘)。
(e )中墩启闭机重G 5=冲沙闸启闭机+泄洪闸启闭机=42.16KN 。对在闸底中心产生的力矩M 5=7.31×G 5=308.19KN ·m (↘)。  (f )中墩排架自重G 6=310KN 。对在闸底中心产生的力矩M 6=
7.31×G 6=2266.1KN ·m (↘)。
(g )中墩启闭机层重G 7=328KN 。对在闸底中心产生的力矩M 7=7.31×G 7=2397.68KN ·m (↘)。
综上所述,中墩的传下的各种结构的自重总和G =81032.62KN ,合力对闸底中心产生的力矩总和M =281703.85KN ·m (↘)。
7.地震力:
地震设计烈度是7级,利用公式    FW C K Q Z H =0  计算      式中:Q 0――水平地震闸底的总惯性力,(KN );
KH ――水平地震系数,查表取0.1;
CZ ――综合影响系数,取0.25;
F ――地震惯性力系数,查表取1.1;
W ――中墩的总重量,KN 。
由上式计算可得对于中墩地震力Q 0=2228.40KN ,合力作用点到闸底中心的距离)
(3)2(7b a b a H d ++==8.46。 三:稳定计算
1.抗滑稳定计算:
(a )正常运用:水平方向上的荷载总和∑H =24032.47KN 。                竖直方向上的荷载总和∑G =58995.02KN 。    沿闸室基地面的抗滑稳定系数按下式计算
∑∑=H G
f K C
式中:Kc ――沿闸室基地面的抗滑稳定安全系数;                    ∑G ――作用在闸室上的全部竖向荷载(KN )                    f ――闸室基地底面与地基之间的摩擦系数,查
发文稿纸
《水闸设计规范》取0.55。
计算可得Kc =1.35≥1.25,所以满足稳定要求。
(b )地震情况:水平方向上的荷载总和∑H =26155.76KN 。                竖直方向上的荷载总和∑G =58995.02KN 。

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