陈垓闸闸门结构计算

1、5. 8. 3钢筋混凝土闸门结构计算基本资料闸门型式：钢筋碎平面闸门（潜孔）闸门尺寸：2680X2850 （宽义高）计算工况:设计洪水位51. 56m,淤沙高程49o 56m底板高程：原设计42. 86m,最新观测数据42。57m。lo顶梁受力情况设计防浜水位至51.56萩o,一门受力计算简图名为顶梁自身受水沙压力，%为上区格板受水沙压力传力%.=(51.56 一 42.57 一 2.85 + O.15)xlOx 0.15 = 9.435kN/m%砂=(77/tan2 (45y)- 2c tan(45 -y)xB=(8.7x(49.56 - 45.42 + 0.15)xtan2(45-10 Z

2、2)-2x5xtan(45u-10/2)x0.15 = 2.67Z:7V/wq =水+%砂= i2i次n/加上区格水压力计算简图砂压力计算简图(62.9 + 68.15)/2 + 62.9八“一个%水=-彳-xO.525/2 = 16.85/h(17.85 + 21.06)/2 + 15.74%心=x 0.525/2 = 4.89kAV m2q2 = 2i.15kN/m (1)顶梁产生的支座反力计算Q2q2计算名产生的支反力qx =12.1 kN/in, m = 0.2 lw / = 1.13m,2 = - = 0.186查阅静力计算手册表2-4,可知:计算产生的支反力AA(0.7-0.525

3、) + 0.7 c =(0.7-0.525) + 0.7 c =2=0.437/na =b =二a =b =二 = 0,565?22d = - = 0.346m2% =2L18kN/z查阅静力计算手册可知:我=竺(12/ 4/+c2)= 3.06kN/、-工叱巾弘+,、八8/3终上所述，顶梁所受的支反力为:Rb = q2c . R、 6.45 kNr = 1 1 09k汽屋(RC为顶梁另一端支座反力不是上图中的c点,)段、凡传至两边住上，以传至中柱。2.中柱计算P为顶梁传力P=14。65kN, %、彳下为中柱本身所受的水沙压力，分为上区格板所受水沙压力传力，%为下区格板所受水沙压力传力，中柱宽

4、0. 5米。q、，x =61.4kP4/下水=S9.9kPaq 卜砂=16.94女Pag；Ffi = 3437kPa在中柱范围内作用的线荷载为:(2)%计算% = (61.4 +1(2)%计算% 卜=(89.9 + 34.37) x 0.5 = 62.13kN /m70070062.9 + 68.15% =(62.9 + 68.15% =(1+17.85 + 21.062)X0.525,x2 = 44.62kN/?2（3） %计算（4）中柱受力计算Q3（4）中柱受力计算Q3P产生的支座反力Rm =22.9 次Rm =22.9 次N nlRb xl.42-14.65x(1.42 + 0.8) =

5、 0R,u =-8,25攵N片产生的支反力“3 + 宠83 = ； x (39.16 + 62.13)x2.85 = 144.36攵 N2 851=x2.85x(0.63+1.42 L) + 0.5x(51 )x2.85x(0.63 + L42 x2.85)%产生的支反力RA2 + Rl2 = 0.5 X 0.8 X 44.62 = 17.85ANR/c x 1.42-17.85x(0.4 +1.42) = 0RB2 = 22.81 kN%产生的支反力R&2=-5.O3kNR &4 =4(1 -a) =(1-零)=24.6IkN综上所述，中柱支反力:R八=85.82kN,凡=140.27kN3

6、。边柱计算P为顶梁传力P二H.09kN,%下为边柱本身所受的水沙压力，电为上区格 板所受水沙压力传力，%为下区格板所受水沙压力传力，边柱宽0. 18米。夕1上、夕1下计算%上水=61.4%04%下水%上水=61.4%04%下水=89.9k Pa%上砂=16.945/,%砂在边柱范围内作用的线荷载为: =3431 kPa% =(61.4 + 16.94)x0.18 = 14.10kN/m7,1 ,(2) /计算%=(62,9 + 68.15 + 17.85 +%=(62,9 + 68.15 + 17.85 + 21-07)xE = 22.31kN/？(3) % 计算 2% % 水= 70.65k

7、Pa,% = 22.59kPa,% 下水=82.35kPa夕 3 下砂=29.75kPa70.65 + 82.35 + 22.59 + 29.75 0.7 x =35.93122(4)边柱受力计算受力计算简图P产生的支座反力Rm= 17 .MkNRN+RBi=P = 1l09kN /?Rm= 17 .MkNR.u =-6.25攵N5产生的支反力R 如 += g X (14.10+22.37) X 2.85 = 51.97攵 NO QC1Ra3 x L42 =3 X2.85X (0.63 + 1.42- ) + 0.5x( %下-% )x 2.85x(0.63+1.42x 2.85) 23Ra

8、= 37.18kNRb3 = 14.78KV%产生的支反力R + R = 0.5 X 0.8 X 22.31 = 8.92kNX1.42 - 8.92 X (0.4 +1.42) = 0厂b-%产生的支反力%2=1144ANRs=2.51kN.14=）84=（1_2）=35.93；1/7（_ 鬻）= Z31AN综上所述，中柱支反力：& =40.73AN,招=55.87AN4.上大梁计算P1为中柱传力，大小为140o 27kN, P2为边柱传力，大小为55. 87kN, %为上区格板传力，%为下区格板传力，上大梁所受的水沙压力，大梁高0。25米。%计算62.9 + 68.15 幺-ucg r/

9、)q K 中=65.525AN/217.85 + 21.06217.85 + 21.062= 19.46kN/水压力砂压力(1)传至大梁上的线荷载为：65.525 + 19.46 68.15 + 21.06 0.525M 3：2) 1=(+)x= 22.86ZN/z %计算222.70.65 + 82.35q水中二z= 76.5kN/nr22.59 + 29.75= 26A7kN/m传至大梁上的线荷载为:70.65 + 76.5 22.59 + 26.17 0.7 “， 皿% = (+) x =34.28AN/m /计算222八厂小.56-45.42 +。.8) = 694附破沿大梁的线荷载为

10、:q 步中=21.83AN/nr% = (69.4 + 21.83)x0.25 = 22.SkN/m (4)大梁受力计算受力计算简图P1作用产生的弯矩剪力值p 140 27 ，1=%1=寸=1= 70.135攵 NPIM =_L = 93.98kN.m III44P2作用产生的弯矩剪力值Ra2=Rb? = P2= 5587 kN Mmax = 0.3x55.87 = 6.76kN.mi 300 90qi/I700250 250Qi70090 300 -2680n n 0,7 + (0.7 0.525) ccrR八 3 = Rb3 =x 22.86 = O.OkN2M 的中= MM = 10.0

11、 x(2.68/2 0.7/2 + 0.25) = 1240kN.m夕2产生的弯矩剪力Q2Q2,ZpsuV IX XI IA ,300 90700250 25070090 300r-tr-1-t-db2680Ra4 =勺4 = 0.5 x 0.7 x 34.28 = 12.00kN冷中=max = 12.0 X (2.68/2-0.7/2 + 0.25) = 14.88kN.m名产生的弯矩剪力Ras=%5= = 3O.56ANM =用=祖=20.47kN.mFT Iiiiag上大梁的内力计算2. = & = 70.135 + 55.87 +10.00 +12.00+30.56 = 178.57

12、N A s, 综上可知，闸门上M 将中=Mn = 9398 + 16.76 + 12.40+14.88 + 20.47 = 158.50M.rn大梁最大弯矩出现在跨中，大小为158。50kNo m,最大正剪力及最大负剪力大小值均为178.57kN。5。下大梁计算P1为中柱传力，大小为85。82kN, P2为边柱传力，大小为40。73kN,名为上区格板传力，%为下区格板传力，下区格板长2。32米，高0.505米，%为下 大梁所受的水沙压力，大梁高0.25米。（1）%计算70.65 + 82.35 2=76.5kN/nr222.59 + 29.75 一)=26.11 kN I 廿传至大梁上的线荷载

13、为:传至大梁上的线荷载为:82.35 + 76.5 29.75 + 26.17 %=82.35 + 76.5 29.75 + 26.17 %=(+0 7)x- = 37.58AN/？ (2) %计算84.85 + 89.92= 8737kNn?31.28 + 34.37284.85 + 89.92= 8737kNn?31.28 + 34.372= 32.83kN/传至大梁上的线荷载为:%=(87.37+32.83)xO.5O5=6O.7(RN/7 (3) %计算9水中=.乡砂中二9水中=.乡砂中二84.85 + 82.352= 83.6kN/29.75 + 31.282= 3.52kN/ni2

14、传至大梁上的线荷载为:夕3=(83.6 + 3O.52)xO.25 = 28.53AN/?大梁上所受的均布荷载q = + % = 89.23kN/?大梁受力计算卬Qi卬Qipi作用产生的弯矩剪力值P 85.82Rai = Rbi =彳= = 42.9 IkNMz = = 5750kN.mmdX 4P2作用产生的弯矩剪力值Ra2=Rb2=P?= 40.73攵 NMmax = O.3x 40.73 = 1 Z22kN.m ”产生的弯矩剪力qi医，工300 90700250 250qi700qi医，工300 90700250 250qi70090 3002680,3 =&3 = 0.5 x 0.7

15、x 37.58 = 13.15kNM冷中=Mmax = 13.15x(2.68/2-0.7/2 + 0.25) = 16.3IkN.mq 产生的弯矩剪力 崖4 =（川=配=119.57攵N2上大梁的内力计算M 玲中=Mmax = = 8O.UkN.？e. = -gn = 42.91 + 40.73 +13.15 +119.57 = 216.36kN、一、八 B,“ ， 综上可知，闸门上大梁最M 冷中=心献=57.50+12.22 + 16.31+80.11 = 166.14kN.ni大弯矩出现在跨中，大小为166.14kN.m,最大正剪力及最大负剪力大小值均为216.36kNo6.大梁配筋计算

16、根据内力计算可知:闸门大梁最大弯矩出现在跨中，大小为166。14kNo m,最大正剪力及最大负 剪力大小值均为216。36kNo闸门大梁背水侧受拉，则迎水侧梁两侧板的碎参加工作,梁断面按T形考虑, T形截面受零构件位于受压区的翼缘计算宽度，按规范中所列各项中的最小值 取用。水工混凝土结构设计规范$1491-2008中图6.2。2.形截面受弯构件受压区计算高度位置形截面受弯构件受压区计算高度位置由梁的截面尺寸可知:b = 0.25 m. a s = 0.041= 0.069 zw% =0.625 - 0.041 = 0.584m(1)翼缘宽度的确定hf =0.15/7?7 RS按跨度考虑与二?

17、= + = 0.95按梁肋净距S按梁肋净距S。考虑/2 + S0 =0.25 +0525 + L17=L0975zn按翼缘高度考虑工= 0.2560.1, bt不存在 为 0.584综上取0。951no梁宽0。25米，两侧板宽度不同，参与梁受力范围不同。lo 0975Oo 25=0o 8475Oo 8475/2=0。42375） 0。525/2=0。2625 （上区格板半宽）故上区格板参与梁受力范围为0。2625m。0. 8475/2=0o 42375(1.17/2=0。585 (下区格板半宽)故下区格板参与梁共同受力范围为0。42375m.则 bt = 0.25+0.2625+0.42375

18、 = 0.9362%/(2)配筋验算梁跨中所受弯矩最大，故验算梁中断面的配筋情况.根据现场检测推定混凝 土强度等级为 C23 混凝土： X=H-5N/mm2, ft=l. 65N/mm:, = 2,7x 104 N/mm2 钢筋：I 级，/v=Z=210N/mm22416梁实际断面图梁实际断面图受拉钢筋采用2。25 + 2例6, A =1383.17?/ 已知截面配筋受压钢筋采用2加6, A =401.92/当符合下列条件时：fyAsfcbfhf+fyAs (6o 2o 2-1)按宽度为/的矩形截面计算(见图6. 2. 2a)。Y KMfcbx(h0-) + fvAs(h.-as) (6.2。

19、1-1)受压区计算高度X按下列公式确定：fcbx = As - fxA （60 2o 1-2）受压区计算高度x尚应符合下列要求：x 4 0.85.% （6.2. 13）x- （6o 2. 14）K承载力安全系数，按表3。2.4采用1。15;M弯矩设计值（N。mm）,按3。2. 2条的规定计算;fc混凝土轴心抗压强度设计值（N/mm2）；As,As-纵向受拉、受压钢筋的截面面积（mnf）；（钢筋受拉强度设计值（N/mnf）；f；,钢筋抗压强度设计值（N/mnf）；h0一-截面有效高度（mm）；b矩形截面的宽度（mm）；a；受压钢筋合力点至受压区边缘的距离（mm）；当一-相对界限受压区计算高度，按

20、式（6。1-4）计算。0.8/ /.(6o 1-4)1 + -一O.OO33 纥经计算=210 x1383.17 = 290465.7=11.5x936.25x150+210 x401.92 = 1699434.45hf f -：.按宽度为斗的矩形AAZM/+4A截面计算.按式（6.2.1-2）进行计算得X = AA-4A = 2g38317-2巾4。1.92 =11.5x250三角形分布荷载计算：/0 7 I 1 179 = q%=78.47-65.27 = 13.20kN/m)= = 0.60, = = 1.67卜上/v 1.17I 0.7查表4-37,并内插得=。时=0.0195,Me

21、= 00094也=0.0396,M* =-0.0436a n*da【maxa j i=-0,0135弯矩为表中系数xql, lx = 0.7?,/、. = 1.17?，I 取较小者 Oo 7m。M vmdX = 0.0195x13.20 x0.72 =0.126kN./Mvmax = 0.0094x13.20 x0.72 = OMikN.m则=0.0396x13.20 x 0.72 =0.256kN.？=-0.0436xl3.20 x0.72 =-0.282Z;Mw=-0.0135x13.20 x0.72 =-O.O87Jt7V./n矩形分布荷载内力计算： TOC o 1-5 h z I0 7

22、I117q = q 1 = 65.27kN /m = ： = 0.60 , =1.67/、 1.17I0.7yx查表4-19,并内插得=。时M tmax = 0.0367, M vmax = 0.0076, M ? = -0.0793,= -0.0571与电力衣印东教M；)=0.0571xqH, 4=0.7，,/、, =1.176，/取较小者 00 7mo则M max = 00367x 65.27 xO.72 =1.1 74kN.mM 皿* = 0.0067 x 65.27 x 0.72 = 0.214kN.m=0.0793x65.27x0.72 =2.536kN.？综合 = 0 时M =0.

23、0571 x 65.27 x 0.7? =-1.826kN 刀？M：), = -0.0571 x 65.27 x 0.72 = -1.826M/nMvn = L300kN 川 a m dXMymax = 0.275kN.7M? =2.792kN.？由静力计算手册可知二，时的板跨内弯矩为：=-2.108攵乂？M*=-L913kN.？M： =+ M、= 1.300 + lx 0.275 = 1.346kN.m6(3)板按四边简支求内力Ml； = % + uM v = 0.275 + - x 1.300 = 0A92kN.m6三角形分布荷载计算：/0 7/117q = q q =13.20kN/m 1= = 0,60, = = 1.67卜上lv 1.17/、0.7查表4-30,并内插得 =0时% max =0627、MVmax = 0.0226 弯矩为表中系数 X/,/、=0.7w