毕业设计--土木工程 02 - 图文(6)

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各部分土压力值：

32P1?0.32?20kN/m?2m?12.8kN/m， 32P2?0.32?20kN/m?10.5m?67.2kN/m，

32P3=3.12?20kN/m?3.5m=218.4kN/m。

土体压力合力值：

E1=12.8?10.5=134.4kN， E2=1/2?67.2?10.5=352.8kN， E3=1/2?218.4?3.5=382.2kN。 对围堰下层支撑点求矩：

主动力矩：M1=134.4?10.5/2+382.2?2/3?10.5=3381kN?m， 被动力矩：M2=382.2?(2/3?3.5+7)=3567.2kN?m。 2.3.3.3 每个隔舱板的抗弯能力计算

设计中隔舱板将围堰平面上分为8块，围堰每个边长被两个隔舱板均分成3块，两个隔舱板间距为5.2m，将面板上的承受的均布荷载向隔舱板上简化成线荷载：

则每个隔舱受到弯矩M=(3567.2-3381)?5.2=968.24kN?m。

则??M/W=968.24?106/9.963?106=97.2MPa<[?]=160MPa满足要求。 2.3.3.4 竖向隔舱钢板工字型组合梁加劲肋布置

fy=235MPa，h/tw=1264/12=105.3，

由于隔舱板上下翼缘均与围堰面板焊接，其扭转受到约束，根据桥梁钢结构设计规范，当50

2.3.4 工况2设计

2.3.4.1 荷载计算

(1)计算风荷载 风荷载公式：

Wh=K1K2K3W0 (2-1)

式中，K1——体形系数；

K2——高度变化系数； K3——条件系数；

W0——风压值(Pa)，W0=V2/1.6； 计算W0=V2/1.6=25.72/1.6=412.8Pa。

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由公式(2-1)得Wh=K1?K2?K3?W0=1.4?1?1.15?0.412=0.66kPa。 风荷载远小于波浪力可忽略不计。 (2)工况2荷载 工况2荷载见图2-8。

图2-8 工况2荷载图示(单位：mm)

2.3.4.2 隔舱板受力检算

工况2隔舱板受力检算即双壁钢围堰壁腔在水下封底混凝土灌注完毕后浇筑承台前验算此种情况下竖向隔舱工字钢组合梁上下翼缘应力(风荷载与波浪力不同时考虑)。

(1)受力模式 受力模式见图2-9。

图2-9 隔舱板受力模式(单位：kPa)

(2)计算隔舱板所受内力

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利用MIDAS，弯矩计算结果见图2-10。

图2-10 隔舱板内力图(单位：kN·m)

单宽Mmax=286.5kN?m。

则隔舱板所受弯矩M=286.5?5.2=1489.8kN?m。

?max=M/W=1489.8/9.963=149.5MPa<[?]=160MPa, 可。

2.3.4.3 内支撑受力检算

内支撑反力即图2-9受力模式， 支座反力计算结果见图2-11。

图2-11 内支撑反力结果(单位：kN)

反力R1?245.0kN，R2?563.2kN，R3?207.0kN。 其中R1、R2分别表示第一层、第二层支撑的内力。

第二层支撑的受力最大R2?563.2kN(单宽)，N?563.2?5.2?2928.64kN。 选用Q235 400×400H型钢。

Ix=12089cm4Iy=39357cm4截面特性：ix=183.1mm。

iy=104.5mmA=6065mm2

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??N/A=2928.64/36065=81.2MPa<[?]=160MPa 可。 在x-x轴方向，由钢结构设计规范附录三(b类)。

???x=71，查得??0.648。

??N/?A=2928.64?1000/(0.648?36065)=125.3MPa<[?]=160MPa 满足要求。 y-y轴方向由于有两点支撑，?y?l0/iy=1/3?13000/104.5=41.5，???y=41.5 查得?=0.895，

则??N/?A=2928.4?1000/(0.895?36065)=90.7MPa<[?]=160MPa 可。 2.3.4.4 水平环板受力检算

钢围堰设计为五节：4.5m+5m+5m+4m+4m，第一节为4m，平面桁架竖向间距为0.5m，第2、3、4、5节平面桁架间距均为1m。

水平桁架环板为10mm×200mm。

?=arctan1300/1300=45?，桁架的计算跨度取两隔舱板间距，为5.2m，取水深14m处水压力，p=140kN/m2。

11则M?ql2??140?5.22?1?473.2kN?m。

88水平桁架的轴向拉压力为N=473.2/1.3=364kN(拉压力)，

按《水利水电工程钢闸门设计规范》，计算与环板共同作用的壁板截面。 《水利水电工程钢闸门设计规范》G1.0.2面板参与梁系有效宽度计算： (1)面板兼作主(次)梁翼缘的有效宽度B,对于简支梁或连续梁中正弯矩段，可按下列公式计算，取其中较小值：

B??1b (2-2) B?60??b1(Q235钢) (2-3) B?50??b1(16锰钢) (2-4)

式中，B??主次梁的间距，b?(b1?b2)/2；

?1??有效宽度系数，按表2-1采用；W0=V2/1.6=25.72/1.6=412.8Pa

???面板宽度；

b1??梁肋宽度，当梁上另有翼缘时为上翼缘宽度；

表2-1 面板有效宽度系数?1,?2

l/b

00.5 0.2

1 1.5 2.0 2.5 3 4 5 6 8 10 20

?1

0.40 0.58 0.70 0.78 0.84 0.90 0.94 0.95 0.97 0.98 1.00

?2

0.16 0.30 0.42 0.51 0.58 0.64 0.71 0.77 0.79 0.83 0.86 0.92

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注：1.l0为主次梁弯矩零点之间的距离。对于简支梁l0?l；对于连续梁的正弯矩段可近似地取l0?0.6l?0.8l；对于其负弯矩段可近似地取l0?0.4l，其中l为主次梁的跨度(见图2-12)；

2.?2适用于梁的正弯矩图为抛物线图形，?2适用于梁的负弯矩图近似地取为三角形。

图2-12 面板有效宽度示意图

(2)对于连续梁中负弯矩段或悬臂段，面板的有效宽度应按下式取用：

B??2b (2-5)

?2?有效宽度系数，按表2-1采用；

面板与环板焊接，属连续梁形式，故有效跨度取l0=0.6l。 围堰壁板构造见图2-13。

图2-13 围堰壁板图示(单位：mm)

由(2-3)得B?60??b1=60?6+10=370mm，l0/b=0.6?5.2/1=3.12， 查得?1=0.84。

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