水电站厂房钢筋混凝土蜗壳技术技术设计大纲范本.docx
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水电站厂房钢筋混凝土蜗壳技术技术设计大纲范本
FJD35170FJD
水电站厂房钢筋混凝土蜗壳技术
技术设计大纲范本
水利水电勘测设计标准化信息网
1996年3月
水电站技术设计阶段
厂房钢筋混凝土蜗壳设计大纲范本
主编单位:
主编单位总工程师:
参编单位:
主要编写人员:
软件开发单位:
软件编写人员:
勘测设计研究院
年月
目次
1.引言4
2.设计依据文件和规范4
3.基本资料4
4.内力计算及配筋7
5.构造要求9
6.观测设计9
7.专题研究(必要时)9
8.工程量计算(必要时)9
9.应提供的设计成果9
1引言
工程位于,是以为主,兼有等综合利用的水利水电枢纽工程。
电站总装机容量MW,年发电量MWh,电站为厂房,共装台机,单机容量MW。
厂房长m,宽m,高m。
本工程初步设计报告于年月日审查通过。
2设计依据文件和规范
2.1有关本工程的文件
(1)工程初步设计报告;
(2)工程初步设计报告审批文件;
(3)工程技术设计任务书。
2.2主要设计规范
(1)SDJ20-78水工钢筋混凝土结构设计规范(试行):
(2)SD335-89水电站厂房设计规范(试行);
(3)SDJ173-85水力发电厂机电设计技术规范(试行)。
2.3设计参考资料
(1)建筑结构静力计算手册,1975年,建筑出版社;
(2)水电站厂房设计,顾鹏飞、喻远光编,1987年,水利电力出版社。
3基本资料
3.1工程等别与建筑物级别
(1)工程等别为等;
(1)建筑物级别为级;
(3)电站厂房级别级。
3.2水位
上游:
正常蓄水位m:
下游:
正常尾水位m;
死水位m;最低尾水位m;
设计洪水位m;设计洪水尾水位m;
校核洪水位m;校核洪水尾水位m。
3.3气温与水温
(1)月(年)平均气温,见表1。
表1月(年)平均气温表单位:
℃
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
全年
平均气温
(2)月(年)平均水温,见表2。
表2月(年)平均水温表单位:
℃
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
全年
平均水温
3.4荷载
(1)蜗壳进口水锤压力(最大压力上升值)MPa;
(2)蜗壳进口顶板上部荷载kN/m2;
(3)水轮机层活荷载kN/m2;
(4)机墩传来荷载及位置
垂直集中力:
kN;
弯矩:
kNm;
位置(指机墩中心到座环的距离):
m。
3.5水轮机及蜗壳参数
(1)水轮机参数
额定水头Hr:
m;
转轮直径D1:
m;
额定流量Qr:
m3/s;
座环外径Da:
mm;
座环内径Db:
mm;a
蝶形边宽K:
mm;1
导叶高度bo:
mm。
Bn
(2)蜗壳参数(见图1)m
蜗壳形式:
;2
蜗壳包角:
度;
蜗壳上伸角1:
度;图1蜗壳断面形状
蜗壳下伸角2:
度;
蜗壳进口断面a:
mm;
蜗壳进口断面b:
mm;
蜗壳进口断面n:
mm;
蜗壳进口断面m:
mm。
提示:
蜗壳参数符号含义见《水电站机电设计手册》(水力机械),水电站机电设计手册编写组编制。
(3)钢筋混凝土蜗壳单线图(厂家提供)。
3.6材料特性及安全系数
3.6.1混凝土
(1)混凝土标号:
;
(2)混凝土容重:
kN/m3;
(3)混凝土泊桑比:
;
(4)混凝土设计强度与弹性模量见表3。
表3混凝土设计强度与弹性模量单位:
Mpa
混凝土标号
轴心抗压
弯曲抗压
抗拉
抗裂
弹性模量
3.6.2钢筋
(1)钢筋设计强度与弹性模量见表4。
表4钢筋设计强度与弹性模量单位:
MPa
钢筋种类
直径
mm
设计强度
弹性模量
受拉钢筋
受压钢筋
(2)泊桑比:
。
3.6.3安全系数
(1)强度安全系数见表5。
表5安全系数
结构
受力特征
荷载组合
基本
特殊
混凝土
按抗拉强度计算的受压、拉、弯杆件
钢筋
混凝土
轴心受压、偏心受压、局部承压、斜截面受剪、受扭构件
轴心受拉、受弯、偏心受拉构件
(2)抗裂安全系数。
(3)允许最大裂缝宽度mm。
3.7厂房布置和厂房结构体形图
4内力计算及配筋
4.1计算原则与假定
提示:
混凝土蜗壳几何形状复杂,工程上常用以下几种方法进行内力分析和计算:
(1)平面框架法:
本方法简便、实用,但只能确定顶板和侧墙径向内力和配筋,无法计算环向应力;
(2)弹性力学法:
蜗壳顶板按环形板公式计算;侧墙根据外形及边界条件近似地按单向板或双向板计算,或同时截取单宽直条和水平梁,利用交叉点变位相等条件,求垂直与水平方向的内力;尾水锥体按厚壁短圆筒进行计算。
该方法计算复杂,计算结果与实际差异较大;
(3)三维有限元法;
(4)结构模型试验;
一般简化为平面框架计算,大型蜗壳或有条件时,可按三维有限元法计算或进行结构模型试验。
最终计算结果采用几种方法综合确定。
本计算原则与假定是针对平面框架法而言。
(1)钢筋混凝土蜗壳应进行强度计算和裂缝宽度验算。
(2)钢筋混凝土蜗壳为空间结构,本计算简化为平面问题,按结构力学方法计算。
(3)蜗壳进口段取1~2剖面,垂直于水流方向切取单宽按单跨梁或连续梁或封闭框架计算。
提示:
采用哪种计算简图应视实际情况而定。
(4)蜗壳段取2~3个剖面,沿径向切取单宽按r形框架计算。
提示:
一般情况r形框架上端铰支,下端固定。
(5)当蜗壳顶板高宽比大于0.3或侧墙厚高比大于0.15时,需考虑剪切变形及刚性节点的影响。
4.2荷载及组合
4.2.1荷载
(1)结构自重A1
(2)机墩传来荷载A2
(3)水轮机层地面活荷载A3
(4)内水压力(包括水击压力)A4
(5)外水压力A5
(6)温度影响力B1
提示:
温度影响力,主要指运行期由于水温或气温年变幅所引起的温度应力。
施工期温度影响力应从混凝土浇筑分层分块及温控措施等方面予以改善和消除在计算温度影响力时,应考虑开裂引起结构刚度降低的影响和混凝土徐变的作用。
4.2.2荷载组合
(1)基本组合:
正常运行A1+A2+A4+(A5)
提示:
外水压力的取舍与厂房止水形式和分缝位置有关。
若计算中计入外水压力,则应有构造措施保证缝内有承压水作用。
(2)特殊组合
正常运行+温度影响力A1+A2+A4+(A5)+B1
蜗壳放空A1+A2+A3+A5
最高水头下运行A1+A2+A4+(A5)
4.3内力计算
提示:
(1)一般框架或梁内力计算公式可参见“建筑结构静力计算手册”中有关表格和公式;
(2)考虑框架剪切变形和刚性节点的框架内力分析按SD335—89附录四有关公式和表格计算;
(3)可运用水利部天津勘测设计研究院“水电站地面厂房CAD系统1.1版”中钢筋混凝土结构模块进行内力计算。
4.4配筋计算
(1)顶板按受弯构件或偏心受拉构件配筋,侧墙按受弯构件配筋。
提示:
配筋计算参见SDJ20-78有关公式。
(2)若采用有限元法计算内力时,可按拉应力图形面积配筋。
提示:
应力配筋可按SDJ20-78附录四计算。
(3)计算最大裂缝宽度不得超过0.15mm。
5构造要求
(1)钢筋混凝土蜗壳混凝土标号应不得低于200#(28天龄期);
(2)最大静水头超过40m或限裂计算不满足要求时,应在蜗壳内壁增设薄钢板衬砌或其它防渗材料;
(3)采用合理的分层分块型式,如设封闭块或预留宽缝等措施,以减少混凝土温度应力和干缩应力;
(4)混凝土施工缝的处理要满足有关规程规范的要求。
如垂直缝宜用错缝,避免上下层贯通直缝;避免锐角和薄片;迎水面设止水;缝面要作处理,凿毛、设健槽、加并缝钢筋;必要时并缝灌浆;夏季浇筑混凝土应采用温控措施降低入仓温度;
(5)按构造配筋时,最小配筋率不宜小于0.05%,或16~20,钢筋间距取20cm~25cm;也可参照正在修编的《水工混凝土结构设计规范》(报批稿)中的最小配筋率配筋;
(6)环向钢筋不能小于径向钢筋或竖向钢筋的1/3;
(7)在转角或应力突变的位置应配置加强筋,加强筋直径、间距与径向钢筋相同;
(8)顶板径向钢筋呈辐射状布置,上下两层,下层钢筋宜与座环蝶形边焊接,外围边用短钢筋加密,侧墙内外两层配筋。
6观测设计
提示:
根据需要设置
7专题研究(必要时)
提示:
按实际需要确定研究内容。
8工程量计算(必要时)
9应提供的设计成果
9.1设计报告及计算书
(1)设计报告;
(2)钢筋混凝土蜗壳内力和配筋计算书;
(3)专题报告。
9.2图纸
(1)钢筋混凝土蜗壳单线图;
(2)钢筋混凝土蜗壳分层分块图;
(3)钢筋混凝土蜗壳钢筋图。
9.3工程量汇总表
- 配套讲稿:
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