混凝土蜗壳强度计算
水电站蜗壳层混凝土施工要点
水电站蜗壳层混凝土施工要点一、引言水电站蜗壳是水轮机的关键组成部分，蜗壳层混凝土施工质量直接影响水轮机的稳定运行和发电效率。
在进行蜗壳层混凝土施工时，需要严格按照技术规范和施工要点进行操作，确保混凝土浇筑质量，提高工程的安全可靠性和稳定性。
二、蜗壳层混凝土施工要点1. 材料准备（1）水泥：应选择优质普通水泥或矿渣水泥，并按照规定比例进行配合。
（2）砂石：砂石应选用坚硬、清洁的天然骨料，应经过筛分和洗净。
（3）混凝土外加剂：在施工过程中可以适量添加外加剂，以提高混凝土的性能。
（4）水：选用清洁的饮用水，并确保水质符合规定标准。
2. 模板安装（1）模板应符合设计要求，表面应平整、光滑、无损伤和砂眼。
（2）模板的安装应牢固可靠，确保不会因为混凝土的浇筑而移位或变形。
3. 混凝土配合比（1）混凝土的配合比应按照设计要求进行配制，应严格控制水灰比，以保证混凝土的强度和耐久性。
（2）混凝土的搅拌应均匀，搅拌时间应符合规定，以确保混凝土的均匀性和稳定性。
4. 浇筑施工（1）在浇筑混凝土前，应将模板表面用清水湿润，以防止混凝土吸附水分，影响浇筑质量。
（2）在浇筑过程中，应采用振捣方式，确保混凝土充实，并排除气泡和空隙。
（3）在浇筑过程中应控制浇筑速度，避免混凝土分层和偏析现象的发生。
（4）在浇筑完成后，应对混凝土表面进行修整，确保表面平整、光滑。
5. 养护措施（1）混凝土浇筑完成后，应及时进行养护，在养护周期内应避免混凝土表面受到外力撞击和破坏。
（2）养护期内可以采用喷水养护或覆盖养护膜的方式，以保持混凝土表面的湿润。
（3）养护期结束后，应逐渐去除养护层，并保持混凝土表面的湿润，直至混凝土达到设计强度。
6. 质量检验（1）在混凝土浇筑完成后，应对混凝土的强度、密实性、平整度等进行检验，确保混凝土的质量符合规定要求。
（2）对蜗壳层混凝土进行超声波检测等非破坏性检测，以发现可能存在的缺陷和隐患。
7. 安全防护在进行蜗壳层混凝土施工时，应加强安全防护，采取措施确保施工人员和设备的安全。
中小型水电站混凝土蜗壳的施工技术分析
中小型水电站混凝土蜗壳的施工技术分析作者：吴克祥黄剑来源：《农家致富顾问·下半月》2015年第10期[摘要]蜗壳施工是水电站工程施工里的重要环节，人们经常采取混凝土蜗壳施工和钢蜗壳施工这两种方式，本文以达州金盘子和乌江渡水电站为例，详细讲解了中小型的水电站在混凝土蜗壳方面的施工技术，在施工技术经验上有很大的借鉴意义。
[关键词]中小型；水电站；混凝土蜗壳；施工技术达州金盘子水电站施工工程由四川省政府拨款建设，在该水电枢纽施工建成后，主营发电，兼营航运，会发挥出巨大的社会服务效应。
其蜗壳使用的是混凝土型的施工技术，下面就讲一讲该水电站的混凝土蜗壳施工技术。
一、混凝土蜗壳施工工艺分析达州金盘子水电站施工工程采用了3台机组，装机容量大小达到30MW。
进行水电站施工方案的制定时，考虑到其对季节性要求很高，加上会有洪水汛期带来的不利影响，为此，进行的水电站混凝土蜗壳施工在厂房建成了封闭后进行，让3台机组构成流水的工序。
结合水电站蜗壳的特征，为了以后能够方便地施工，为此在把蜗壳分成了几个部分，先后进行施工，这几个部分有侧壁部分、斜平面和锥体部分、底板部分、顶板部分。
水电站蜗壳的结构属于异型，斜壁也有很大的渐近线曲度，为此选用了木模这种施工方案。
把木工房制成大模板，试装后再在现场拼装，这样一来，可以防止其受到雨淋日晒，也方便了在非常狭窄的施工现场进行模板制作。
该水电站的施工工序流程如下图：一方面先制作蜗壳钢筋、清理蜗壳施工场地、进行侧壁以及椎管的投影放线工作、依靠锚杆孔进行钻孔并且锚固拉筋，另一方面进行蜗壳模板平台的建设、对蜗壳进行现场投影放线、进行蜗壳模板的制作加工、在加工房进行蜗壳模板的试拼、运输蜗壳模板，然后结合起这两个方面来，搭设好蜗壳的脚手架，接下来的工序是进行现场的蜗壳模板调整以及加固、安设预埋侧壁的椎管钢筋、埋设蜗壳的灌浆管道、清洗蜗壳仓位、进行混凝土蜗壳的浇筑工作、对混凝土蜗壳进行养护管理、对蜗壳底板混凝土进行浇筑、对蜗壳底板混凝土进行养护、进行蜗壳灌浆管道现场的清理、最后进行灌浆工序。
蜗壳的作用、型式、主要尺寸的选择与计算
➢混凝土蜗壳：梯形断面
➢m≥n：减低厂房高度， 缩短主轴长度
第 一 第节二蜗章壳水的轮型机式的蜗及壳其、主尾要水参管和数气选蚀择
• 混凝土蜗壳进口断面形状选择：
（1）δ一般为20°~30°， 常取δ=30°；
（2）当n=0时，γ=10°~15°，
b/a=1.5~1.7，可达 2.0；
2、金属蜗壳的水力计算
通过任一断面i 的流量为： Qi Qmaxi / 360
（ i ：从蜗壳鼻端至断面i 的包角）
又 Vu C Vc 的假定
∴断面半径
i
Qi
Vc
Qmax i 360Vc
断面中心矩： ai ra i 断面外半径：Ri ra 2i
对进口断面，将 i 代入0 公式
Q0 , ，0 , a即0和得R0。值
面和断面单线图。
已知条件：Hr、Qmax、b0、 Da、Db，蜗壳类型，
0、Vc 。
第 一 第节二蜗章壳水的轮型机式的蜗及壳其、主尾要水参管和数气选蚀择
1、蜗壳中的水流运动 V Vr Vu
（1）径向分速度 V：r
Vr
Qmax
Dab0
constant
（水流必须均匀地、 轴对称地进入导水机构）
（3）当m＞n时，γ=10°~20°，
(b-n)/a=1.2~1.7，可达1.85；
（4）当m≤n时，γ=25°~35°，
(b-m)/a=1.2~1.7，可达1.85；
中间断面形状的确定： 直线过渡或抛物线过渡。
第 一 第节二蜗章壳水的轮型机式的蜗及壳其、主尾要水参管和数气选蚀择
3、蜗壳的包角 0：从蜗壳鼻端至蜗壳进口断面
可求出对应每一个Ri中间断面的尺寸 ai ,ni ,mi及
水电站混凝土蜗壳设计探析
水电站混凝土蜗壳设计探析摘要：水电站为了提高运行稳定性、增加经济效益，经常会对混凝土蜗壳展开有效设计。
本文将从某水电站的工程概况出发，对其混凝土蜗壳的设计进行分析与探究，希望为相关人员提供一些帮助和建议，更好地设计水电站的蜗壳。
关键词：蜗壳设计；混凝土蜗壳；水电站引言在水轮机中，蜗壳是十分重要的一个过流部件，设计的蜗壳质量高低会对水电机组整体工作效率产生直接影响，并且关系到水电站布置的科学性与合理性，这要求水电站应结合自身实际情况，寻找设计混凝土蜗壳的依据，展开有效的蜗壳设计。
因此，研究设计混凝土蜗壳的策略具有一定现实意义。
一、工程概况某水电站安装了300MW水轮发电混流式机组，共计六台，安装的水轮机高程是128米，水头设计为113米，额定转速为每分钟106r，额定流量是每秒295立方米，额定出力为305MW，直径为6米。
其蜗壳的进口直径是7.3米，甩负荷压力的最大值是1.91兆帕，静水压力最大值为1.39兆帕。
水电站中的一些机组设备通过世界银行进行贷款，借助国际招标工作，最终由相关企业承包并建造。
在该水电站中，水轮发电的机组主要通过下机架进行支承，并将软垫层敷设于钢蜗壳的外部。
所有内水的压力都能被钢蜗壳承担，内水压力的设计值是1.92兆帕，蜗壳混凝土结构仅能够承受楼板、水轮发电机等上部结构产生的重力荷载。
二、水电站机组的荷载按照水电站布置的整体规定，连接机组和引水压力钢管的形式为一管一机。
蜗壳的进口内径是7.1米，压力钢管的直径是7.7米，把连接段设置到钢蜗壳和钢管间。
蜗壳钢板的厚度为20毫米至40毫米，厂房轴线和机组中心线存在11.5度的夹角。
此钢蜗壳具有较为复杂的混凝土结构受力情况与尺寸体型，在设计结构过程中，对围岩的压力、内外水的压力、发电机组的荷载、结构的自重、风罩传递的荷载等基本荷载类型均有涉及，水轮机的总重量是10500千牛，发电机的总重量是18600千牛。
三、设计混凝土蜗壳的混凝土结构在设计时，钢蜗壳断面使用了全埋型圆断面，安装的机组高程为128米，段长是26米，低于124米高程的部分宽23米，高出的部分宽25米。
水电站常用术语
1.水电站：修建水工建筑物，安装水轮机组及辅助设备以及变电站的总体。
2.水能的转化过程：天然水能经输水道需损失一部分能量转化为可用水能，可用水能经水轮机转化为旋转机械能，再经发电机转化为电能。
3.出力：水轮机的输出功率，水轮机主轴传给发电机的功率。
4.水头：单位重量水体通过水轮机时的能量减小值。
5.最大水头：允许水轮机运行的最大净水头。
最小水头：保证水轮机安全稳定运行的最小净水头。
平均水头：在一定期间内，所有可能出现的水轮机水头的加权平均值。
设计水头：水轮机发出额定出力所需要的最小净水头。
6.流量：单位时间内通过水轮机的水量。
7.水能的开发方式：坝式、引水式、混合式。
8.水轮机：将水能转换成旋转机械能的一种水力原动机。
分类：反击式（混流、轴流、斜流、贯流）、冲击式（水斗、斜击、双击）。
9.反击式水轮机：利用水流势能和动能做功的水轮机。
特征：转轮的叶片为空间扭曲面，流过转轮的水流是连续的，在同一时间内水流充满转轮室。
工作原理：水流通过转轮，动量发生改变产生反作用力提供扭矩。
10.冲击式水轮机：利用水流动能来做功的水轮机。
特征：由喷管和转轮组成，水流以自由水流的形式冲击转轮，利用水流的动能产生旋转力矩，在同一时刻内水流只冲击转轮的一部分而不是全部。
原理：来自压力钢管的高压水流在进入水轮机之前变成高速自由射流，冲击转轮部分轮叶，在转轮约束下发生流速大小和方向的急剧改变，动能大部分传给轮叶，驱动转轮旋转。
11.反击式水轮机的主要部件：转轮、导水部件、引水部件、泄水部件。
12.各种水轮机标称直径的指示范围：混流式（指其转轮叶片进水边的最大直径）轴流式、斜流、贯流（指与转轮叶片轴线相交处转轮室内径）冲击式（指转轮与射流中心线相切处的节圆直径）13.蜗壳分类：金属蜗壳、钢筋砼蜗壳。
作用：使水流产生圆周运动，引导水流均匀轴对称进入座环。
14.蜗壳设计的基本要求：过水表面光滑平顺，保证水流均匀轴对称进入导水机构，水流进入导水机构前应具有一定的环量，具有合理的断面形状和尺寸，具有必要的强度和合适的材料。
蜗壳强度报告
西华大学上机实验报告一、实验目的本次实验是在学习了流体机械结构及强度设计中的金属蜗壳断面断面强度计算课程之后，通过编程上机，对给定机组参数进行金属蜗壳各断面强度的计算，并根据计算结果绘制应力与断面关系图，以掌握金属蜗壳强度设计的方法。
二、实验内容通过VB编程计算各断面几何尺寸。
对蜗壳进行水力计算，按Cu*r=const，就是在给定设计水头，设计流量，导水相对高度及座环尺寸的条件下，确定蜗壳各断面的形状和尺寸，并根据所得尺寸对各断面的强度进行计算，列出各断面的各应力表。
以便为实际的生产和制造提供相应依据。
三、实验环境与工具本次实验是在Windows XP 上进行的实验。
并运用了VB和CAD进行辅助计算和设计，以及运用office 2003对相关文字进行处理。
四、实验过程或实验数据由已知条件（设计水头，设计流量，导水相对高度及座环尺寸），先计算出进口断面参数，再根据这些参数，对各断面的强度进行计算，最后再绘制出应力与断面关系图。
金属蜗壳强度计算步骤1 、设计参数：水轮机型号HL240/D41-LJ-410转轮直径D1=4100 mm， =2 cm ，最大水头 H max=92 m错误!未指定书签。
设计水头Hr = 74 m ，设计流量Qv=154 m3/s ，导叶相对高度b1=0.252 、确定蜗壳包角Φ0及蜗壳进口断面的平均流速Co：Φ0=345o Co=k*(Hr)^(1/2) k=0.9--0.953 、根据座环尺寸系列表确定连接尺寸：由D1、Hr可查表得到：Da、Db、K、RRa =Da/2RA =Ra+kB0=b+(10--20)mmb=b1*D1h1=R*(1-cos(α))h=h1+B/2b1=0.254 、蜗壳进口断面参数计算：C0、ρ、a、Rρ0= ((345 * Qv) / (360 * 3.141592 * C)) ^ (1 / 2)a0=Ra+X= RA+ (ρ^ 2 - h ^ 2) ^ (1 / 2)R0=a+ρ5 、求蜗壳常数C：C= 345 / (a0 - (a^ 2 -ρ^ 2) ^ (1 / 2))6 、求临界包角Φs(ρ=s):Φs = C* (RA+ Tan(a) * h - (RA^ 2 + 2 * RA* Tan(a) * h - h ^ 2) ^ (1 / 2))7、当Φi >Φs时为圆断面Xi =Φi/c+(2*RA*Φi/c-h^2)^(1/2)ρi=(Xi^2+H^2)^(1/2)ai =RA+XiRi =ai+ρi8 、对各圆断面的强度进行计算yl1 = (P * ρi * (1 + ai / 330)) / (2 * 2.1)子午向应力yl2 = P * ρi / (2 * 2.1)环向应力fj = ((0.635 - 0.272 * ai / RA) * ρi * 100 * yl0) / 10000附加应力zyl = yl1 + Abs(fj) 总应力9 、当Φi <Φs时为椭圆断面ρi =(Φi/c)*((cot(α)^2+2*rB/(Φi/c))^(1/2)+1/(sin(α)))L=h/sin(α)ρ2i=(1.045*( *ρi^2+1.428(R a-r B)^2+0.81*L^2)^(1/2)-1.345Lρ1i =L+ρi2-ρi2*cot(α)ai =rB+ρ2i/sin(α)Ri =ai+ρ1iai ′=ai+(ρ1i-ρ2i)*cos(α)10 、对各椭圆断面的强度进行计算yl11 = (P * (1 + ai / 330) * (ρ1 ^ 4 + (330 - ai) ^ 2 * (ρ1 ^ 2 - ρ2 ^ 2)) ^ 0.5) / (4.2 * ρ2)子午向应力yl21 = (P / (2 * ρ2 * 2.1)) * (ρ1 ^ 4 + 2 * 330 * (330 - ai) * (ρ1 ^ 2 - ρ2 ^ 2)) / (ρ1 ^ 4 + (330 - ai) ^ 2 * (ρ1 ^ 2 - ρ2 ^ 2)) ^ 0.5环向应力fj = ((0.635 - 0.272 * ai / RA) * ρi * 100 * yl0) / 10000附加应力zyl = yl1 + Abs(fj) 总应力11 、根据公式计算出蜗壳各断面的尺寸,再进一步计算各断面的强度。
10d混凝土强度推算公式
10d混凝土强度推算公式
混凝土强度的推算通常使用混凝土的抗压强度计算公式。
根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）中的规定，混凝土的抗
压强度计算公式为，f_c = k1 × k2 × f_t。
其中，f_c表示混凝
土的抗压强度，k1为混凝土强度修正系数，k2为取样修正系数，
f_t为混凝土的立方体抗拉强度。
在这个公式中，混凝土的抗压强度受到混凝土强度修正系数和
取样修正系数的影响。
混凝土强度修正系数k1考虑了混凝土的强度
等级、配合比、龄期和其他因素的影响，而取样修正系数k2则考虑
了混凝土试件的尺寸和形状对强度测试结果的影响。
混凝土的立方
体抗拉强度f_t是指混凝土在受拉状态下的抗力能力。
需要注意的是，实际工程中混凝土的强度受到多种因素的影响，因此在使用公式计算混凝土强度时，需要根据具体情况进行合理的
修正和调整，以确保计算结果的准确性和可靠性。
同时，在工程实
践中，还需要遵循相关的标准和规范，合理选择混凝土的配合比和
施工工艺，以确保混凝土结构的安全性和耐久性。
核电站联合泵房蜗壳结构施工技术
核电站联合泵房蜗壳结构施工技术摘要：主要阐述了核电站联合泵房循环水系统蜗壳混凝土结构施工流程、施工方法及质量控制措施。
蜗壳混凝土结构采用异型模板，施工过程中穿插安装支撑环、基坑里衬、水压桶、分水角等设备埋件，在模板安装过程中，需要重点做好测量控制，保证安装精度，同时在受力计算时，需要考虑混凝土浇筑过程中的抗浮问题，并在模板安装过程中做好成品保护和接缝处理，确保混凝土表观质量。
在混凝土浇筑过程中，需要根据结构特点，重点关注混凝土布料方式、纤维混凝土的振捣施工及浇筑完成后的大体积混凝土养护。
关键词：蜗壳模板；异型结构；抗浮计算；纤维混凝土；大体积混凝土养护CPR1000核电站联合泵房共安装有四台循环水泵，每个循环水泵区域由进水流道、蜗壳、出水流道及电机腔组成，既是混凝土结构，又是整个循环水系统的重要组成，目前混凝土蜗壳结构循环水系统在国内各堆型核电站均有广泛应用，本文就循环水系统蜗壳结构混凝土施工过程中的模板安装、混凝土施工等关键环节质量控制要求做简单介绍，为后续类似工程施工提供借鉴和参考。
1工程概况联合泵房循环水泵区域按照设计图纸共划分为七层，标高从-25.500m至-10.5m，结构采用强度等级为C45P10聚丙烯纤维混凝土，各层根据工艺要求分别掺入膨胀剂、硅粉、抗腐蚀增强剂、阻锈剂等不同类型外加剂，第一、二、三、五层为大体积混凝土，第四层上表面为螺旋渐变线的混凝土底座，底座上表面需与蜗壳模板下表面吻合，以保证蜗壳模板安装精度。
蜗壳混凝土结构分为进水流道、蜗壳和出水流道，模板结构型状复杂，安装质量要求高，在混凝土浇筑过程需做好模板抗浮加固；蜗壳区域钢筋密集，混凝土浇筑振捣难度大，混凝土浇筑完成的养护是保证施工质量的关键。
2施工流程联合泵房筏基施工→进水流道模板拼装→进水流道模板周围第二、三层大体积混凝土施工→设备下支撑环安装→设备基坑里衬及水压桶安装→循环水泵蜗壳腔室分水角安装→第四层施工（蜗壳模板底座）→蜗壳及出水流道模板拼装→蜗壳及出水流道周围第五层大体积混凝土施工→第六层施工→第七层施工。
水电站蜗壳层混凝土施工要点
水电站蜗壳层混凝土施工要点水电站蜗壳层混凝土是水轮机的重要部件，其质量直接影响机组安全稳定运行。
因此，蜗壳层混凝土的施工至关重要。
以下是蜗壳层混凝土施工的要点：1. 施工前准备工作（1）材料准备：根据设计要求，选用符合国家标准的水泥、骨料、砂子等材料，并确保材料质量合格。
（2）工具准备：准备必要的工具设备，如输送设备、振捣器具、混凝土泵等，并确保设备符合国家标准和规定。
（3）现场清理：清理施工现场，确保蜗壳表面干净、无水泥污渍、浮灰、垃圾等物质。
2. 浇筑前试验在进行混凝土浇筑之前，应进行以下试验：（1）混凝土的强度、密度、坍落度以及掺加剂的试验；（2）蜗壳表面的平整度和垂直度的检查；（3）浇筑前的渗透性检查；3. 混凝土浇筑（1）浇筑先后顺序：首先浇筑蜗壳底部，然后依次向上浇筑；（2）每层混凝土浇筑完毕后，应进行密实处理，并严格按照设计要求进行振捣；（3）对于建筑物结构较大的蜗壳应该适当增加料的总浆量；（4）混凝土的浇筑应按块状进行，每一块内混凝土应一次性浇入，以避免夹杂太多空气。
4. 后续处理（1）混凝土浇筑完毕后，应根据设计要求及时进行喷水养护（喷淋周期不少于7天），并严格控制其湿度；（2）在喷水养护结束后，应对蜗壳表面进行清理，清理时要避免使用硬物等划伤表面；（3）蜗壳层混凝土施工结束后，应及时对设备进行清理和维护，确保设备在下次施工前处于良好状态。
综上所述，蜗壳层混凝土施工过程中，需严格按照设计要求和国家标准操作，确保混凝土质量合格，养护措施得当。
只有这样才能保证蜗壳层能够发挥出其最大的使用价值，提高水电站运行的安全性和稳定性。
混凝土强度自动计算
混凝土强度自动计算混凝土强度是指混凝土在特定的条件下所能承受的最大荷载或应力值。
混凝土强度的计算主要涉及到材料的特性、配合比的选择、与施工环境的适应性等因素。
在实际工程中，通常采用标准试件进行试验来评估混凝土的强度。
下面将介绍混凝土强度计算的基本步骤和相关原理。
1.材料特性的考虑：混凝土的强度与其原材料的质量和特性密切相关。
主要包括水泥、骨料、粉煤灰或矿粉、外加剂等。
水泥的种类和用量会直接影响混凝土的早期和长期强度；骨料的质量和粒度分布对混凝土的强度也起到重要作用；粉煤灰或矿粉的加入通常可以改善混凝土的抗渗性和强度；外加剂的选择和用量也能对混凝土强度产生一定的影响。
2.配合比的选择：合理的配合比是保证混凝土强度的基础。
在选择配合比时需要考虑到结构所需的强度、耐久性以及施工的可行性。
过高的水灰比会导致混凝土强度下降，同时还会影响混凝土的抗渗性能；过低的水灰比则会导致混凝土的坍落度降低，施工困难。
配合比的优化需要综合考虑以上因素，选择合适的水灰比，确定骨料和粉煤灰或矿粉的用量。
3.施工环境的适应性：混凝土施工时的环境因素也会影响混凝土的强度。
施工现场的温度、湿度、风力等都会对混凝土的强度产生一定的影响。
一般来说，较高的温度和湿度有利于混凝土的早期强度发展，但长期强度可能受到影响；较低的温度则可能导致混凝土的凝结时间延长，强度发展较慢。
4.标准试验的设计：在评估混凝土强度时，常常采用标准试验来进行，其中最常见的是压缩强度试验。
标准试件通常采用立方体或圆柱体的形式，试验时需要控制加载速率和试件的湿度等条件，以保证测试结果的准确性。
测试结果可以通过计算得出混凝土的强度指标，如抗压强度、抗折强度等。
5.强度计算与评估：利用上述试验结果，可以通过公式和计算方法来对混凝土的强度进行评估。
其中，抗压强度可以利用经验公式或材料力学的原理计算得出。
抗折强度则需要结合试验结果和结构强度设计的要求来进行评估。
综上所述，混凝土强度的计算需要考虑材料特性、配合比、施工环境等因素，通过标准试验的测试结果进行评估。
水电站教程课件 第二章 水轮机的蜗壳、尾水管及空化空蚀
表 2-1
混凝土蜗壳断面尺寸
混凝土蜗壳 形式
断面尺寸 参数
特点
对称式 （m=n）
b/a =1.20～1.85； γ=0°～35°
水力性能好， 常采用
下伸式
上伸式
（m>n）
（m<n）
(b-m)/a=1.20～1.85；
(b-n)/a=1.20～1.85； b/a≤2.00 ～2.20(需缩短
机组间距时取大值)；
42
下部分时预先装好蜗形的模板，模板拆除后即成蜗壳。为加强
蜗壳的强度需在混凝土中配钢筋，又称钢筋混凝土蜗壳。混凝
土蜗壳与座环或固定导叶的联接要有足够的拉筋。
(二) 蜗壳的断面形状及包角
1.金属蜗壳
金属蜗壳断面采用圆形断面形状，便于铸造和焊接，水力
性能好，强度高。断面面积和半径随着由进口到尾部流量的减
小而减小，约在最后 90°的尾部，由于圆断面面积小到不能和 座环蝶形边连接，因此这部分断面形状由圆过渡到椭圆。
图 2-3 混凝土蜗壳
蜗壳的末端（称为鼻端），通常和座环的某个固定导叶连接在一起。从鼻端到蜗壳进口断面之
间的中心角 φ0，称为蜗壳的包角（逆时针），如图 2-4 所示，图中 Da、Db 分别为座环固定导叶外 径和内径。
三、蜗壳的水力计算
蜗壳水力计算的目的，是确定蜗壳各断面的几何形状和尺寸，并绘制蜗壳平面和断面单线图。 这是水电站厂房布置设计中的一项重要工作。
44
蜗壳设计是在已知水轮机额定水头 Hr 及其相 应的最大引用流量 Q、导叶高度 b0、座环固定导 叶外径 Da 和内径 Db，以及选定蜗壳进口断面形
状、包角 φ0 和平均流速 v0 的情况下进行的。根据
（3）铸焊蜗壳：与铸造蜗壳一样，适用于
水电站-蜗壳
(2)混凝土蜗壳：“T”形。有四种型式：
混凝土蜗壳进口断面形状的选择
① δ=20°~30°,常取δ=30 °。 ②当n=0,γ=10°~15°,b/a=1.5~1.7，可达2.0。 ③当m>n,γ=10°~20°, (b-n)/a=1.2~1.7 ,可达 1.85。 ④当m＜n,γ=20°~35°,(b-m)/a=1.2~1.7,可达 1.85。
2、金属蜗壳水力计算
（ 1 ） 断 面 流 量 ：Qi
Qmax 360
i
断面半径： i
Qm ax i 3600VC
断面中心距： ai ra i
断面外半径： Ri ra 2i
蜗壳水力计算
（2）进口断面（φi= φ0 ）
断面流量：
Q0
Qmax 360
0
断面半径：
0
Qmax0 3600VC
(2)混凝土蜗壳：
Q大,允许流速小，尺寸大，为减小平面 尺寸,φ0=180°~270°，一般取180°，一部分 水流直接进入座环和导叶，为非对称入流， 对转轮不利。
3、蜗壳进口断面平均流速：
Vc↑→Fc↓→hw↑； Vc↓→Fc↑→hw↓； 一般由Hr—Vc曲线确定VC。
Qc
Qmax 360
0
V c c Hr
一、蜗壳的功用及设计基本要求
设计要求： （1）过水表面应光滑、平顺。 （2）保证水流均匀、轴对称地进入导水机构。 （3）保证水流在进入导水机构前具有一定的环
量。 （4）具有合理的断面形状和尺寸。 （5）具有必要的强度和合适的材料。
二、型式
1、混凝土蜗壳：H≤40m。用于低水头大流 量的电站。节约钢材，钢筋混凝土浇筑， “T”形断面。
第二章 水轮机的蜗壳、尾水管及气蚀
如果K点的压力降 低至汽化压力，则 将发生翼型气蚀
K点的最低压力pk 是研究翼型气蚀的 控制参数
对K点的压力进行 研究
通过研究叶片上的压力分布情况，得 到叶片上压力最低点（一般为叶片背面 靠近转轮叶片出口处)K点的压力为：
pk
蜗壳单线图，为厂房设计提供依据。
已知：
H r ,Qm ax, b0 , Da , Db ,0 ,Vc
1.水流在蜗壳中的运动规律
水流进入蜗壳后，形成一种旋转运动(环流)，之 后进入导叶，水流速度分解为径向分速Vr、圆周分 速Vu。
进入座环时，按照均匀轴 对称入流的要求，Vr=常数。
Vr
Qm a x
pa
Hs
(Wk2 W22 2g
第二章 水轮机的蜗壳、尾水管及气蚀
§2.1 蜗壳的型式及主要参数选择
一、蜗壳设计的要求
蜗壳是反击式水轮机的重要引水部件，对水轮机的效率及 运行安全稳定性有很大影响，通常对蜗壳设计提出如下要求：
（1）过水表面应光滑、平顺，水力损失小； （2）保证水流均匀、轴对称地进入导水机构； （3）水流进入导水机构前应具有一定的环量； （4）具有合理的断面形状和尺寸； （5）具有必要的强度及合格的材料。
转轮获得能量：
EA
E1
E2A
H1
(H2
2V22 )
2g
2.
设尾水管时： E1 (H1
pa )
E2B
H2
p2
2V22
2g
根据2-2至5-5断面能量方程：
水电站蜗壳层混凝土施工要点
水电站蜗壳层混凝土施工要点1. 引言1.1 水电站蜗壳层混凝土施工要点水电站蜗壳层混凝土施工是水电站建设中非常重要的环节，其质量直接关系到水电站的安全运行和使用寿命。
在进行蜗壳层混凝土施工时，需要严格按照规范和要求进行操作，确保施工质量和工程安全。
施工要点包括施工前准备工作、模板安装要点、混凝土浇筑要点、养护措施和质量验收标准。
施工前准备工作包括材料准备、设备检查和施工方案制定等。
模板安装要点需要保证模板的牢固和水平，以确保混凝土浇筑的准确性。
混凝土浇筑要点包括浇筑顺序、浇筑标准和振捣处理等。
养护措施要保证混凝土的充分硬化和强度发展，以提高蜗壳层的耐久性。
质量验收标准需要按照相关标准进行，确保施工质量符合要求。
在施工过程中要注意施工现场环境和安全，积累工程实践经验，不断提高施工技术水平，为未来水电站蜗壳层混凝土施工提供有效参考。
2. 正文2.1 施工前准备工作施工前准备工作是水电站蜗壳层混凝土施工的重要环节，直接影响整个工程的顺利进行和质量保障。
在进行施工前准备工作时，需要注意以下要点：1. 勘察设计：在施工前，必须对工程现场进行详细的勘察工作，了解地形地貌、水文地质等情况，根据设计要求进行合理规划。
2. 材料准备：在施工前需确认混凝土原材料的质量证明和供货渠道，同时做好材料的质量检测工作，确保施工材料符合要求。
3. 人员配备：要合理安排施工人员的数量和质量，确保施工队伍的技术水平和配合默契，提高工程施工效率和质量。
4. 设备检查：在施工前要对施工所需设备进行全面检查和维护，确保设备能正常运转，保障施工进度。
5. 安全措施：要制定完善的安全管理制度，提高施工现场安全意识，做好现场安全防护和事故应急处理预案，保障施工人员的安全。
通过以上施工前准备工作的细致规划和严格执行，可以为水电站蜗壳层混凝土施工打下坚实的基础，保障工程的顺利进行和质量可控。
2.2 模板安装要点模板安装是水电站蜗壳层混凝土施工中非常重要的环节，直接影响到混凝土施工质量和效果。
蜗壳
蜗壳必须根据内水压力进行强度计算，并假定蜗壳内部的水压力全部由蜗壳本身承受，以决定蜗壳钢板的厚 度从而保证其正常工作。除薄壁应力外，由于座环碟形边（座环上、下环的外缘）的刚度很大、变形很小，蜗壳 可认为是被刚性地连到座环上的，这种连接在蜗壳钢板中要产生附加的局部应力。此外，在同一轴截面不同厚度 钢板连接处，由于钢板的厚度不同则刚度也不同，因此在连接处也将产生附加的局部应力，此情况与蜗壳和座环 连接处的情况相类似，这一部分的强度计算可参照有关资料进行。
药材
[功效主治]主一切疳疾，面上赤疮，久痢脱肛。 [附方]治大肠脱肛：用蜗壳1两烧成灰，猪脂调和后涂敷，立缩。
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分类
金属
混凝土
蜗壳自鼻端至进口断面所包围的角度称为蜗壳的包角。高水头水轮机多采用金属蜗壳.壳的结构类型与水轮机的水头及尺寸关系密切。铸焊和铸造蜗壳一般用于 直径D1<3m的高水头混流式水轮机。金属蜗壳的断面采用圆形为节约钢材，钢板厚度应根据蜗壳断面受力不同而 异，通常蜗壳进口断面厚度较大，愈接近鼻端则厚度愈小。
读音
“壳”字为文白异读字，早期北方官话书面用语读（即文读）[qiao]，如金蝉脱壳、甲壳、躯壳；方言土音 读（即白读）[ke]，如屎壳郎、蛋壳儿、壳郎猪、子弹壳儿等。
由于近现代早期外来科学概念和科技词汇的译介一般是使用北方官话，翻译为中文的力学、地质、工程等科 技词汇中的“壳”一般字音读[qiao]，如地壳、壳体结构、薄壳结构等。水利学科和机械学科中，作为水力机械 引水设备的“蜗壳”（spiral case），是一种螺旋形壳体结构的工程构件，早期被翻译为“螺壳”（见ARMIN SCHOKLITSCH著、汪胡桢译《水利工程学·水力发电工程学》1948年版），后来“螺壳”又被叫做“蜗壳”。尽 管“螺壳”或“蜗壳”形似软体动物螺蛳或蜗牛的外壳[ke]，但作为工程结构科技名词，应当读作“螺壳[qiao]” 或“蜗壳[qiao]”。
混凝土强度计算范文
混凝土强度计算范文混凝土强度计算是工程界常见的计算任务之一、混凝土强度通常通过试验来确定，试验结果会受到多种因素的影响。
在计算混凝土强度时，需要考虑原材料的特性、配比的合理性以及施工工艺等因素。
下面将详细介绍混凝土强度计算的一般步骤和相关原理。
1. 确定试件：首先需要确定进行强度试验的混凝土试件的类型和尺寸。
常见的试件类型有立方体、圆柱体和梁等，其尺寸一般是根据工程需要和国家标准进行确定的，如立方体的尺寸一般为150mm × 150mm × 150mm，圆柱体的尺寸一般为Φ150mm × 300mm。
2.制作试件：在确定试件类型和尺寸后，需要进行试件的制作工作。
制作试件要保证试件的密实性和均匀性，避免混凝土中的空隙和集料分布不均匀现象。
3.试件养护：试件制作完成后需要进行养护。
混凝土试件在养护期间需要保持湿润，养护的时间通常是28天。
在养护期间，混凝土逐渐硬化并形成强度。
4.试验：试件养护完毕后，进行混凝土强度试验。
常见的试验方法有压剪强度试验、抗折强度试验和抗拉强度试验等。
试验时需要注意测量、记录和计算的准确性。
5.强度计算：根据试验结果进行强度计算。
一般情况下，混凝土的强度计算是指28天龄期的强度计算。
1.强度计算公式：混凝土的强度计算常用的公式为强度计算公式。
常见的强度计算公式有压剪强度计算公式、抗折强度计算公式和抗拉强度计算公式等。
这些公式是根据材料力学原理和试验结果得出的，可以用来计算不同类型试件在不同荷载下的强度。
2.混凝土材料特性：混凝土的强度受到多种材料特性的影响。
混凝土的强度与水胶比、胶凝材料种类、骨料性质、掺合料等因素有关。
在混凝土配比设计过程中，需要合理选择材料来控制混凝土强度。
3.施工工艺：混凝土的施工工艺也会对其强度产生影响。
施工过程中需要注意的因素包括浇筑的均匀性、振捣的效果、后期养护等。
合理的施工工艺可以提高混凝土的强度。
在进行混凝土强度计算时，需要注意以下几个要点：1.根据实际工程需要和国家标准选择合适的试件类型和尺寸。
毕业设计水电站的水轮机设计概要
1 前言 (4)2水电站的水轮机选型设计… ……… ………………………… 5 2.1 水轮机的选型设计概述…………………………………………… 5 2.2 水轮机选型的任务………………………………………………… 6 2.3水轮机选型的原则……………………………………………… 6 2.4水轮机选型设计的条件及主要参数……………………………… 7 2.5 确定电站装机台数及单机功率…………………………………… 7 2.6 选择机组类型及模型转轮型号…………………………………… 8 2.7 初选设计(额定工况点………………………………………… 11 2.8 确定转轮直径1D ...... ...................................................... 12 2.9 确定额定转速n ............................................................ 12 2.10 效率及单位参数的修正 (13)2.11 核对所选择的真机转轮直径1D ....................................... 14 2.12 确定水轮机导叶的最大开度、最大可能开度、最优开度 (18)2.13 计算水轮机额定流量, v rq ... (19)2.14 确定水轮机允许吸出高度sH .......................................... 20 2.15 计算水轮机的飞逸转速 (25)2.16 计算轴向水推力ocP ...................................................... 25 2.17 估算水轮机的质量 (26)2.18 绘制水轮机运转综合特性曲线 (26)3 水轮机导水机构运动图的绘制............................................. 35 3.1导水机构的基本类型...................................................... 35 3.2 导水机构的作用............................................................ 36 3.3 导水机构结构设计的基本要求.......................................... 36 3.4 导水机构运动图绘制的目的 (37)4 水轮机金属蜗壳水力设计................................................... 41 4.1 蜗壳类型的选择 (41)4.2 金属蜗壳的水力设计计算 (41)5尾水管设计…………………………………………………………… 49 5.1 尾水管概述……………………………………………………49 5.2 尾水管的基本类型 (49)5.3 弯肘形尾水管中的水流运动 (49)6水轮机结构设计……………………………………………………… 50 6.1 概述…………………………………………………………………50 6.2 水轮机主轴的设计......................................................... 50 6.3 水轮机金属蜗壳的设计................................................ 51 6.4 水轮机转轮的设计......................................................... 52 6.5 导水机构设计............................................................... 55 6.6 水轮机导轴承结构设计 (58)6.7 水轮机的辅助装置 (61)7 金属蜗壳强度计算............................................. ...... 63 7.1 金属蜗壳受力分析......................................................... 63 7.2 蜗壳强度计算 (63)7.3 计算程序及结果 (66)8 结论 (71)水轮机是水电站的重要设备之一,它是靠自然界水能进行工作的动力机械与其他动力机械相比,它具有效率高、成本低、环境卫生等显著特点。
水电站蜗壳层混凝土施工要点
水电站蜗壳层混凝土施工要点水电站蜗壳层混凝土是指在蜗轮机房墙体和顶板表面进行涂抹和覆盖的一层混凝土材料，其施工要点如下：1. 材料准备：a. 水泥：选用耐磨性好、抗渗性强的水泥，按照设计要求配制。
b. 粗细骨料：选用粒径合适、坚硬耐磨的石料，如河砂和机制砂。
c. 外加剂：在混凝土中添加一定量的外加剂可以改善混凝土的工艺性能。
d. 水：优质的饮用水或符合要求的地下水。
2. 模板制作：根据设计要求，在墙体和顶板表面进行模板制作，可采用木模板、钢模板等，确保蜗壳层混凝土施工的准确度和平整度。
3. 基层处理：确保施工基层的平整度和强度，做好清理、浇灌密实等工作，同时进行基层湿润处理。
4. 混凝土配合比的确定：根据设计要求确定混凝土的配合比，包括水灰比、砂率、石灰石率等参数，并严格按照配合比进行配制。
5. 施工工艺控制：a. 搅拌：将水泥、骨料、外加剂加入搅拌设备中进行搅拌，确保混凝土的均匀性。
b. 运输：采用机械运输或人工运输方式将混凝土送至施工现场，并保持混凝土的坍落度。
c. 涂抹：在模板表面进行混凝土的涂抹，逐层并逐段进行，保持一定的施工速度。
d. 抹面：在混凝土未完全凝结前，进行表面抹平工作，使其平整、光滑、无明显的凹凸和砂眼等缺陷。
e. 养护：在混凝土施工后，进行养护，保持适当的湿润度和温度，确保混凝土的强度和耐久性。
6. 质量控制：在施工过程中，对混凝土进行质量检测，包括坍落度、强度、厚度等参数的监测，确保施工质量达到设计要求。
7. 安全措施：在施工过程中，应加强安全管理，做好施工人员的个人防护，确保施工安全。
水电站蜗壳层混凝土的施工要点包括材料准备、模板制作、基层处理、配合比确定、施工工艺控制、质量控制、安全措施等方面。
通过严格的施工流程和质量控制，可以确保水电站蜗壳层混凝土的施工质量和使用寿命。
厂房结构蜗壳计算
√
√
√
√
√
外水 温度 压力 作用
3、计算方法
金属蜗壳外围混凝土结构内力计算通常取几个 控制断面，切取平面框架简化计算，或按平面有限 元计算。
当考虑与金属蜗壳联合作用时，宜采用三维有限 元或进行结构模型试验。
（1）按框架计算内力时，沿蜗壳中心线径向切取3～4个 断面，进口断面往往为控制断面。目前常按“Г”形框架 进行计算。框架可简化为等截面框架或变截面框架。
（5）蜗壳顶板和侧墙应进行斜截面受剪承载力计算。当其 为偏心受拉构件时，即使计算不需钢筋，也要按构造配抗 剪钢筋。
（6）混凝土蜗壳最大裂缝宽度要满足规范要求。对于蜗壳 内壁设有防渗层时，裂缝宽度可适当放宽。
（7）对于接力器坑、进人孔等局部宜适当配置加强筋。
第四节 蜗壳
一、金属蜗壳
1、结构型式
（1）垫层蜗壳：金属蜗壳外一定范围内铺设垫层，通常内水压 力全部由蜗壳承担。根据垫层性质和水头情况，外围混凝土也可 承担部分内水压力。 （2）充水保压蜗壳：蜗壳与外围混凝土间不设垫层，蜗壳在充 水状态下浇筑混凝土。蜗壳按承受全部内水压力设计；外围混 凝土也可承担部分内水压力。 （3）直埋蜗壳：属钢衬钢筋混凝土完全联合承载结构，蜗壳外 直接浇混凝土，既不设垫层也不充内压。
（2）按等截面框架计算时，可采用考虑剪切变形及刚性 节点影响的杆件形常数和载常数，用一般弯矩分配法计算。
如不考虑剪切变形及刚性节点的影响，“Г”形框架可 按一般结构力学公式求解。
（3）按变截面框架计算时，可直接采用力法计算，也可 采用I0/I余图法。
配筋及构造要求：
（1）不承受水压力的混凝土结构允许开裂，但要校核裂缝 宽度；承受水压力的混凝土结构按抗裂或限裂设计。
第七章 水轮机的引水部件
2
⑦进口断面的外半径
R0 a0 0
2、座环的连接方式及参数的选择
（1）座环的连接方式
A.蜗壳与座环蝶形边对接或搭接；
B. 蜗壳与座环无蝶形边相连；
C. 蜗壳与座环蝶形边相切。（工程上常采用）
（2）座环参数的选择 ① 座环内外径，可以直接查座环标准型谱（见设 计手册）。或由经验公式决定：
v
2、轴对称进水——是指蜗壳内的水流对水轮机
轴线而言是轴对称的。 即：要求蜗壳中距水轮机轴心半径相同的各点上 其水流的切向速度
vu
大小相同。
或 距半径不同的点上，其
vu 与
r 成反比。
则同一圆周上：
vu K
vu r K
或不同圆周上：
三、蜗壳中水流流线的特点
由蜗壳内任一点的水流速度矢量图知，有下列
2、 “等速度矩”法
水流进入蜗壳后，设任意一点的速度为
表示，速度 速度
vu 和沿半径方向的径向速度 vr 点的水流速度与圆周方向的夹角为
图所示。
v 可分解为沿圆周方向的切向
，如
v
，该
等速度矩”法表明： ①蜗壳中水流各点的速度 矩
vu r C 为一常数；
②蜗壳中距水轮机轴心半
径相同的各点其水流切向
h Ra r0 tg
④ 座环蝶形边锥角顶点 至座环外径的最小距离
d ra Ra
⑤ 当量圆断面半径 i 2 Ra 1 2 ctg C sin i C
⑥ 当量圆面积
A d tg hL cos
1、进口断面参数的选择
①包角 ②进口断面平均流速
v0 K H
③进口断面的流量
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FJD 35170 FJD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1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2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)31 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 MW×h，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) SDJ 20-78 水工钢筋混凝土结构设计规范（试行）：(2) SD 335-89 水电站厂房设计规范（试行）；(3) SDJ 173-85 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；4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/m 2 ；(3) 水轮机层活荷载 kN/m 2 ；(4) 机墩传来荷载及位置垂直集中力： kN；弯 矩： kN×m；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 H r： m；转轮直径 D1： m；额定流量 Q r： m 3 /s；座环外径 D a： mm；座环内径 D b： mm； a蝶形边宽 K： mm；d1导叶高度 b o： mm。
B n(2) 蜗壳参数(见图 1) m蜗壳形式： ；d2蜗壳包角： 度；蜗壳上伸角d1： 度； 图 1 蜗壳断面形状5蜗壳下伸角d2： 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/m 3 ；(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直 径设 计 强 度弹 性 模 量 钢 筋 种 类mm 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 数荷 载 组 合 结 构 受 力 特 征基 本 特 殊6混凝土 按抗拉强度计算的受压、拉、弯杆件钢 筋轴心受压、偏心受压、局部承压、斜截面受剪、受扭构件混凝土 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7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SD 335—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SDJ 2078有关公式。
8(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SDJ 2078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f16～f20, 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）99 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10。