水闸稳定计算
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四、闸室稳定计算
(1)闸室基底应力计算
依据“规范”当结构布置及受力情况对称时按第29页(7.3.4-1)计算。
Pmax=∑G/A+∑M/W
Pmin=∑G/A-∑M/W
式中:Pmax--闸室基底应力的最大值;
Pmin--闸室基底应力的最小值;
∑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--闸室基底面的面积(m2);
W--闸室基底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩(m3)。
在各种情况下,平均基底应力不大于地基允许承载力,
最大基底应力不大于地基允许承载力的1.2倍。最大与最小值之比应满足下表规定
地基土质
基本组合特殊组合
松软1.502.00
中等坚实2.002.50坚实2.503.00
(2)沿基底面的抗滑稳定计算
依据“规范”抗滑稳定安全系数计算按第30页(7.3.6-1)计算。
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,可按第32页表7.3.10规定采用;
∑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向荷载(KN);
抗滑稳定安全系数应满足下表规定
1234
1.351.301.251.20
特殊组合Ⅰ1.201.151.101.05
Ⅱ1.101.051.051.00荷载组合
荷载组合水闸级别
基本组合Pm
Pmax=
η=
1/2(Pmax
Kcφ
项目
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
B
12
Pmin=
Pmax=
η=
1/2(Pmax
注
作
项
24
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
B
12
Pmin=
Pmax=
η=
1/2(Pmax
Kcφ基本资料:
项目作用力名称垂直力G(KN)水平力H(KN)力臂LX(m)弯矩M(KN.m)
1底板1187500
2闸墩11016-0.6-6609.6
3上部荷载1736-1.37-2378.32
4上游水重00
5下游水重00
6浮托力00
7渗透压力00
8闸门重2001.5300
9上游水压力00
10下游水压力00
11上游泥沙压力237.140.3378.2562
12浪压力00
13总计24827237.14-8609.6638
BAGM偏心距e=M/G
1222824827-8609.6638-0.34678631
Pmin=G/A(1+6e/B)=90.00950921
Pmax=G/A(1-6e/B)=127.7711925<500
η=Pmax/Pmin=1.419529933<1.5
1/2(Pmax+Pmin)=108.8903509
满足稳定要求
项目作用力名称垂直力G(KN)水平力H(KN)力臂LX(m)弯矩M(KN.m)
1底板1187500
2闸墩11016-0.6-6609.6
3上部荷载1736-1.37-2378.32
4上游水重3255-2.25-7323.75
5下游水重00
6浮托力-342000
7渗透压力-2120.4-24240.8
8闸门重2001.5300
9上游水压力2169.91.593450.141
10下游水压力-3000.33-99
11上游泥沙压力237.140.3378.2562
12浪压力115.434.97573.6871设计钢筋砼容重为25KN/m3,地基允许承载力为0.5mpa
二,水闸稳定和闸底应力计算(正常工况)一,水闸稳定和闸底应力计算(完建情况)13总计22541.62222.47-7767.7857
BAGM偏心距e=M/Gφ
1222822541.6-7767.7857-0.344597830
Pmin=G/A(1+6e/B)=81.8320489
Pmax=G/A(1-6e/B)=115.9012844<500
η=Pmax/Pmin=1.416331205<1.5
1/2(Pmax+Pmin)=98.86666667Kc=(Tanφ∑G+Co*A)/∑H=5.852273911>1.2
满足稳定要求
项目作用力名称垂直力G(KN)水平力H(KN)力臂LX(m)弯矩M(KN.m)
1底板1187500
2闸墩11016-0.6-6609.6
3上部荷载1736-1.37-2378.32
4上游水重7350-2.25-16537.5
5下游水重20163.757560
6浮托力-107160
7渗透压力-2599.2-25198.4
8闸门重2001.5300
9上游水压力0
10下游水压力0
11上游泥沙压力237.140.3378.2562
12浪压力16.659.26154.179
13总计20877.8253.79-12234.5848
BAGM偏心距e=M/G
1222820877.8-12234.5848-0.58600929
Pmin=G/A(1+6e/B)=64.73906842
Pmax=G/A(1-6e/B)=118.3995281<500
η=Pmax/Pmin=1.828872904<2.0
1/2(Pmax+Pmin)=91.56929825
满足稳定要求注:由于本闸的正常挡水位为1625.6m,当水位上涨时将分级开闸泄水冲沙,所以当水位在校核洪水位时
作用在闸室上的水平力很小,所以只需对此工况的地基承载力进行复核。
项目作用力名称垂直力G(KN)水平力H(KN)力臂LX(m)弯矩M(KN.m)
1底板1187500
2闸墩11016-0.6-6609.6三,水闸稳定和闸底应力计算(校核工况)
四,水闸稳定和闸底应力计算(正常挡水工况+8度地震)3上部荷载1736-1.37-2378.32
4上游水重3255-2.25-7323.75
5下游水重00
6浮托力-342000
7渗透压力-2120.4-24240.8
8闸门重2001.5300
9上游水压力2169.91.593450.141
10下游水压力-3000.33-99
11上游泥沙压力237.140.3378.2562
12浪压力16.25.3786.994
13地震力1365.485
14总计22541.63488.725-8254.4788
BAGM偏心距e=M/Gφ
1222822541.6-8254.4788-0.3661886830
Pmin=G/A(1+6e/B)=80.76473947
Pmax=G/A(1-6e/B)=116.9685939<500
η=Pmax/Pmin=1.448263124<2.0
1/2(Pmax+Pmin)=98.86666667
Kc=(Tanφ∑G+Co*A)/∑H=3.728153752>1.2CoH
02222.47
以当水位在校核洪水位时,闸门全开泄洪CoH
03488.725