双壁钢围堰计算书

双壁钢围堰施工及计算1、概述
围堰所处的地理环境水文地质资料
2、钢围堰结构尺寸拟定
3、钢围堰重量计算
3.1 钢板
围堰钢板：
178.512(1210.38)40.006506.0G s kN γδ==⨯⨯+⨯⨯=
隔舱钢板：
278.512 1.280.00654.3G s kN γδ==⨯⨯⨯⨯=
3.2角钢
竖肋角钢：
310.0918012194.4G l k kN =⋅=⨯⨯=
横肋角钢：
420.0944.761248.3G l k kN =⋅=⨯⨯=
弦杆角钢：
530.09 1.231290119.6G l k kN =⋅=⨯⨯⨯=
3.3 灌水和混凝土
围堰壁间混凝土重量：
62544.76(5 1.2 1.6 1.2/2)5639.8G V kN γ==⨯⨯⨯-⨯=
加水（4m ）重量：
710444.76 1.22148.5w G V kN γ==⨯⨯⨯=
钢围堰总重：
12345678710.9G G G G G G G G kN =++++++=
4、封底混凝土厚度计算
假设封底混凝土厚度为h ，
围堰外壁所围面积：
2253.132 3.14 6.2910.4164.85360
S m ⨯=⨯⨯+⨯=外 围堰内壁所围面积：
2253.132 3.14598118.34360
S m ⨯=⨯⨯+⨯=内 围堰内抽水后围堰浮力：
=110164.8510.517309.3F gsh kN ρ=⨯⨯⨯=浮
有G G F +≥浮封
17309.38710.9 2.9125118.34
F G h m S γ--===⨯浮内 封底混凝土厚度取3m 。

5、水流方向围堰受力分析
围堰在水流方向上迎水一侧收到的水平荷载包括静水压力和流水压力，背水一侧只受到静水压力，受力图示如上图。

水平荷载=静水压力+流水压力
静水压力：
1107.575q h kPa γ==⨯=
流水压力：
22
20.810 1.50.92210
k v q kPa g γ⨯⨯===⨯ 内支撑设置在距水位以下2.5m 处，内支撑采用直径为75cm ，壁厚为1cm 的钢管。

对A 点弯矩：
22125062A q l q l M F =⨯--=∑
22757.510.40.97.510.45062
F ⨯⨯⨯⨯-+= 1515.3F kN =（设两根支撑）
钢管压应力：
[]0.51515.332.1717020.750.01
F MPa MPa S σπ⨯===≤⨯⨯，满足要求。

6、围堰水平横向受力分析
围堰在垂直水流方向上的受力为静水压力，受力图示如上图 。

水平荷载：
107.575q h kPa γ==⨯=
对B 点弯矩：
2506B ql M F =⨯-=∑
2757.518.4506
F ⨯⨯-= 2587.5F kN =（设三根支撑）
钢管压应力：
[]2587.536.62170330.750.01
F MPa MPa S σπ=
==≤⨯⨯⨯，满足要求。

7、围堰板肋的受力验算
7.1横肋受力验算
內围堰壁竖向角钢最大间距为0.5m ，横肋角钢间距为1.0m ，因为：
1220.5
l B ==≥ 所以按单向板计算，取四跨连续梁计算图式，
围堰在抽水后，取1m 板宽计算，其组合截面如下图，
内壁受到最大压力90q KPa =
最大弯矩为：
22max M 0.0770.077900.5 1.73qa kN m ==⨯⨯=⋅
计算截面特性：
()i i c i
A y y A ⋅=⋅∑∑ 其中：
2160A cm =，10.3y cm =，226A cm =，21y cm =，23 5.36A cm =，3 4.75y cm = 得0.62c y cm =，c y ，i y 为距截面上缘距离
惯性矩：
2224123112233()()()120c c c I I I I A y y A y y A y y cm =+++⋅-+⋅-+⋅-=
组合截面的惯性矩4120I cm =，形心轴距上缘6c y mm =。

则， 截面的惯性模量为：
3120=2000.6
c I W cm y ==上 3120=
168.1-8.1-0.6c I W cm y ==下 上缘最大应力：
[]max M 1.738.65135MPa 200
MPa W σ===≤上上，满足要求。

下缘最大应力：
[]max M 1.73108.13135MPa 16
MPa W σ===≤下下，满足要求。

故横肋角钢安全。

7.2 竖肋受力验算
横肋间距为1m ，竖向角钢按三跨连续梁验算。

梁跨径为1m ，其断面形式，考虑与围堰壁板共同受力时，如下图所示。

作用在竖肋上的最大压力90q KPa =，假设宽0.5a m =的均布荷载均由上图组合截面的角钢承受，竖肋角钢的计算图示如下图。

跨内最大弯矩为：
22max M 0.080.089010.5 3.6ql kN m ==⨯⨯⨯=⋅
计算截面特性：
()i i c i
A y y A ⋅=⋅∑∑
其中
2121.6A cm =，10.3y cm =，22 5.36A cm =，2 3.95y cm =，236A cm =，37.7y cm = 得 2.2c y cm =，c y ，i y 为距截面上缘距离
惯性矩：
2224123112233()()()297c c c I I I I A y y A y y A y y cm =+++⋅-+⋅-+⋅-= 组合截面的惯性矩4297I cm =，形心轴距上缘22c y mm =。

则， 截面的惯性模量为：
3297=1352.2
c I W cm y ==上 3297=
50.348.1-8.1-2.2c I W cm y ==下 上缘最大应力：
[]max M 3.626.67135MPa 135
MPa W σ===≤上上，满足要求。

下缘最大应力：
[]max M 3.671.51135MPa 50.34
MPa W σ===≤下下，满足要求。

故竖肋角钢安全。