吊車荷載計(jì)算

#(一)構(gòu)造方法金屬蝸殼是圓形薄壁結(jié)構(gòu)，金屬蝸殼與外圍混凝土之間，在蝸殼上半部與外圍混凝土之間應(yīng)設(shè)2~4層總厚為2?4cm左右的瀝青油毛氈或軟木瑪締脂等彈性墊層，使二者互相分離，受力互不傳遞。鋼蝸殼承擔(dān)全部?jī)?nèi)水壓力，外圍混凝土結(jié)構(gòu)承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載及自重，如圖12-12所示。對(duì)此種蝸殼，結(jié)構(gòu)計(jì)算主要是針對(duì)蝸殼中心線以上的外圍混凝土結(jié)構(gòu)，蝸殼中心線以下部分混凝土與塊體結(jié)構(gòu)整體澆筑，不必計(jì)算。當(dāng)金屬蝸殼與外圍混凝土之間不設(shè)墊層時(shí)，外圍混凝土結(jié)構(gòu)除承受結(jié)構(gòu)自重和外荷載外，還要承受部分內(nèi)水壓力。圖12-12金屬蝸殼外圍混凝土結(jié)構(gòu)(二)荷載與荷載組合金屬蝸殼外圍混凝土結(jié)構(gòu)承受的荷載及荷載組合如下：1．荷載(1)結(jié)構(gòu)自重A1。機(jī)墩傳來(lái)的荷載A2。機(jī)墩靜力計(jì)算中求出的底面正應(yīng)力假定為直線分布。水輪機(jī)層地面活荷載A3。參考實(shí)際工程資料確定。內(nèi)水壓力(包括水擊壓力)A4。外水壓力A5。溫度影響力A6。

蝸殼外圍混凝土結(jié)構(gòu)荷載組合按表12-4采用。表12-4蝸殼荷載組合表蝸殼型式荷載組合荷載名稱AAAAAA金屬蝸殼外圍混凝土基本組合123456鋼筋混凝土蝸殼基本組合特殊組合1?正常運(yùn)行+溫度影響力2?蝸殼放空3.校核洪水位運(yùn)行（三）蝸殼結(jié)構(gòu)計(jì)算模型蝸殼外圍混凝土是空間整體結(jié)構(gòu)，當(dāng)不考慮金屬蝸殼與外圍混凝土結(jié)構(gòu)聯(lián)合作用時(shí)，內(nèi)力計(jì)算一般按平面問題處理。設(shè)計(jì)中常沿蝸殼中心線徑向切取若干單位寬度的截面，按平面「框架進(jìn)行計(jì)算；對(duì)大型工程宜采用三維有限元分析。當(dāng)有技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證時(shí)，也可考慮由蝸殼與外圍混凝土聯(lián)合作用，水壓力由鋼蝸殼與外圍混凝土共同承擔(dān)。內(nèi)力計(jì)算由三維有限元分析、結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)確定。因蝸殼尺寸及外因混凝土厚度在沿蝸殼中心線的平面內(nèi)是變化的，所取的截面一般為0°、90°、180°包角線處，而0°截面（蝸殼進(jìn)口處）往往是控制截面?！缚蚣軝M梁（頂板）與座環(huán)連接端假定為鉸接，蝸殼邊墻底部固接于下部塊體混凝土上或安裝高程處，如圖12-13所示。1．機(jī)墩2．座環(huán)3．彈性墊層4．外墻5．二期混凝土6．一期混凝土7．剛性結(jié)點(diǎn)8．圓拱

圖12-13鋼蝸殼外圍混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖蝸殼外圍結(jié)構(gòu)的一、二期混凝土間易形成冷縫，故「形剛架截面厚度僅考慮二期混凝的厚度。計(jì)算簡(jiǎn)圖的選取以桿件曲面中心軸線為準(zhǔn)。當(dāng)桿件截面厚度較小，截面最小高度h與計(jì)算跨度L之比h/LVl/5或蝸殼尺寸很小時(shí)，可忽略結(jié)點(diǎn)寬度和剪切變形影響，按一般「形剛架計(jì)算。當(dāng)桿件截面厚度很大，h/L>l/5時(shí)，應(yīng)考慮結(jié)點(diǎn)剛度和剪力引起的剪切變形對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響，可將結(jié)點(diǎn)寬度范圍內(nèi)的桿件用剛性桿段代替，如圖12-13(b)所示。為簡(jiǎn)化計(jì)算，可按桿件中心線長(zhǎng)度L及h構(gòu)成的「形剛架計(jì)算跨中彎矩，用凈跨長(zhǎng)L1及件構(gòu)成的「形剛架計(jì)算結(jié)點(diǎn)彎矩。初步估其時(shí)也可按凈跨L1及件構(gòu)成的「形剛架計(jì)算內(nèi)力，不考慮剛性桿段作用。若蝸殼邊墻較厚，或相鄰兩機(jī)組段之間不設(shè)永久性變形縫，蝸殼邊墻剛度比頂板剛度大8倍以上時(shí)，可考慮按一端鉸接于座環(huán)，另一端固接于邊墻的梁或圓拱計(jì)算，如圖12-13(c)所示。內(nèi)力計(jì)算根據(jù)計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載，用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法求出桿件內(nèi)力。不考慮剪切變形和結(jié)點(diǎn)剛性影響。「形剛架的內(nèi)力計(jì)算可直接利用有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)圖表及公式進(jìn)行。考慮剪切變形和結(jié)點(diǎn)剛性影響。這種「形剛架的內(nèi)力計(jì)算。在桿件形常數(shù)和載常數(shù)計(jì)算中，需計(jì)入剪切變形和結(jié)點(diǎn)剛性影響，其他計(jì)算完全相同。配筋原則由于蝸殼斷面小的地方用「形剛架計(jì)算內(nèi)力不很合理，一般除進(jìn)口斷面按計(jì)算配筋外，其余部位可采用計(jì)算值的80%配筋或按構(gòu)造配筋。蝸殼頂板按受彎構(gòu)件配筋。受力筋徑向輻射等距布置、上下各一層。上層剛筋可分區(qū)按一定等差切斷，但切斷點(diǎn)應(yīng)伸出邊墻外周邊30d以上。下層鋼筋可沿金屬蝸殼表面整環(huán)布置，兩端與座環(huán)焊接。計(jì)算時(shí)不計(jì)水平環(huán)向約束，但在頂板及邊墻的環(huán)向應(yīng)配置構(gòu)造鋼筋及溫度筋，直徑不小于20mm,間距不大于20?30cm。蝸殼的邊墻按偏心受壓構(gòu)件配筋，受力筋垂直向布置，分內(nèi)外兩層，直徑不宜小于12?16mm,間距不大于20?30cm。外圍混凝土結(jié)構(gòu)的配筋情況，如圖12-14所示。外圍混凝土結(jié)構(gòu)不需驗(yàn)算斜截面強(qiáng)度?；炷猎试S開裂，但應(yīng)驗(yàn)算裂縫開展寬度。

4一■水平環(huán)向構(gòu)遙很度報(bào)筋1-水平環(huán)向構(gòu)造溫度筋2-徑向受力筋等差切斷3-徑向受力筋沿蝸殼表面整環(huán)布置4-水平環(huán)向構(gòu)造溫度鋼筋二、鋼筋混凝土蝸殼鋼筋混凝土蝸殼既承受自重與上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載，又承受內(nèi)水壓力。由于這種蝸殼過(guò)流量大、且防滲要求高、體形復(fù)雜，因此對(duì)設(shè)計(jì)施工的要求較高，必須滿足強(qiáng)度、抗?jié)B要求。蝸殼組成如圖12-15所示，包括以下幾部分：1．側(cè)墻2尾水錐體3下游壓力墻4進(jìn)口底板5排架柱6環(huán)形薄墻7機(jī)墩8頂板進(jìn)口段。由頂板、邊墻、底部大塊體結(jié)構(gòu)或底板組成。當(dāng)進(jìn)口段橫截面跨度較大時(shí)，可在跨中設(shè)中墩以改善頂板受力條件。蝸殼段。由頂板、側(cè)墻(左、右側(cè)墻、下游墻)及底部大塊體結(jié)構(gòu)組成。頂板為螺旋形環(huán)形板，內(nèi)周邊為圓形，支承于水輪機(jī)座環(huán)上，外周邊支承于側(cè)墻上。蝸殼段側(cè)墻為厚壁塊體墻，其形狀也為螺旋形，三個(gè)邊界分別與頂板、底板及下游壓力墻相接。尾水錐體。為變厚度變高度圓筒錐體，頂端為支承水輪機(jī)座環(huán)的水平圓環(huán)，支承頂板內(nèi)周邊。頂板與蝸殼底板以此為界，下接尾水管直錐段。如圖12-15(d)所示。底板。與尾水管周圍混凝土連成整體，一般不予計(jì)算。(二)荷載及荷載組合鋼筋混凝土蝸殼荷載及荷載組合，與金屬蝸殼外圍混凝土結(jié)構(gòu)相同，見表13-4。(三)內(nèi)力計(jì)算鋼筋混凝土蝸殼結(jié)構(gòu)與鋼蝸殼外圍結(jié)構(gòu)一樣，是個(gè)整體性的空間結(jié)構(gòu)，只有用三維有限元法才能求出蝸殼結(jié)構(gòu)的整體應(yīng)力狀態(tài)。目前設(shè)計(jì)中沿用的基本方法有結(jié)構(gòu)力學(xué)法或彈性理論方法，對(duì)大型廠房應(yīng)用三維有限元計(jì)算蝸殼結(jié)構(gòu)內(nèi)力。1．平面框架法把鋼筋混凝土蝸殼空間整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為平面框架計(jì)算，可利用結(jié)構(gòu)力學(xué)常用圖表計(jì)算。方法與金屬蝸殼外圍混凝土結(jié)構(gòu)相同。宜于中小型機(jī)組采用。進(jìn)口段。沿水流方向切取單寬橫截面，按固結(jié)于底板的n形框架計(jì)算，荷載為內(nèi)水壓力及自重。蝸殼段。沿下游壓力墻中心周長(zhǎng)從徑向切取單寬平面「形框架?？蚣軝M梁(蝸殼頂板)一端與水輪機(jī)座環(huán)鉸接，另一端與蝸殼側(cè)墻剛接，側(cè)墻固結(jié)于蝸殼底板或尾水管頂板上。此法在計(jì)算中忽略了平面框架之間的相互作用即環(huán)向約束，如圖12-16(a)所示。計(jì)算簡(jiǎn)圖上的剛架荷載按實(shí)際作用位置確定，如圖12-16(b)所示。(a)(b)圖12-16平面框架法尾水錐體。為一變厚、變高的厚壁錐形圓筒，上端水平，下端為螺旋形曲面，如圖12-17(a)所示。計(jì)算時(shí)，一般簡(jiǎn)化為上端自由、下端固接于尾水管彎管和邊墩上的

等厚等高短圓筒。圓筒高度取進(jìn)水口處錐體最大高度H,厚度與直徑取上、下兩端平均值，如圖12-17(b)所示，圖中r0=(r1+r2)/2o圖12-17鋼筋混凝土蝸殼尾水錐體計(jì)算簡(jiǎn)圖

圓筒頂部承受水輪機(jī)座環(huán)傳來(lái)的垂直荷載及自重；圓筒環(huán)向作用有蝸殼內(nèi)水壓力

與尾水管內(nèi)水壓力之差，近似按均布荷載考慮，作用于正圓筒外壁，如圖12-17(d)所示。2．環(huán)形板墻法環(huán)形板墻法認(rèn)為蝸殼頂板和側(cè)墻的連接為固結(jié)，因而蝸殼頂板、側(cè)墻和壓力墻可分開計(jì)算，假定各為獨(dú)立結(jié)構(gòu)，不考慮相互之間的變位調(diào)整，僅考慮反力傳遞。進(jìn)口段。頂板與側(cè)墻都按兩端固定的梁式板或雙向板計(jì)算。蝸殼旋形段。旋形段頂板作為環(huán)形板計(jì)算或?qū)㈨敯宸殖蓴?shù)塊，每塊均作為環(huán)形板的一部分計(jì)算，如圖12-18所示。環(huán)形板外周視為固定端，內(nèi)周根據(jù)具體布置情況確定支承形式：支承在水輪機(jī)導(dǎo)水葉座環(huán)上時(shí)，作為鉸支考慮；當(dāng)與機(jī)墩整結(jié)時(shí)，按固定端考慮。頂板荷載有自重、機(jī)墩傳來(lái)的荷載、水輪機(jī)層地板傳來(lái)的荷載及內(nèi)水壓力等。圖12-18環(huán)形板環(huán)形板的內(nèi)力計(jì)算應(yīng)根據(jù)荷載與支承情況，按彈性力學(xué)方法計(jì)算內(nèi)力。由于環(huán)形板以承受均布荷載為主，具體計(jì)算時(shí)可利用外周邊固定、內(nèi)周邊自由的環(huán)形板在環(huán)面上作用均布荷載，沿內(nèi)周邊作用集中荷載或彎矩時(shí)內(nèi)力計(jì)算的現(xiàn)成圖表和公式，計(jì)算內(nèi)周邊的撓度、轉(zhuǎn)角及內(nèi)力值，根據(jù)實(shí)際支座處變位為零的條件，求出支座反力（集中力），并求出在支座反力作用下的內(nèi)力與均布荷載作用下的內(nèi)力疊加，從而得出各種內(nèi)周邊支承情況的環(huán)形板承受均布荷載時(shí)的內(nèi)力。頂板還受到側(cè)墻傳來(lái)的徑向拉力（內(nèi)水壓力產(chǎn)生），此拉力頗大，頂板應(yīng)按偏心受拉構(gòu)件計(jì)算配筋。（3）蝸殼墻體由側(cè)墻與下游壓力墻組成，如圖12-19所示。側(cè)墻和壓力墻的荷載有內(nèi)水壓力、自重、頂板傳來(lái)的垂直力和溫度荷載等。蝸殼側(cè)墻分為兩部分?？拷掠螇毫Σ糠謮w按三邊固結(jié)、一邊自由的雙向板計(jì)算；上游進(jìn)口段部分則按上下兩邊固定的單向板計(jì)算。下游壓力墻為一變厚、變高墻體，近似按四邊固定板計(jì)算，厚度按壓力墻最薄處厚度計(jì)。圖12-19蝸殼墻體計(jì)算簡(jiǎn)圖當(dāng)下游壓力墻為等厚環(huán)形薄墻時(shí)，可看作由許多高為H的單寬垂直梁和半徑為R的水平圓環(huán)組成的結(jié)構(gòu)，兩者共同承擔(dān)內(nèi)水壓力。垂直方向上、下兩端分別固接于頂板及底板，水平圓環(huán)位于梁中部H/2范圍內(nèi)，兩端連接于側(cè)墻。梁內(nèi)側(cè)水壓力呈階梯形分布，外側(cè)受到水平園環(huán)反力作用，梁頂部受到頂板傳來(lái)的垂直荷載作用。根據(jù)梯形荷載q作用下垂直梁產(chǎn)生的撓度應(yīng)與圓環(huán)在反力Pk作用下產(chǎn)生的環(huán)向伸長(zhǎng)相等的變形相容條件，求出Pk作為外荷載作用于垂直梁，即可計(jì)算垂直梁的內(nèi)力，如圖12-20k所示。圖12-20環(huán)形薄墻計(jì)算簡(jiǎn)圖對(duì)側(cè)墻與下游壓力墻的內(nèi)力計(jì)算，根據(jù)相應(yīng)的圖表和公式進(jìn)行。側(cè)墻還受到由頂板傳來(lái)的軸向拉力(由內(nèi)水壓力產(chǎn)生)，故側(cè)墻亦為偏心受拉構(gòu)件。尾水錐體?？筛鶕?jù)計(jì)算簡(jiǎn)圖，按工程手冊(cè)中有關(guān)等厚壁圓筒的計(jì)算公式和圖表進(jìn)行。(五)配筋原則鋼筋混凝土蝸殼承受較大的內(nèi)水壓力，除強(qiáng)度計(jì)算外，應(yīng)按不允許開裂進(jìn)行校核。進(jìn)口段。按平面框架計(jì)算，頂板為偏心受拉構(gòu)件，受力鋼筋直徑一般不小于12?16mm,順?biāo)鞣较虿贾梅植间摻睿睆揭话悴恍∮?2mm,間距不超過(guò)30cm。邊墻及中墩按偏心受拉構(gòu)件配筋，豎向受力鋼筋直徑不小于12~16mm,間距不超過(guò)20~30cm。水平分布筋不小于12mm,間距不超過(guò)30cm。若邊墻為塊體結(jié)構(gòu)，豎向鋼筋直徑可采用12mm。頂板。按平面r形剛架計(jì)算內(nèi)力時(shí)，頂板按偏心受拉構(gòu)件計(jì)算配筋，徑向?yàn)槭芰︿摻?。?jì)算中忽略環(huán)向約束，但仍應(yīng)按受力鋼筋的20％配置環(huán)向構(gòu)造鋼筋，分上、下兩層布置。按環(huán)形板計(jì)算時(shí)，徑向作用有彎矩及水平力，按偏心受拉構(gòu)件分上、下兩層配置徑向受力鋼筋。環(huán)向作用有切向彎矩，應(yīng)按受彎構(gòu)件配置環(huán)向鋼筋。徑向鋼筋布置時(shí)，靠近內(nèi)緣不能太密，間距應(yīng)根據(jù)鋼筋用量確定，凈距不宜小于5cm。從內(nèi)緣輻射向外緣布置時(shí)，因外緣徑向彎矩較大，上層可用短鋼筋加密，并與蝸殼墻鋼筋相連，間距不超過(guò)20?30cm。徑向鋼筋另一端焊接于座環(huán)上。徑向鋼筋按構(gòu)造配置時(shí)，直徑不宜于12?16mm、間距不超過(guò)20?30cm。環(huán)向鋼筋宜用弧形，用分段焊接方式與蝸殼螺線相適應(yīng)。環(huán)向筋分上、下兩層布置，構(gòu)造要求與金屬蝸殼外圍混凝土結(jié)構(gòu)相同。蝸殼墻。按平面框架計(jì)算時(shí)，豎向受力鋼筋按偏心受拉構(gòu)件配置。環(huán)向則應(yīng)布置足夠數(shù)目的構(gòu)造鋼筋。當(dāng)按厚壁墻計(jì)算時(shí)，垂直方向除彎矩外，還應(yīng)計(jì)入豎向內(nèi)力，按偏心受拉構(gòu)件配筋。內(nèi)水壓力對(duì)壓力墻產(chǎn)生的水平向拉力，由于兩端為大體積結(jié)構(gòu)而變得很小，故可按受彎構(gòu)件配筋。蝸殼墻的垂直高度一般不大，同時(shí)，從進(jìn)口到出口，墻高逐漸減小，可按最大彎截面配置豎向鋼筋，直徑一般不小于12?16mm,間距不超過(guò)20?30cm。若邊墻為塊體混凝土，豎向筋可用12mm,水平環(huán)向構(gòu)造鋼筋，直徑一般不小于12~16mm,間距不超過(guò)30cm,沿內(nèi)外層水平放置。尾水錐體。尾水錐體應(yīng)力一般不大，鋼筋多按構(gòu)造配置，沿表面豎向及水平環(huán)向均勻布置12~16mm的鋼筋、間距不超過(guò)30cm。由于圓錐體底面是螺旋面，高度從進(jìn)口起逐漸縮小，故沿高度各層水平環(huán)狀鋼筋不封閉，自上而下采用半徑遞增而圓心角依次遞減的圓弧鋼筋。第一道環(huán)筋需離錐頂一定距離，以便埋設(shè)水輪機(jī)座環(huán)的鋼板和螺栓。此外，蝸殼底板應(yīng)按構(gòu)造配置直徑為12mm、間距為30cm的徑向及環(huán)向鋼筋各一層。載面拐角處應(yīng)配置45°方向的斜鋼筋，直徑不小于12mm,以抵抗應(yīng)力集中。間距則與豎向內(nèi)層鋼筋及頂板徑向內(nèi)層鋼筋協(xié)調(diào)確定。鋼筋混凝土蝸殼配筋示意，如圖12-21所示。1機(jī)墩2座環(huán)立柱3環(huán)向筋4受力筋5徑向受力筋6架立筋7垂直受力筋圖12-21鋼筋混凝土蝸殼配筋圖第五節(jié)尾水管尾水管是水電站水下部分的主要承重結(jié)構(gòu)之一，它的內(nèi)部形狀和尺寸由水輪機(jī)制造廠通過(guò)水力模型試驗(yàn)確定。直錐形尾水管大多限于容量較小的水輪機(jī)中，無(wú)需結(jié)構(gòu)計(jì)算。為了減小水力損失和廠房開挖，目前大多采用彎肘形尾水管。大型電站的尾水管結(jié)構(gòu)分析宜進(jìn)行三維有限元計(jì)算。一、尾水管結(jié)構(gòu)尾水管按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為直錐段、彎管段和擴(kuò)散段三部分。錐管段四周為大體積混凝土，一般不需進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算；彎管段和擴(kuò)散段則為頂板、底板、邊墩和中墩組成的復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)，如圖12-22。擴(kuò)散段底板結(jié)構(gòu)型式有以下兩種。（一）分離式底板若基礎(chǔ)為堅(jiān)硬完整的巖基，尾水管底板宜與邊墻、中墩及彎管段底板用永久縫分開，整個(gè)廠房的荷載由墩子傳給地基，改善底板受力條件。為減薄底板厚度亦可不做底板而只在基巖表面襯護(hù)抹光，為在檢修時(shí)滿足抗浮穩(wěn)定，應(yīng)設(shè)可靠的排水設(shè)施，底板上常設(shè)排水孔與錨筋，使作用在底板上的浮托力可減小40％~60％；也可做榨槽使底板反向支承在墩子上。（二）整體式底板

修筑在軟基或破碎巖基上的尾水管底板與邊墩、中墩及變管段澆筑成整體結(jié)構(gòu)，形成箱形剛架結(jié)構(gòu)。大、中型工程整體式尾水管底板厚度大多在lm以上，有的達(dá)2~3(a)立體圖形(b)縱剖面圖(c)水平剖面圖圖l2-22尾水管結(jié)構(gòu)圖二、荷載及荷載組合l．荷載結(jié)構(gòu)自重Al。上部結(jié)構(gòu)(二期混凝土)及設(shè)備傳來(lái)的重量A2o尾水管頂板上沿垂直水流方的分布，近似作為均布荷裁，機(jī)電設(shè)備動(dòng)荷載不乘動(dòng)力系數(shù)。內(nèi)水壓力A3。按設(shè)計(jì)尾水位計(jì)算，校核情況按校核尾水位計(jì)算內(nèi)水壓力。外水壓力A4o擴(kuò)散段邊墻承受的外水壓力來(lái)自機(jī)組段永久變形縫，頂板上也可能有外水壓力，錐管段承受來(lái)自蝸殼的水壓力。基礎(chǔ)揚(yáng)壓力A5o由廠房整體計(jì)算中確定的揚(yáng)壓力圖給定。地基反力A6o當(dāng)尾水管按彈性地基梁或平面框架計(jì)算時(shí)，由廠房整體地基應(yīng)力計(jì)算得到的地基反力分布圖確定。對(duì)整體式尾水管，其地基反力可作如下假定：底板剛度較大時(shí)(0L〈1),垂直水流方向的地基反力為均勻分布，荷載分布強(qiáng)

度為q=V/2L，如圖12-23(b)所示；⑵底板剛度中等(0L=1~3)，反力為曲線曲線分布，如圖12-23(b沖虛線所示。一般近似為三角形分布；(3)底板剛度相對(duì)較小(0L>3),反力按三角形分布，如圖12-23(c)所示；圖12-23圖12-23尾水管地基反力分布圖當(dāng)?shù)鼗戳槿切畏植紩r(shí)，反力計(jì)算如下：反力荷載寬度：1.5a=-0B(當(dāng)0反力荷載寬度：1.5a=-0B(當(dāng)023/L時(shí))(12-38)反力最大強(qiáng)度特征系數(shù)：W-UVq==—2a2a00(12-39):Kb；4EJ'h(12-40)式中b——底板計(jì)算寬度，取1.0m；K——基巖彈性抗力系數(shù)；Eh——底板混凝土彈性模量，kPa；hJ――計(jì)算寬度內(nèi)底板截面慣性矩(m4)；L底板跨度(m)；W——上部荷載的合力(kN)；U——底板揚(yáng)壓力合力(kN)；V——基礎(chǔ)反力合力(kN)。2．荷載組合表12-5尾水管荷載組合表荷載組合計(jì)算情況荷載名稱A1A2AAAA6正常尾水位校核尾水位正常尾水位校核尾水位4檢修尾水位正常尾水位5校核尾水位檢修尾水位基本組合正常運(yùn)行77777特殊組合檢修7777校核洪水位寸77777施工期777三、計(jì)算簡(jiǎn)圖及計(jì)算原則(一)計(jì)算簡(jiǎn)圖由于彎肘形尾水管為鋼筋混凝土的空間整體結(jié)構(gòu)，形狀復(fù)雜，目前尚無(wú)成熟的計(jì)算方法。為簡(jiǎn)化計(jì)，常不考慮空間整體作用而順?biāo)鞣较蚯腥∪舾山孛妫磫螌捚矫娼Y(jié)構(gòu)計(jì)算。根據(jù)各剖面構(gòu)件的相對(duì)剛度，分別假定按上端固定的倒框架、下端固定或鉸接的框架、彈性地基上的框架進(jìn)行計(jì)算。如圖12-24所示。(二)擴(kuò)散段計(jì)算原則擴(kuò)散段包括頂板、底板、邊墩和中墩。計(jì)算時(shí)沿水流方向切取若干截面，按單寬平面結(jié)構(gòu)計(jì)算。通常在計(jì)算中作一些簡(jiǎn)化和假定：假定尾水管按平面框架計(jì)算，其計(jì)算跨度不能按一般桿件系統(tǒng)取桿件中心到中心計(jì)算，否則彎矩偏大很多。圖12-24尾水管計(jì)算簡(jiǎn)圖剛架內(nèi)力計(jì)算中，當(dāng)剛架桿件截面高度跨度比h/K1/5時(shí)，可不計(jì)剛架剪切變形和結(jié)點(diǎn)剛性影響，利用剛架結(jié)構(gòu)的現(xiàn)成圖表和公式，計(jì)算結(jié)點(diǎn)彎矩。當(dāng)剛架稈件截面高跨比h/l>l/4?1/3時(shí)，由剪應(yīng)力引起的剪切變形對(duì)桿件總變形影響較大，計(jì)算時(shí)不能忽略，因?qū)俸癖跅U件，需考慮結(jié)點(diǎn)剛性影響，如圖圖13-25考慮節(jié)點(diǎn)剛性的計(jì)算簡(jiǎn)圖13-25所示。節(jié)點(diǎn)剛性段的長(zhǎng)度取節(jié)點(diǎn)寬度一半，柔性段的長(zhǎng)度取凈跨。支座外的配筋，原則上按柔性端彎矩計(jì)算，其數(shù)值比剛性，端彎矩小很多，有時(shí)甚至改變了彎矩的方向。具體計(jì)算可參閱有關(guān)書籍。由于整個(gè)廠房的基礎(chǔ)反力系沿水流方向通過(guò)總體計(jì)算求得，故在按單寬平面框架計(jì)算時(shí)，每一框架上的全部豎向荷載(包括自重與揚(yáng)壓力)與該截面底板上的基礎(chǔ)反力之間往往存在不平衡狀態(tài)，其差值由切取相鄰截面間相互作用的剪力所平衡。此剪力以一定規(guī)律分配給中墩、邊墩、頂板和底板。作為外荷載用其上，框架處于平衡狀態(tài)再按結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算平面框架內(nèi)力，能得出較為精確的結(jié)果。相鄰框架間不平衡剪力推求方法可參閱有關(guān)書籍。當(dāng)尾管底板較厚，相對(duì)剛度較大時(shí)，可假定框架與底板分開計(jì)算，如圖12-26所示。即框架墩子固定在底板上，求出傳給底板的荷載(軸向力和彎矩)后，再將底板按彈性地基上的梁計(jì)算。圖12-26尾水管上部框架與底板分開計(jì)算簡(jiǎn)圖如為分離式底板(或底板很薄，或不設(shè)底板)，而墩子又不挖齒槽時(shí)，則框架底端按鉸接處理，如圖12-27所示。荷載有上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的垂直荷載及自重，按平面問題用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算內(nèi)力，尾水管底板視為獨(dú)立結(jié)構(gòu)。因檢修時(shí)抗浮穩(wěn)定所需，底板上一般設(shè)有鋼筋與排水孔，底部荷載為自重與揚(yáng)壓力，可作為以錨筋為支點(diǎn)的無(wú)粱樓板計(jì)算，計(jì)算方法可參閱有關(guān)書籍。圖12-27分離式底板尾水管計(jì)算簡(jiǎn)圖如巖石豎硬完整，在挖槽、加錨筋、回填混凝土處理后，則框架底端按固端計(jì)算底扳為整體式時(shí)，切取的剛架為一由邊墻、中墩、頂板和底板構(gòu)成的閉口剛架，計(jì)算時(shí)可視為彈性地基上的剛架，如圖12-28所示。對(duì)于左右對(duì)稱的剛架，可只取一半計(jì)算。按彈性地基上框架計(jì)算時(shí)，一般不計(jì)剛性結(jié)點(diǎn)和剪切變形的影響，按凈跨作為高、寬組成的閉口剛架，用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算內(nèi)力。

圖12-28尾水管按彈性地基上剛架計(jì)算圖12-29尾水管頂板按深梁計(jì)算簡(jiǎn)圖當(dāng)尾水管頂板特別厚時(shí)，不能再按平面剛架計(jì)算。尾水管跨度l與截面高度h之比l/hW2.5時(shí)，頂板截面內(nèi)力分布完全不同于淺梁，須按深梁計(jì)算，如圖12-29所示。彎管段計(jì)算尾水管彎管段通常指自中間的隔墩的墩頭到錐管以下這一段。該段的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是頂板很厚，底板相對(duì)較薄，而兩側(cè)邊墩在水平方向?yàn)樽兒穸?。彎管段上部?/p>