8.7 闸室结构计算

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1、河北工程大学水电学院水利系.◎高等学校水利水电工程专业§8.7闸室结构计算闸室为一受力比较复杂的空间结构，且受力较为复杂，可用三维有限元法逐段进行整体分析，但工程中为简化计算，一般都将它分解为若干部件（如闸墩、底板、胸墙、工作桥、交通桥等）分别进行结构计算，同时又考虑相互之间的连接作用。一、闸墩（一）平面闸门中墩运用期，如a图；检修期，如b图。一、闸墩（二）平面闸门缝墩与边墩一、闸墩（三）门槽部位拉应力计算一、闸墩（四）弧形闸门闸墩弧形闸门通过牛腿支承在闸墩上，故不需设置门槽。牛腿宽度b不小于50－70cm，高度h不小于80－100cm，并在其端部设450斜坡，牛腿

2、轴线尽量与闸门关闭时门轴处合力作用线一致，牛腿可视为短悬臂梁进行内力计算和配筋。重要的大型水闸，应经试验确定闸墩的应力状态，并据此配置钢筋。一、闸墩（四）弧形闸门闸墩二、整体式平底板整体式平底板的平面尺寸远较厚度为大，可视为地基上的受力复杂的一块板。一般认为闸墩刚度较大，底板顺水流方向弯曲变形远较垂直水流方向小，假定顺水流方向地基反力呈直线分布，故常在垂直水流方向截取单宽板条进行内力计算。按照不同的地基情况采用不同的底板应力计算方法。相对密度Dr＞0.5的砂土地基或粘性土地基,可采用弹性地基梁法。相对密度Dr0.5的砂土地基，因地基松软，底板刚度相对较大，变形容易得

3、到调整，可以采用地基反力沿水流流向呈直线分布、垂直水流流向为均匀分布的反力直线分布法。对小型水闸，则常采用倒置梁法。二、整体式平底板（一）倒置梁法该法假定地基反力沿闸室纵向呈直线分布，横向（垂直水流方向）为均匀分布，它是把闸墩作为底板的支座，在地基反力和其它荷载作用下按倒置连续梁计算底板内力。其计算示意图见图二、整体式平底板（二）反力直线法该法假定地基反力在垂直水流方向也为均匀分布。其计算步骤是：（1）用偏心受压公式计算闸底纵向地基反力。（2）确定单宽板条及墩条上的不平衡剪力。（3）将不平衡剪力在闸墩和底板上进行分配。（4）计算作用在底板梁上的荷载。如下图二、整体式

4、平底板（二）反力直线法-计算地基反力二、整体式平底板（二）反力直线法-计算不平衡剪力二、整体式平底板（二）反力直线法-单宽板条荷载计算二、整体式平底板（三）弹性地基梁法该法认为底板和地基都是弹性体，底板变形和地基沉降协调一致，垂直水流方向地基反力不呈均匀分布，据此计算地基反力和底板内力。此法考虑了底板变形和地基沉降相协调，又计入边荷载的影响，比较合理，但计算比较复杂。二、整体式平底板（三）弹性地基梁法计算地基反力和底板内力的具体步骤如下：（1）用偏心受压公式计算闸底纵向(顺水流方向)地基反力。（2）在垂直水流方向截取单宽板条及墩条，计算板条及墩条上的不平衡剪力。（3

5、）确定不平衡剪力在闸墩和底板上的分配。（4）计算基础梁上的荷载。（5）考虑边荷载的影响。（6）计算地基反力及梁的内力。二、整体式平底板（三）弹性地基梁法-计算地基反力二、整体式平底板（三）弹性地基梁法-荷载分布二、整体式平底板（三）弹性地基梁法-边荷载计算三、胸墙（一）板式胸墙：沿墙高取1m单宽板条计算。三、胸墙（二）板梁式胸墙-面板计算三、胸墙（二）板梁式胸墙---支撑梁计算