消力池底板抗浮计算书

消力池底板抗浮计算书

一、概述

溢流堰、闸室后接消力池，消力池长18m，宽17m，深1.1m,底板高程为11.9m，消力池底板厚度为0.5m,。底板设置排水孔，孔排距均为2m，成梅花型布置，其下设置砂石反滤垫层，层厚1.00m。泄洪冲沙闸消力池和泄洪闸底板后接防冲海漫，海漫长29m。海漫采用M7.5浆砌石，厚0.3m。

二、主要设计依据及参数选取

1．特征水位及流量

正常蓄水位17.00m，设计水位19.81m，校核洪水位20.03m。

洪水流量及水位见表2-1。

底板采用C30混凝土: 容重2.4t/m3, fc=20.1 N/mm2, ft=2.01N/mm2；弹性模量Ec=3.00×10-4N/mm2；基岩与混凝土面的抗剪断强度ƒ=0.4～0.7，粘滞力c=0.06～0.2Mpa；Ⅱ级钢筋，fy=fy’=310 N/mm

三、设计工况

本次分析主要计包括坝后消力池底板的结构设计及配筋计算，具体计算工况如下：

（1）工况一：正常蓄水位+自重+扬压力+脉动压力（基本荷载组合）

（2）工况二：设计洪水位+自重+扬压力+脉动压力（基本荷载组合）

（3）工况三：校核洪水位+自重+扬压力+脉动压力（特殊荷载组合）

四、底板荷载计算

1.计算公式及参数选取

（1）自重 G=γ

c

×A×h

G —底板自重（KN）；

A —底板面积（m2），306m2；

h —底板厚度（m），0.5m；

γ

C

—C30混凝土容重，取值24KN/m3。

带入数据求的底板自重为3672KN。

（2）时均压力P

w =γ

w

×H×A

P

w

—水压力（KN）；

H —下游水深（m）；

A —底板面积（m2）；γw—水的容重。

计算工况底板面积

（m2）水的容重

(KN/m3)

下游水深（m）时均压力（KN）

正常蓄水306 9.8 0 0

设计洪水306 9.8 3.04 9116.35 校核洪水306 9.8 4.07 12205.116

w

Py—底板承受的扬压力（KN）；

H —下游水深（m）；

h—底板厚度（m），此处为0.5m；

γw—水的容重，取值9.8KN/m3；

计算工况底板面

积（m2）水的容重

(KN/m3)

下游水深（m）底板厚度（m）扬压力（KN）

正常蓄水306 9.8 0 0.5 1499.4 设计洪水306 9.8 3.04 0.5 10615.75 校核洪水306 9.8 4.07 0.5 13704.52

（4）脉动压力

P m =a

m

××γ

w

×A

P

m

—脉动压力(KN）；

V —底板计算断面处得平均流速（m/s）

a

m

—脉动压力系数，此处取值0.1；

A —底板面积（m2），306m2；

γ

w

—水的容重，取值9.8KN/m3；

计算工况下泄流量

（m3/s）

下游水

深(m)

平均流

速(m2/s)

水的容重

(KN/m3)

脉动压力

（KN）

设计洪水64.98 3.04 1.26 9.8 24.29 校核洪水111.57 4.07 1.61 9.8 39.66

（5）作用效应及抗力效应函数

作用效应函数（垂直向上所有合力）

R（•）=γ

Q ×P

y

+γ

Q

×P

m

抗力效应函数（垂直向下所有合力）

S（•）=γ

G ×G+γ

Q

×P

w

γ

G

——永久荷载分项系数，取1.05；

γ

Q

——可变荷载分项系数，取1.20；

2.荷载计算结果

由计算结果可以看出：消力池底板在各工况的抗力效应均大于作用效应，即垂直向上的合力小于垂直向下的合力，满足规范要求。

五、底板构造配筋

底板的作用效应小于抗力效应，因此对底板按构造进行配筋。消力池底板垂直于水流方向设置一分缝，安装止水。

六、结论

通过各种工况下的荷载组合计算坝后消力池底板的抗浮能力，各参数的选取严格按照规范要求，计算结果符合要求

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