8.7 閘室結構計算

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1、河北工程大學水電學院水利系.◎高等學校水利水電工程專業(yè)§8.7閘室結構計算閘室為一受力比較復雜的空間結構，且受力較為復雜，可用三維有限元法逐段進行整體分析，但工程中為簡化計算，一般都將它分解為若干部件（如閘墩、底板、胸墻、工作橋、交通橋等）分別進行結構計算，同時又考慮相互之間的連接作用。一、閘墩（一）平面閘門中墩運用期，如a圖；檢修期，如b圖。一、閘墩（二）平面閘門縫墩與邊墩一、閘墩（三）門槽部位拉應力計算一、閘墩（四）弧形閘門閘墩弧形閘門通過牛腿支承在閘墩上，故不需設置門槽。牛腿寬度b不小于50－70cm，高度h不小于80－100cm，并在其端部設450斜坡，牛腿

2、軸線盡量與閘門關閉時門軸處合力作用線一致，牛腿可視為短懸臂梁進行內力計算和配筋。重要的大型水閘，應經試驗確定閘墩的應力狀態(tài)，并據(jù)此配置鋼筋。一、閘墩（四）弧形閘門閘墩二、整體式平底板整體式平底板的平面尺寸遠較厚度為大，可視為地基上的受力復雜的一塊板。一般認為閘墩剛度較大，底板順水流方向彎曲變形遠較垂直水流方向小，假定順水流方向地基反力呈直線分布，故常在垂直水流方向截取單寬板條進行內力計算。按照不同的地基情況采用不同的底板應力計算方法。相對密度Dr＞0.5的砂土地基或粘性土地基,可采用彈性地基梁法。相對密度Dr0.5的砂土地基，因地基松軟，底板剛度相對較大，變形容易得

3、到調整，可以采用地基反力沿水流流向呈直線分布、垂直水流流向為均勻分布的反力直線分布法。對小型水閘，則常采用倒置梁法。二、整體式平底板（一）倒置梁法該法假定地基反力沿閘室縱向呈直線分布，橫向（垂直水流方向）為均勻分布，它是把閘墩作為底板的支座，在地基反力和其它荷載作用下按倒置連續(xù)梁計算底板內力。其計算示意圖見圖二、整體式平底板（二）反力直線法該法假定地基反力在垂直水流方向也為均勻分布。其計算步驟是：（1）用偏心受壓公式計算閘底縱向地基反力。（2）確定單寬板條及墩條上的不平衡剪力。（3）將不平衡剪力在閘墩和底板上進行分配。（4）計算作用在底板梁上的荷載。如下圖二、整體式

4、平底板（二）反力直線法-計算地基反力二、整體式平底板（二）反力直線法-計算不平衡剪力二、整體式平底板（二）反力直線法-單寬板條荷載計算二、整體式平底板（三）彈性地基梁法該法認為底板和地基都是彈性體，底板變形和地基沉降協(xié)調一致，垂直水流方向地基反力不呈均勻分布，據(jù)此計算地基反力和底板內力。此法考慮了底板變形和地基沉降相協(xié)調，又計入邊荷載的影響，比較合理，但計算比較復雜。二、整體式平底板（三）彈性地基梁法計算地基反力和底板內力的具體步驟如下：（1）用偏心受壓公式計算閘底縱向(順水流方向)地基反力。（2）在垂直水流方向截取單寬板條及墩條，計算板條及墩條上的不平衡剪力。（3

5、）確定不平衡剪力在閘墩和底板上的分配。（4）計算基礎梁上的荷載。（5）考慮邊荷載的影響。（6）計算地基反力及梁的內力。二、整體式平底板（三）彈性地基梁法-計算地基反力二、整體式平底板（三）彈性地基梁法-荷載分布二、整體式平底板（三）彈性地基梁法-邊荷載計算三、胸墻（一）板式胸墻：沿墻高取1m單寬板條計算。三、胸墻（二）板梁式胸墻-面板計算三、胸墻（二）板梁式胸墻---支撐梁計算