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

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