陈垓闸闸门结构计算

5.8.3钢筋混凝土闸门结构计算基本资料闸门型式：钢筋砼平面闸门（潜孔）闸门尺寸：2680X2850（宽X高）计算工况：设计洪水位51.56m，淤沙高程49.56m底板高程：原设计42.86m，最新观测数据42.57m。顶梁受力情况闸门受力计算简图q为顶梁自身受水沙压力，q为上区格板受水沙压力传力上区格水压力计算简图砂压力计算简图（1）顶梁产生的支座反力计算结构形状及荷载均对称，可取半个结构进行计算。计算q产生的支反力1查阅静力计算手册表2-4,可知：计算q产生的支反力2查阅静力计算手册可知：终上所述，顶梁所受的支反力为：（Rc为顶梁另一端支座反力，不是上图中的C点）R、R传至两边住上，R传至中柱。ACB中柱计算P为顶梁传力P=14.65kN，彳上、彳下为中柱本身所受的水沙压力，q2为上区格板所受水沙压力传力，q3为下区格板所受水沙压力传力，中柱宽0.5米。（1）q上、q下计算在中柱范围内作用的线荷载为：（2）q计算（3）%计算（4）中柱受力计算P产生的支座反力q产生的支反力1q产生的支反力2q产生的支反力3综上所述，中柱支反力：3.边柱计算P为顶梁传力P=11.09kN，彳上、彳下为边柱本身所受的水沙压力，q2为上区格板所受水沙压力传力，q3为下区格板所受水沙压力传力，边柱宽0.18米。（1）q上、q下计算在边柱范围内作用的线荷载为：（2）q2计算（3）q3计算（4）边柱受力计算受力计算简图P产生的支座反力q产生的支反力1q产生的支反力2q产生的支反力3综上所述，中柱支反力：上大梁计算P1为中柱传力，大小为140.27kN,P2为边柱传力，大小为55.87kN,q1为上区格板传力，q2为下区格板传力，q3上大梁所受的水沙压力，大梁高0.25米。（1）q1计算水压力砂压力传至大梁上的线荷载为：（2）q2计算传至大梁上的线荷载为：（3）q3计算沿大梁的线荷载为：（4）大梁受力计算受力计算简图P1作用产生的弯矩剪力值P2作用产生的弯矩剪力值qi产生的弯矩剪力q2产生的弯矩剪力q3产生的弯矩剪力上大梁的内力计算综上可知，闸门上大梁最大弯矩出现在跨中，大小为158.50kN.m,最大正剪力及最大负剪力大小值均为178.57kN。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，4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，q3为下大梁所受的水沙压力，大梁高0.25米。（1）0］计算传至大梁上的线荷载为：（2）q计算传至大梁上的线荷载为：（3）%计算传至大梁上的线荷载为：大梁上所受的均布荷载q=02+03=89.23kN/m（4）大梁受力计算P1作用产生的弯矩剪力值P2作用产生的弯矩剪力值0］产生的弯矩剪力q产生的弯矩剪力上大梁的内力计算综上可知，闸门上大梁最大弯矩出现在跨中，大小为166.14kN.m,最大正剪力及最大负剪力大小值均为216.36kN。大梁配筋计算根据内力计算可知：闸门大梁最大弯矩出现在跨中，大小为166.14kN.m，最大正剪力及最大负剪力大小值均为216.36kN。闸门大梁背水侧受拉，则迎水侧梁两侧板的砼参加工作，梁断面按T形考虑，T形截面受弯构件位于受压区的翼缘计算宽度b;，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》SL191-2019中图6.2.2。T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：（1）翼缘宽度的确定按跨度考虑b'=—l=2'5=0.95f33按梁肋净距S0考虑b+S0=0.25+顽5；1」7=1.0975m按翼缘高度h'考虑、=15=0.256>0.1,b'不存在ih0.584f0综上bf取0.95m。梁宽0.25米，两侧板宽度不同，参与梁受力范围不同。1.0975-0.25=0.84750.8475/2=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=0.42375<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bf=0.25+0.2625+0.42375=0.93625m（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：f=11.5N/mm2，f=1.65N/mm2,E=2.7x104N/mm2钢筋：I级，f=f'=210N/mm2梁实际断面图受拉钢筋采用2©25+2©16,A=1383.17mm2s已知截面配筋受压钢筋采用2©16,A'=401.92mm2当符合下列条件时：fA<fbh'+f'A，（6.2.2-1）yscffys按宽度为bf的矩形截面计算（见图6.2.2a）。x__一..、KM<fbx（h--）+f'A（h-a'）（6.2.1-1）c02ys0s受压区计算高度x按下列公式确定：fb-=fA-f'A，（6.2.1-2）cysys受压区计算高度x尚应符合下列要求：

(6.2.1-3)(6.2.1-4)(6.2.1-3)(6.2.1-4)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,A’S——纵向受拉、受压钢筋的截面面积（mm2）；钢筋抗压强度设计值（N/mm2）；fy——钢筋受拉强度设计值（钢筋抗压强度设计值（N/mm2）；f,h0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）；s&b——相对界限受压区计算高度，按式（6.1-4）计算。x—bh00.8Ty(x—bh00.8Ty(6.1-4)1+0.0033E按式(6.2.1-2)进行计算得取x=138mm,KM=1.15X166.14X106=191X106N.mmKM<fbx(h--)+fA(h-a')，满足配筋要求。c02ys0s下区格面板的配筋计算（1）下区格板受力情况作用在板上的线荷载为（2）板按四边固结板求内力…一,…1根据《建筑结构静力计算手册》，钢筋混凝土板泊松比R二16作用在面板上的线荷载为梯形分布，将梯形分布荷载分为三角形分布和矩形分布两部分进行内力计算，再将结果叠加。三角形分布荷载计算：查表4-37，并内插得^=0时弯矩为表中系数xql2，l=0.7m,l=1.17m，l取较小者0.7m。M=0.0195X13.20x0.72=0.126kN.mM=0.0094x13.20x0.72=0.061kN.m则M0=-0.0396X13.20x0.72=—0.256kN.m尤M0=-0.0436X13.20x0.72=-0.282kN.my1M0=-0.0135x13.20x0.72=-0.0幻kN.my2矩形分布荷载内力计算：查表4-19，并内插得p=0时弯矩为表中系数xql2，l=0.7m,l=1.17m，l取较小者0.7m。xy则综合①②|Ll=0时1由静力计算手册可知R=1时的板跨内弯矩为：6（3）板按四边简支求内力①三角形分布荷载计算：查表4-30，并内插得p=0时弯矩为表中系数xql2，l=0.7m,l=1.17m，l取较小者0.7m。xy则M=0.0427x13.20x0.72=0.276kN.mM=0.0226x13.20x0.72=0.146kN.m②矩形分布荷载内力计算：查表4-16，并内插得p=0时弯矩为表中系数xql2，l=0.7m,l=1.17m，l取较小者0.7m。综合①②p=0时

1由静力计算手册可知R=时的板跨内弯矩为：6（4）跨中弯矩取四边固结板与四边简支板的平均值验算板的配筋，则支座处弯矩按四边固结板的计算结果验算板的配筋（5）板配筋计算正截面受弯承载力应符合下列规定：KM<fbx（h--）+f'A'（h-a'）（6.2.1-1）c02ys0s受压区计算高度x按下列公式确定：fbx=fA-fA（6.2.1-2）cysys受压区计算高度x尚应符合下列要求：x<0.85&bh0（6.2.1-3）x-2a；.（6.2.1-4）K——承载力安全系数，按表3.2.4采用1.35；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,A’S——纵向受拉、受压钢筋的截面面积（mm2）；fy——钢筋受拉强度设计值（N/mm2）；f’’钢筋抗压强度设计值（N/mm2）；h0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）；s%——相对界限受压区计算高度，按式（6.1-4）计算。x—b-x—b-h00.8:T~1+y0.0033E（6.1-4）在计算中计入受压钢筋且不符合式（6.2.1-4）的条件时，正截面受弯承载力应符合下列规定:KM<fA（h-a'）ys0s验算配筋M广2.199kN.m,K=1.35，原配筋为①8@210,A=240mm2,A=240mm2，受压区计算高度x=0，不符合式（6.2.1-4），采用（6.2.5）进行强S度验算。满足配筋要求。验算配筋M=0.947kN.m，K=1.35，原配筋为2①8@250，A=402mm2，A=402mm2，受压区计算高度x=0，不符合式（6.2.1-4），采用（6.2.5）进行强S度验算。满足配筋要求。X方向支座处配筋验算验算配筋M0=—2.792kN.m，K=1.35，原配筋为①8@210，A=240mm2，xsA=240mm2，受压区计算高度x=0，不符合式（6.2.1-4），采用（6.2.5）进行强S度验算。不满足配筋要求。Y方向支座处配筋验算M0=—2.108kN.m,M0=—1.913kN.m，取M0=—2.108kN.m，K=1.35，原配y1y2y筋为2①8@250，A=402mm2，A=402mm2，受压区计算高度x=0，不符合式（6.2.1-4），采用（6.2.5）进行强度验算。不满足配筋要求。抗剪钢筋配筋验算梁的最大剪力位于两端支座，最大正剪力及最大负剪力大小值均为216.36kN。（1）验算受剪界面是否符合要求h为梁腹净高度h广62.5-15=47.5cm，b为T形截面的肋宽，b=25cm。f为混凝土轴心抗压强度设计值。妇=475=1.9v4，为薄腹梁，则应验算是否满足b25KV<0.25fbh0（6.5.1-1）带入数据得截面满足要求。（2）斜截面受剪KV<V+V（6.5.3-1）=0.7f.bh0（6.5.3-2）=1.25fAsvh（6.5.3-3）svyvs0V——斜截面上受压区混凝土；Vv——箍