斗门设计

斗门 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 一、斗门结构尺寸的确定 根据灌区多年运行情况，拟定斗门孔口尺寸为50×50cm，采用现浇钢筋砼结构，一字板式。闸门为带胸墙的开敞式钢闸门。闸底采用带底槛宽顶堰，堰高0.2米。斗门前设计水深采用渠道的正常水深。 1、主要设计参数 以三干渠榆树底9+725斗门为例进行设计。 三干渠9+725处渠底高程为605.406米，设计引水流量12立米每秒，渠底宽5.5米，边坡1:1.25，糙率0.025，坡降1/3240。地基土质为粉质壤土，地基允许承载力为18T/m2。斗门下接1/100陡坡，陡坡长150米，边墙为浆砌石重力墙，糙率为0.017,陡坡断面尺寸为矩形，高×宽为50×50cm，陡坡内下泄水流由斗门进行控制。 2、闸孔下泄流量的确定 （1）采用闸孔自由出流公式进行计算。 式中： Q—下泄流量；m2/s —淹没系数，对于自由出流，为1； —闸孔自由出流的流量系数，对于平板闸门，μ=εφ，ε垂直收缩系数，由表查得；φ流速系数，为0.85～0.95； e—闸门开启高度；m b—闸孔净宽；m n—孔数；n=1 H0—包括行近流速水头的闸前水头。 假设不同的闸门开启高度，推求下泄流量。 计算结果见表 （2）较核下流流量是否为自由出流 闸后收缩断面水深hc=εe 跌后水深 —收缩断面弗汝德数； q—收缩断面处单宽流量。q= 闸孔出流流态判别准则： 自由出流 淹没出流 ht—从闸底坎顶起算的下游水深，根据明渠均匀流公式 推求下游水深。 计算结果见下表： 序号 闸门开启高度e 闸前水深H e/H ε hc φ 流量系数μ H0 B 流量系数μ0 Q hc〃 ht 备注 2 0.1 1.6 0.06 0.612 0.06 0.9 0.55 1.68 0.50 0.541 0.16 0.54 0.22 hc〃>ht 自由出流 3 0.15 1.6 0.09 0.615 0.09 0.9 0.55 1.68 0.50 0.538 0.23 0.64 0.32 4 0.2 1.6 0.13 0.617 0.12 0.9 0.56 1.68 0.50 0.535 0.31 0.73 0.38 5 0.25 1.6 0.16 0.618 0.15 0.9 0.56 1.68 0.50 0.530 0.38 0.80 0.44 6 0.3 1.6 0.19 0.62 0.19 0.9 0.56 1.68 0.50 0.526 0.45 0.86 0.5 7 0.35 1.6 0.22 0.621 0.22 0.9 0.56 1.68 0.50 0.521 0.52 0.91 0.57 8 0.4 1.6 0.25 0.622 0.25 0.9 0.56 1.68 0.50 0.517 0.59 0.96 0.63 9 0.45 1.6 0.28 0.624 0.28 0.9 0.56 1.68 0.50 0.513 0.66 1.00 0.7 10 0.5 1.6 0.31 0.626 0.31 0.9 0.56 1.68 0.50 0.508 0.73 1.03 0.75 由上表计算结果可知，斗门闸孔出流为自由出流。 二、下游陡坡 陡坡为浆砌石结构，,断面尺寸为矩形，高×宽为50×50cm，边墙为浆砌石重力墙，下接1/100陡坡，陡坡长150米，，糙率为0.017陡坡内下泄水流由斗门进行控制。 三、防渗设计 1、防渗长度的计算 L=CΔH式中： L：闸基防渗长度；m C：允许渗径系数；根据地基土质为粉质壤土，取C=5 ΔH：上下游水位差；ΔH=1.6-0=1.6m L=5×1.6=8m 2、地下轮廓线的布置 地下轮廓线的布置见下图： 地下轮廓线实际长度 L=0.95+0.4+0.75+2.48+1.3+0.5+1.7=8.08>L=8m地下防渗长度满足要求。 3、渗透压力计算 渗透压力计算采用阻力系数法。 （1）确定地基的有效深度Te 地下轮廓线在水平面的投影L0=2.88+0.5=3.38m 地下轮廓线在垂直面的投影S0=1.5m L0 /S0=1.99<5 =3.26m （2）阻力系数计算 进出口阻力系数 内部垂直段的阻力系数 水平段的阻力系数 S—为板桩或齿墙的入土深度，m； T—地基透水深度，m。 ①进口段S1=0.95m，T1=3.06,另一侧，S2=0.75，T2=2.86 =0.97m ②水平段S1=0.75m，S2=1.3，T1=2.86，L=2.88 = =0.5m ③垂直段S=1.3，T1=2.86 = =0.50m ④闸墙水平段S1=S2=0，T1=1.56，L=0.5 ⑤出口段S=1.7m，T=3.26 =1.0m (3)渗透压力计算 ①求各分段的渗压水头损值 =1.60m m h1=0.47m,h2=0.24m,h3=0.24m,h4=0.16m,h5=0.49m ②进出口水头损失的修正 β1—阻力修正系数，当计算β1≥1时，采用β1=1； —为进出口修正后的水头损失值；m h0—进出口段水头损失值；m S′—为底板埋深与板桩入土深度之和，m; T′—为板桩另一侧地基透水层深度，m. 出口段水头损失的修正值为 验算 ③计算各角隅点渗压水头，绘制渗压水头分布图 H1=1.6 H2=1.13 H3=0.89 H4=0.74 H5=0.42 H6=0.42 图 当 渗流坡降呈急变形式的长度 为 ④渗流出口处坡降计算 ⑤水平段的平均渗透坡降 渗透压力计算满足要求。 四、闸板稳定计算 斗门采用一字板闸结构，底槛比渠道抬高0.2米。 （1）初拟结构尺寸 设计内容：埋深、承载力、抗冻拔、配筋等计算按《内蒙古水利厅农田水利处》的材料提供 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 设计。 （2）埋深计算 式中：M外—工作台铅直力对O点产生的力矩之和； H上、rW—作用于水闸上游面的水深与容重； h—消力池深； t—由消力池底板到板桩假设旋转点的距离： ka—主动土压力系数， ，取 kp—被动土压力系数， r—回填土容重；取r=1.8t/m3 M外=0 t=1.45 取基础埋深1.5m满足要求。 (3)承载力计算 选择非结冻期，校核地基承载力是最不利的情况 ①计算荷载 闸门选择宽0.5米，高0.6米铸铁闸门自重为0.05t，即G=0.05t 闭门力计算 式中： —闭门力； nt—磨擦阻力安全系数，取nt=1.2 nG—闸门自重修正系数，一般取0.9～1.0; Ｇ—闸门自重；Ｇ＝0.05Ｔ Tzd—支承阻力（t） Ｐ—作用在闸门上的总水压力； TzS—止水摩阻力（t）取TzS=0 Ｐt—上托力； —上托力系数， =1； —两侧止水间距，m 不能靠自身重力关闭，选用启闭机机械加压关闭。 启门力计算 式中：FQ—启门力 —闸门自重修正系数，取 =1.05 WS—作用在闸门上的水柱重，取WS=0 GJ—加重块重量，取GJ=0 PS—下吸力（t）取PS= 故选用启闭机为0.5吨即可。 G机=0.06T 启闭梁：G1=0.2×0.3×0.9×2.5=0.135t 人群：G5=0.2*0.3*0.9=0.054t 闸板：G6=（3.8×7.26-0.5×0.5）×0.2×2.5+0.3×0.5×2.1×2×2.5+0.15×0.4×2×1.5×2.5+0.15×0.4×2×7.26=16.56t GO=0.5+0.06+0.135+0.054+16.562=17.31t 基础底面最大应力计算： 不考虑闸板侧向摩阻力时为最不利情况 ，地基底面满足要求。 (4)冻拔力计算 基础满足结构整体不冻拔的条件： P+G+F + 式中：P—结构恒荷载 KN； G—基础自重 KN； —其它阻拔力 KN； —安全系数 =1.2 —0.4 式中：0.4—计算基础冻拔稳定时摩阻系数 fi—冻结层下限以下与基础接触的各土层对基础侧壁作用的单位极限摩阻力 KPa 取：fi=2×9.81=19.62KN/m2 hi—冻结层下限以下与基础接触的各土层相应厚度，m; hi=0 —冻结层下限以下与每米冻土层接触的基础横断面的平均周长 F =0 式中：[s]—沿冻胀力方向的允许基础位移值cm,取[s]=0 则 式中： —单位切向冻胀力KPa。 —冻土层内基础横断面的平均周长（m）14.92m Ψe—有效冻深系数，取 式中：zd—工程地点的设计冻深，cm; Zm—历年最大冻深（cm）； Ψd—考虑日照及遮阴程度的修正系数，可根据工程地点所在的纬度及建筑物轴线的走向，按 确定； Ψi—典型断面某部位的日照及遮阴程度修正系数，可由表查 Ψi=1.1； α—系数，α=-0.86； ψw—地下水影响系数， Zwi—计算点的冻前地下水水位位深度（m）; Zw0—邻近气象台的冻前地下水位埋深； β—系数，β=0.79； ψw≈1 Zd=1.19×1×150=178.5cm Zf—基础设计冻深，系指计算自底板底面算起的冻深； 当δc≤0.5m（δc基础板厚度）， hf—基础结构下冻土层产生的冻胀量（cm）; 由 查表得冻胀性级别为Ⅱ级。 =20～40kpa =4.14t 其它荷载计算： 1、土重：0.3×2.3×7.26×1.8=9.02t P+G+ P+G+ ,满足要求。 3、结构计算 （1）启闭机梁结构计算 ①启闭机梁结构尺寸及计算简图如下： ②荷载计算 永久荷载的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 值GK，设计值G 梁自重：P1=0.20×0.3×2.5=0.15t/m 启闭机：P2=0.06/0.3=0.2t/m 则： GK=P1+P2=0.15+0.2=0.35t/m G=rGGK 式中：rG—永久荷载分项系数rG=1.05 G=1.05×0.35=0.368t/m 可变荷载的标准值QK，设计值Q 均布可变荷载标准值QK1，设计值Q1 人群荷载：q1=0.2×0.3=0.06t/m 施工荷载：q2=0.6×0.3=0.18t/m Q=rQQK 式中：rQ—可变荷载分项系数，rQ=1.2 则Q1=1.2×0.24=0.29t/m 可变荷载中的集中荷载标准值QK2，设计值Q2 启闭力QK2=0.244t 则Q2=rQQK2=1.2×0.244=0.29t ③内力计算 跨中弯矩设计值 式中：ro—结构重要性系数 ro=0.9 —设计状况系数 =1.0 L​O—计算跨度 LO=0.7m =0.082t/m 剪力设计值 =0.28t ④配筋计算 取 则ho=200-30=170mm 式中：rd—结构系数，rd=1.2 fc—抗压强度设计值 fc=12.5N/mm2 = =0.09 因： =0.09<[ ]=0.614，故不会发生超筋破坏，拟定板厚合理。 式中：fg—钢筋抗拉设计强度 fg=210N/mm2 =0.54% 因： =0.61%> min=0.15%，故不会发生少筋破坏。 配筋计算 选3 12 AS=339mm2 ⑤截面尺寸验算 ho=170mm=hw=170mm hw/b=170/300=0.57<4 rdv=1.2×0.28=0.34t 0.25fcbho=0.25×12.5×300×170=15.9t 因rdv=0.34t<0.25fcbho=15.9t，故截面尺寸满足要求。 ⑥验算是否配斜筋 V≤ 因rdv=0.34t<0.07fcbho=4.46t，故不需配斜筋。 ⑦抗裂验算 式中：ML—荷载效应短期组合和长期组合计算的弯矩值，ML=0.082t·m rm—截面抵抗矩的塑性系数，rm=1.55 —拉应力限制系数 =0.7 ftk—砼轴心抗拉强度标准值 ftk=1.75N/mm2 wo—换算截面AO对受拉边缘的弹性抵抗矩 IO—换算截面对其重心轴的惯性矩 Yo—换算截面重心轴至受压边缘的距离 式中： 钢筋与砼弹性模量比 纵向受拉钢筋的配筋率 =104mm IO=（0.0833+0.19 ）bh3 =222652941mm4 因： ，满足抗裂要求不需进行裂缝展开宽度验算。 4、进口八字墙土压力计算 ①基本资料 r=1.8T/m3 ②土压力计算 后趾： =0.697 前趾； =0.43 Ea= Ep= 力矩计算表(以前趾前端取距) 计算部位 竖向力G(吨) 水平力H(吨) 力臂(米) 力矩M(吨*米) 正 负 MV+ MH- P1 8.154 1.13 9.23 P2 2.76 0.55 1.52 P3 3.49 1.22 4.26 Pax -6.575 1.267 8.33 Pay 6.23 2.19 13.68 Ppx 0.82 0.5 0.41 Ppy 0.16 0 0 合计 20.8 -5.75 29.10 8.33 20.77 ，满足要求。 ，满足要求。 t/m2 ，满足要求。