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。 7.5  !主要结构计算 【 , 《 :7.5?.1  承受水压】力的下部结》构构:。件如钢筋混凝土闸】墩、:胸墙及挡《水墙等除应进行结构!强度设计《。外还应满《足抗裂或限裂要求】。 —7.5.2 —。 ,泵房底?板、进出水流道、】。机墩:、排架、吊》车梁等?主要结构严格地说均!属于空间结构本应】按三维结构》进行设计《但是这样做计—算工:作量很大;同—。时只要满《足了工?程实际要求的精【度过于精确的—计算亦无必要因【此对:上述:各主要结构均可根据!。工程:实,际情况简化为按二维!结构进行计算只是在!有必要且条件—许可时才按》三维结构《进行计算 》 《 7.5.4  】泵房底板是》整个泵房结构的基】础它承受上》部结:构,重量和?作,用荷载?并均:匀地传?给地基依靠它与【地基接触面的摩【擦力抵抗水平—滑动并兼有防渗、】防冲的作用因此泵房!。底板在整《个泵房?。结构中占有十分重要!的地位泵房底板【一般均采用平底板形!式其支?承形式因与其连接】的结构不同而异【。例如大型立式—水泵块?基型泵?房底:。板在进水流道进口段!与流:道的边?墙,、隔:墩相连接;在进水】。流道末端三》面支:承在较厚实》的混凝土块体上;在!集水廊道及其后的空!箱部分一般为—纵、横?向墩墙所《支承这样的》。“结构一地基”体系!严格地说应》。按,三维结构《分析其应力》分,布状况但计》算极为繁《冗在工程实践中【一般可简《化,成二维结构选用【近似的计算分析【。方法例如进水流道的!进口:段一般可沿垂直【水流方向截》取单:位宽度的梁或框【架按倒置梁、弹【性,地基梁?或弹性地基上的【框架计算;进水流】道末端?一般可按三边固定】、一边简支的矩形板!计算;集水廊道【及其后的《空箱:部分一般可》按四边固定》的双向?板计算现将我国【几个:已建泵站的泵房底】板计算方法》列于表8供参考【 : 》 【 ,    — 应当指《出倒置梁《法未考虑墩墙结点】宽度和边荷载的影】。响加之?地基反力按》均匀分布又与实际情!况不:符因此?该法:计算成果《比较粗略但因—该法计算《简捷使用方便—对,于中:小型泵站工》程仍不失为一种【简化:计,算方法 》 :  ?  : 弹性地基梁—法是一种《广泛:用于大中型泵站【。工程:。设计的比较精确的计!算方法当按弹性【地基:梁法计?算时应考《虑地基土质特别是地!基可压缩层厚度的影!响弹性地《基梁法通常采用的】有两种?假定一?种是:文,克尔:假定假定地》基单位面《积所受的压力与该】单位面积的》。地基沉降成正比其比!。例系数称为基床系数!或称为垫《层系数显然按此假定!基底:压力值未《考虑基础范》围以外?地基变形的影响;】另一种?是,假,定,地基:为半无限《深理想弹性体认为】土,体应:力和变形为线—性关:系可利用弹性—理论:中半无?限深理想弹性体的】沉降:公式(如弗拉芒公式!)计:。算,地基的沉降再根据基!础挠度?和地:。基变:形协调致的原则求解!。地基反?力并计?。。及基础?范围以外边》荷载作用的》影响上述两》种,假,定,是两种极限情况前者!适用于岩基或可【压缩土层厚度—很薄:的土基后者》适用于可压缩土层】厚度无限深的情【况在:此情况下宜按有【限深弹性地》基的假定进行—计算至于“有—限深:”的:界限值目前》尚无:统一规定参照现行行!。业标准水闸设计规范!S,L 265的规定】本标:准规定?当可压缩土》层厚度与弹性地基】梁长:度之半的比值—为0.25~2.】0,时可按有限深弹【性地基梁法计算;】当上述比值小—于,0.25时可按基】床系数?法(:文克尔假《定)计算;当—上述比值大于2【.0时?可按:。半无:限深弹性地》基梁法计算 —  —   泵房底板的】长度和宽度一般都】比较大而且两者又】比较:接近按板梁判—别公式判《定应:属弹性地基上的双向!矩形板?对此可按交叉—梁系的?。弹性地基《梁法计?算这:种计算方法从试荷载!法,。概念出发利用—纵横交叉梁共轭点上!相对变位一》致的条?件进行荷载分配分】别按纵?横向弹性地基梁计】算弹:性地:基板的双向应—力但计算繁冗在泵房!设计中通常仍是沿】泵房进出水方向截取!单位宽度的弹性地】基梁只计算其单向】应,力 ?    【。 本标准所述的反】力,直线分?布法又称《为,荷载组合法》或截面法这种—计算方法虽然假定】地基反?力在:垂直水?。流方:向均匀分布但不把】墩墙:当作底板的支座而】认为墩墙是作用【。在底板上《的荷载按截面法计算!其内力 》 《7.5?.,5  边荷》载是作用于泵房底板!两侧地基《上的荷载包括与【计算块相邻》的底:板传:到地基上的荷载均可!称为边荷《载当采用有限深或半!无限深?弹性地基梁法计算时!应考:虑边荷载对》地基变形《的影响根据试验研】究和:工程实践《可知边荷载》对计算泵房底板内力!影响主要与地基土质!、边荷载大》小及边荷载施—加程序等因素有关如!何准确确定边荷【载的影响是一个十分!复,。杂的问题因此在泵房!设计中对边荷载的】影响只能《作一些原《则性的考虑鉴于【目前:所采用的计算方法】本,。身还不够完善和取用!的计:算,。参数不?够准确对边荷—载影响?百分数做很》具体的?规定是没有必—要,的因此本标准—只做概略性的—规定执行时可—。结合工程实际情况稍!做选择?这个:。概略性?的规定即当》边荷载使泵房底板弯!矩增加时无》。论,。是黏性土地基—或砂性土《地基均宜计及边荷载!的,。100%;当—边荷:载使泵房底板弯【矩减少?时,在黏性土《地基上可不计边荷载!的作用在砂》性土地基上可只计边!荷载的?50%显《然这都是《从偏安?全角度考虑的 ! 7《.5.?6,  肘形《进水流道和》直管式、《虹吸式出水流道是目!前泵房设计中采用】最为普遍的进出水】流道形式其》应力计算方法主要取!决于结构布置—。、断面形状和作用荷!载等情?况按单孔或多孔框架!结构进行计算钟形】进水流道进口—段,虽然比较宽》但其高度《较肘形流《道矮得多结构布置】和断面?形状与肘形进水流】道的进口《段相比有《一定的相似性;【。屈膝式或猫背式出水!流,道主要是为》了满:。足出口淹没的—需要将出口高程【压低呈“低》。驼峰”?状其结构布置和【断,面形状与虹吸式出】水流道?相,比也有一《定的相似《性因此?钟形进水流道进口段!和屈:。膝式、猫《背式出水流道的【应力:也可按单孔或多【孔框架结构》。进行计算《  【   虹吸》。式出水流道的结构布!置,按其外部连接方【式可分为管墩整体连!接和管墩《分离两种《形式前者《。将流:道管壁与墩》墙浇筑成《一整体结构后者视】流道:管壁与墩《墙是各自《独立的如果流—。道宽度较大中—间可增设隔墩 ! ? ,   管墩》整体连接的》。出水流道实》属空间?结构:体系为简化》计算可将流》道截取为彼此—独立:的单孔或多孔闭【合框架结《构但因?作用荷载是随作【用部位的不同而变化!。的如内水《压力在不同部位【或在同一部位、不同!。运用情?况下的数值都—是不同的因此—进行应力计》算时要分段》截取流道的》典型横断面管墩【整体连?接的出水流道管壁】较厚(尤其是在水泵!弯管出口处)进【行应力计算时应考】虑其:厚度的影响例如某】泵房设计《时考虑了管壁—厚度的影响获得【了较为合《。理,的计算成果减少了】钢筋用量《 》  :   管墩整—体连接的《出水流道一般只需】进行流道横断面【的静力计《算及抗裂核》算;管墩分》离的出水流道除需进!行流道横断面的静力!计算及?抗裂核算外还需进】行流道纵断面的静】力计算 】    《 当虹吸式出水流道!为管墩分离形式时】其上升段《受有:较大的纵向力—除应计算横向应【力外还应计》算纵向应力例如某】泵站:的虹吸式《出水:流道:类似一?。根倾斜放置的空【腹梁其上端与墩【墙,连接下端支承在梁】。上上升?高度和长度均较大承!。受的纵向力也—。较大设计时对结构】纵向应?力进行了《计算计算结果表明】纵向应力是一项不】可忽视的内力 】。 7.—5.7  双向【进出:水流道形《式是:一种双进双出—的双层流道结—构呈X状亦称为“】X型”流道结构其】下层为双向肘形【进水流道上层为【双向:直管式出《水流道因《此,双,向进出水《流道:可,分,别按肘形进水流道和!直管式出水流道【进行应力计》算如果上下》层之间的隔板厚度】不大:则按双层《框架结?构计算?也是:可以的 【 7.5.8  !混凝土?蜗壳式?出水流道目前—在国内还不》多,见这是一种和—水电站厂《房,混凝土蜗壳》。形状:极为相似的》很,复杂的整体结构其】实际:应力状况很》难用简单的计—算,。方法求解因》此应对这种结构【进行适当的简化【方,可进行计算例如某】泵,房采用混凝土蜗【壳式出水流道—形式蜗壳断面为梯形!系,由蜗:壳顶板、《侧墙和底板构—成设计中采用了两种!计算方法一种是将】顶板与侧墙视为一个!。整体截取单位宽度】按“г”形刚—。架结构计算;另一】种是将顶板与侧【。墙分开顶板按—环形板结构计算侧墙!按上下两端》固定板结构计算由于!蜗壳断面《尺寸较大出水管内设!。有导水用的隔墩因此!可按对称矩形框【架结:构计:算, :  》  : 泵房是低水头【水工建?筑物其混《凝土蜗壳承受的内水!压力较小因》而计算应力也较小一!般只:需按构造配》筋 — 7.5.9—  大?中型立式轴流泵机组!的,机墩形式有井—。。字,梁式、纵梁牛腿式】、梁柱构架式—、,环,形梁柱?式和:圆筒式?等大中型卧式—离心泵机组的机墩形!式有:块状式、墙》式等:机墩形?式可根据机组特性】和泵房结构》布置等?因素选用根据调【。查资料?立式机组单机—功率为800kW】的机:组,间距多?数在4.《8m~5.5m机墩!一般采?。。用井字梁式结构支】承电动?机的井字梁由两【根,。横梁和?两根纵梁组成—荷载由井《字,梁传至墩《上,这,种机墩?形式结构简》单施工方便;—单机功率为1—600?kW:的机组间距多数【在6.0m~7.】0m机墩一》般采用纵《梁牛腿式结》构支承电动机的【是两根?纵梁和?两根与纵梁方—向平行的《短牛腿前者伸入【墩内后者从墩上【悬出荷载《由纵梁和牛腿传至】墩上:这种机墩形》式,工程量较省;单机功!率为2800kW】。和3:000k《W的机组间距约在】7.6m~10.0!m机墩一般》采用梁柱构架—式,结构荷载由》梁柱构架《传至联轴层大体【积混凝土《上面;单机功率【为,5000kW—和6000》kW:的机组间距》约在1?1.0m~12【。.7m机墩则采用】环形梁柱式结构【荷载由环形梁经【托梁:和立柱分别传—至墩墙和《密封层大体积混凝土!上面;?单机功率为700】0kW的机组间距】达18.《8m机墩则采用【圆筒式结构荷载由】圆筒:传至下部大体积混凝!土上面?卧式机组的水泵机墩!一般采用块》状式结构电动机机墩!一般采用墙式结构】工程实践证》明这些形式的机墩】结构安全可靠对设】备布置和安装、检修!都比较方便 !。     —关于机墩的设计【泵房:内的立式抽水机组机!墩与水电站发电机组!机墩基本相同卧【式,抽水机组机墩与工】业厂:房内动力机》器的基础基本相【同所不同的是—抽水机?组,的电动机转速—比较低对机墩的要】求没有水电站—发电机组对其—机墩:或工业厂房内的【动力机器对其基础的!要求高因此截面尺】寸一般不太大—的抽:水机组?机墩不难满足结构强!度、刚度《和稳定要求但对扬】程在10《0m以上的高扬程泵!站在进行卧式机组】机墩稳定计算时应】计入:水泵启动时》出水管道水柱的推】力必:。要时应设置抗推移设!施例如某泵站设计】扬程达160—m由于机墩设—计时未考虑出水管道!。水柱的推《力工程建成》后水泵?启动:时作用于泵体的【水,柱推力很大水—泵,基础:螺栓阻止不住—泵体:的,滑移致使泵体与【电,动机不同心从而产生!振动影响了机—组的正常运行后经重!新安装?机组:并设置?了抗:推移设施才使机【组恢复正常运行又如!某二级?泵站的设计扬程【为14?0m在机《墩设计时考虑了【出水管道水柱的【推力机墩抗滑稳【定安全系数的—计,算值大于1.3同时!还设置了抗推移设】施作:为附加安全因素【。工程建成后经多【年运行证明设—计正确因此对—于扬程在100m】以上的高扬程泵站】计算机墩稳》定时:。应计入出《。。水,管道水?柱的推力并应设置】必要的?抗推移?设施 》 7.5.【10  立式—机组机墩的动—力计算主要是验算机!墩在振动荷》载作用下《会不会产生共振【并对振幅和动力系】数进行验《算为简化《计算可将立式机组机!墩,简化:为单自由度体系的悬!臂梁结构对共振的验!算,要求机墩强》迫振:动频率与自振—频率之差和》机墩自振频》率的比值《不,小于20%;对【振幅的?验算要?求最大?振幅值不《超过下列允许—值垂直?振幅0.15mm水!平振幅?0.20mm这【些允许?。值的规定与》水,。电,站发:电机组机墩动力计算!规定的允许值是一致!的但因?。目前:动力计算本身精度不!高因:。此,对自振频率的计算只!能是很粗略的至【于动力系数》的验算根据已建【泵站的调查资料【。验算结?果一般为1》.0~1.3由于】泵站电动机转—速比:较,低机:墩强:迫,振动频率与》自振频率的》比值很?小加之机组制造精】度和安装质量等方面!可能存?。在的问题《。因此要?求动力系数》的计算值不小—。。于1.3《但为了?。不过:多地:增加机墩的工—程量还要求》动力系?数的计算值不—。大于1?.5如动力系—数的计算值不在1.!3~:1.5范《围内则应重作机墩设!计,直至符合上述—要求时为止 — :   》  对于卧式—机组机墩由于—机组水?。平卧置在泵房内【其动力特性明显优于!立式:机组机墩《因此可?只,进行垂?直振:幅的验算《 《 : ,   工程实验证】。明对于单机》功率在16》00:kW以下的立式机组!机墩和?单机功率《在5:00kW《以下的卧式机组【。机,墩因:受机组的振动影响】很小故均可不进行动!力计算例如某省7】座立式机组》泵站单机功率均【为800kW机【墩均未进行动力【计算:经多年运行》考验均未出现异【常现:象 7】.5.?11  泵房排架】。是泵房?结构的主要》承重构件承担屋面】传来:的重量、吊车荷载】、风荷?载等并通过它—。传至下部结构其【应力可?根据受力条件和【结构支?承形式等情况进行】计算干室型泵房【排架柱?多,数是:支承在?水,下侧:墙上当?水下侧墙《刚度与排架柱刚度的!比值不大于5—.0时水《下侧墙受《上部排架柱变—形的影响较》大因此墙与柱可联】合计:算;当?水下侧墙刚度—与排架柱《刚度的比《值大于5.0时水下!侧墙对排架柱起固】结作用即水下侧墙不!受上部排架柱变【形的:影响因此墙与柱可】分开:计算计算时将水下】。侧墙:。作为排架《柱的基础 】   《 , 根据现行》。行业标准《水,电站厂房设》计规范SL —266补充完善排】架顶部侧向位—移,的要求 【 7.《5.12  吊【车,梁也:是泵房结《构的主要承重构件承!。受吊车启动、运行】、制动?时产生的荷载如垂】直轮压、《纵向:和横向水《。平制:。动力等并《通过它?传给排架再传—至下部结构》其受力情况比较复杂!吊车梁总是》沿,泵房纵?向布:置,对加强泵房的纵向刚!度连接泵《房的各横向排架起】着一定的作用吊车】。梁有:单跨简支梁或多【。跨连续梁等结构型】式,。可根据泵房结—构布置、机组—安装:。和设备吊运要—求等因素《选用单跨简》支式吊车梁多—为预制?吊装较方便;—多跨连?续式吊车梁工程量较!少造价较经》济,根据调查《资料泵房内的吊车梁!多数为钢筋混—凝土结构也有采【用预应力钢筋混凝】土结构及钢》结构对于负荷量【。大的:。吊车梁为充》分利用材料强度减少!工程量宜采》用预应力钢筋混【凝土:结构或钢结》构预应力《钢筋:。混凝土吊车梁施工较!复杂钢吊车梁需用】钢材较多钢筋混【凝土或预《应力钢筋混》凝土吊?车,梁一般有T形—、I形等截面—形式T形截面吊车】梁有较大的》横向刚度且》外形简单施》工方便?是最常用的截—面形式I形》截面吊?车,梁具:。有受拉翼缘便—于布:置预应力钢》筋适用?于负:荷量较大《的情况变截面—吊车梁的外形有鱼腹!式、折线式、轻型】桁架式等《其特点是薄腹变截】面,能,充分利用材料强度】节省混凝土》和钢筋?用量但因设计—计算较复《。杂施工制《作较麻烦运输堆【放不方便因此这种】截,面,形式的吊车梁目【前在泵房《。工程中没有得—到广泛的应用 ! ,     由于】吊车梁是《直接:承,受吊车?荷载的结构构—件吊车?的启动、《运,行,和制动对吊车梁【的运:用均有很大的影响】因,。此设计吊《车梁时?应考虑吊车启—动、运行和制动【产生:的影响为保证吊车梁!的结构安全设计中】。应控制吊车梁的【最大计?算挠度不超过计【算,跨度的?1/600》(钢筋混凝土结【构)或1《。/700(钢结构)!对于钢筋混凝—土吊车梁结》构还应?按限裂要求控制最大!。裂缝宽度《不超过0.30mm!。 : ?     对于负】荷量不大的常用【吊车梁设《。计时可套用标准设计!。图集:但,套用时?要注意实际负荷量】和吊车梁的计—算跨:。度与所?套用图纸《上规定的设计负【荷量和吊车梁—的计算跨《度是否符合千万不可!套错由于泵房不同】于一般工《业厂房特别是负【荷量较大的吊—车梁:有时:难以套用标准—设计图集在此情【况下应自《行设计? :