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闸墩结构计算.docx

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闸墩结构计算.docx

文档介绍

文档介绍:、闸墩结构计算:
.计算模型:
(1)平面闸门的闸墩 -固定于底板的悬臂梁-材料力学法
(2)弧形闸门的闸墩 -一边固定、三边自由的弹性矩形板-弹性力学法
.主要荷载及荷载组合
⑴主要荷载
结构自重;
水压力:纵向(顺水流方向・水重化, ■底板自重中
•/QJ2U
其中F CL' Y]VdJ 21?
⑵计算步骤
①用偏心受压公式计算纵向(顺水流方向)地基反力。
②取横向单宽板条,计算不平衡剪力/ Q
凶1 + /jVr +(电 F 一—4 J • 2 L* + & Q = 0
AS = Si - 2
*式中假定不平衡剪力/ Q的方向向下,如其计算结果为负值,说明』 Q的实际方向向上。
③对不平衡剪力进行分配。不平衡剪力』 Q应由闸墩和底板共同
承担。
b= , b=1m对既定截面,
Q/I是常数,。与S (y')成正
比,设闸墩和底板对应的 S (y'
的面积分别为 Ai和A2,则闸墩和底板分担的不平衡剪力
分别为:
同域= * %匕Q
j +- j4 j
底板 A g 2 ~― A Q
』Q还要由中墩和缝墩按厚度再进行分配,两者分配的』 Q '和』Q 〃分别为:
④计算作用在底板上的荷载
分配给闸墩的不平衡剪力连同包括上部结构的闸墩重力可示为集中力作用在梁上, 将分配给
底板的不平衡剪力转化为均布荷载,则作用在底板梁上的均布荷载为:
均布荷载q=q3+地基反力q4-水重q2' -q 1-』Q/2L '。
⑤计算底板内力并进行配筋。

⑴计算模型及基本假定
以垂直水流方向截取的单宽板条作为计算对象, 按平面应变的弹性地基梁,利用静力平衡条
件及底板与地基的变形协调条件,计算地基反力和底板内力。
假定 (a)地基反力在顺水流方向直线分布。
(b)地基反力在垂直水流方向呈弹性(曲线)分布,为待求未知数。
⑹把闸墩当作底板的已知荷载,闸墩对底板无约束,底板可以自由变
形。
当地基为粘性土或 Dr>的砂土时,可采用弹性地基梁法计算。
图9-28 闸底板结构计算图
均布荷载q=4S压力q/水重%,
・底板自童“々Q/2U 其中 文, 5sqi(2口回-口4)f2U 此时地基反力的横向分布为待求未 知荷找
⑵计算步骤
①用偏心受压公式计算纵向(顺水流方向)地基反力。
②取横向单宽板条,计算不平衡剪力』 Q与反力直线分布法中相同。
+ 2/1 +(电 +4J -4$ 一存4) , 2LifJhQ = 0
AG = Si - Q
Q应由闸墩和底板共同承担。与反力直线分布法中
③对不平衡剪力进行分配。不平衡剪力力 相同。
④计算作用在底板(弹性基础梁)上的荷载
分配给闸墩的不平衡剪力连同包括上部结构的闸墩重力可示为集中力作用在梁上, 将分配给
底板的不平衡剪力转化为均布荷载,则作用在底板梁上的均布荷载为:均布荷载 q=扬压力
q3 -水重q2’ -底板自重qi-』Q/2L '。此时地基反力的横向分布为待求未知荷载。
注意:规范规定,当采用弹性地基梁法时,可不计闸室底板的自重,但当作用在基底面上的
均布荷载为负值时,则仍应计及底板自重的影响, 计及的百分数以使作用在基底面上的均布
荷载值等于0为限度确定。
注意:
(a)如果计算对象包括直接挡土的边墩,则侧向土压力、侧向水压力等引起的弯矩对弹性地
基梁也有影响。在有些水闸工程设计中, 从安全考虑,当弯矩使梁内力减小时,考虑弯矩计
算值的50%使梁内力增加时,考虑弯矩计算值的 100%
表 边荷载计算百分数
地基类别
边荷载使计算闸段底板内力减小
边荷载使计算闸段底板内力增加
砂性土
50%
100%
粘性土
0
100%
⑤计算底板内力并进行配筋。
具体算法及其理论假定要适应底板及地基的具体条件:
.对于土基上的水闸的整体式平底板 :
(a)当地基可压缩层(厚度为 T)很厚(即厚度远大于梁的最大水平尺寸)时( T/L ' >2)
可将地基视为半无限弹性体 进行计算。
(b)当地基可压缩层较薄时(T/L ' <)
一可按反力与地基变形成正比的 文克尔假定(即基床系数法)进行计算。
(c)当地基可压缩层厚度与梁的最大尺寸同量级时( T/L ' = - 2)
可按有限深弹性地基梁用链杆法进行计算。
.对于岩基上水闸的整体式平底板 的应力分析,可按基床系数法计算。这是因为岩基弹性
模量较大,其单位面积上的沉降变形与所受压力之间的关系比较符合文克尔的假定。
文克尔假定下的基础梁:
假定地基单位面积上所受的压力与该单位面积上的地基沉降成正