PKPM在進水口結(jié)構計算中的應用

李明1，劉婕2

(1.天津市水利勘測設計院，天津300204；2.天津普澤工程咨詢有限責任公司，天津300204)

摘要：本文對進水口結(jié)構進行有效簡化，采用PKPM系列軟件中的PMCAD模塊建立模型，考慮對結(jié)構最不利的荷載組合并輸入計算荷載，利用PKPM系列軟件中的SATWE模塊進行進水口結(jié)構的內(nèi)力及配筋計算，通過計算確定結(jié)構體型及配筋情況。

關鍵詞：PKPM；進水口結(jié)構；配筋計算

中圖分類號：TV671

Application of PKPM in Water Intake Structure Calculation

LI Ming1, LIU Jie2

(1.TianjinWaterSurveyDesignInstitute,Tianjin300204,China;

2.TianjinPuzeEngineeringConsultingCo.,Ltd.,Tianjin300204,China)

Abstract：In the paper, water intake structure is effectively simplified. PMCAD module in PKPM series software is adopted for establishing model. Load combination most unfavorable for structure is considered, computing load is input, and SATWE module in PKPM series software is utilized for calculating internal force and reinforcement of water intake structure. Structure shape and reinforcement condition are determined by calculation.

Keywords：PKPM; water intake structure; reinforcement calculation

1概況

某電站工程規(guī)模為大(2)型，工程等別為Ⅱ等。電站進水口結(jié)構為岸塔式，由喇叭口段、閘門井段組成。喇叭口段由攔污柵段、漸縮段組成，長15.8m、寬21.5～12.6m。攔污柵頂部設有攔污柵門機，用以起吊攔污柵排架及清污耙斗；攔污柵右側(cè)設有清污平臺排架，用于存放清污耙斗和垃圾清理。閘門井段長7.2m，設事故閘門。進水口頂部266.00m高程以上設置事故閘門啟閉機排架，進水口左側(cè)設置交通橋。地震基本烈度為6度，設計烈度為6度。

2計算模型及荷載輸入

2.1計算假定與簡化

為便于計算，本次計算對進水口主體結(jié)構進行了簡化處理，將236.00m高程以下部分作為下部基礎處理，236.00～266.00m高程采用框架結(jié)構計算，邊墩及中墩按照墻體進行建模，框架基礎按剛性連接考慮。地震烈度為6度，工程場地溫度在0℃以上，故本次計算不計入溫度荷載、冰壓力、雪荷載、風壓力、浪壓力和地震荷載。

2.2計算模型的建立

采用PKPM結(jié)構系列軟件中的PMCAD模塊建立模型。PMCAD軟件采用人機交互方式，結(jié)構模型建立均采用構件中—中尺寸。

從236.00m高程算起，共分為六個標準層:

標準層一：頂部高程245.30m，層高9.3m；標準層二：頂部高程250.30m，層高5m；

標準層三：頂部高程252.10m，層高1.8m；標準層四：頂部高程258.90m，層高6.8m；

標準層五：頂部高程263.00m，層高4.1m；標準層六：平臺頂部高程266.00m，層高3m。

圖1和圖2分別為整體模型網(wǎng)格圖及平臺頂部網(wǎng)格圖。

圖1　整體模型網(wǎng)格圖

圖2　平臺頂部網(wǎng)格圖

2.3計算荷載輸入

a.自重荷載。程序計算中可自動考慮結(jié)構自重。

b.樓板面荷載。樓板面恒荷載按實際情況考慮。按照相關規(guī)范，樓板活荷載取值：樓面上出現(xiàn)車輛荷載范圍取標準值15kN/m2，不可能出現(xiàn)車輛荷載范圍取標準值5kN/m2。

c.清污耙斗荷載。清污耙斗荷載按作用在梁上的恒載計算，以集中荷載形式作用于標準層263.00m高程梁上。

d.門機荷載。門機荷載按作用在軌道梁上的活載計算，以點荷載形式作用在軌道梁上。大車的最大輪壓值標準值為350kN(見圖3)。

圖3　某計算工況下軌道梁門機荷載布置情況單位:mm

由于門機在軌道梁上來回運動，需確定機車各個輪子均處于什么位置時，對梁、柱子及墻體產(chǎn)生的荷載最大，即最不利狀況。計算結(jié)果選用軌道梁所受門機活載最大情況時的結(jié)果。在計算過程中考慮了輪壓值對結(jié)構不利的情況，各工況分別進行計算。

以上計算荷載按照不同的計算工況，將結(jié)構系數(shù)及荷載作用分項系數(shù)乘以計算荷載值施加于模型中。

3計算結(jié)果與分析

選用PKPM結(jié)構系列軟件中的SATWE模塊進行該結(jié)構及配筋計算。建立模型后，輸入相關結(jié)構計算參數(shù)，進行結(jié)構計算。某計算工況下標準層六梁配筋和裂縫寬度結(jié)果分別見下頁圖4和圖5。圖4梁配筋結(jié)果可滿足規(guī)范規(guī)定的裂縫寬度要求。

圖4　標準層六梁配筋單位:mm

圖5　標準層六梁裂縫寬度單位:mm

匯總各工況計算成果，可得到進水口主體結(jié)構板、梁、柱及墩墻等的結(jié)構計算成果，可確定結(jié)構體型和配筋情況。

4結(jié)語

采用PKPM系列軟件中PMCAD和SATWE兩個模塊可實現(xiàn)進水口結(jié)構的模型建立和結(jié)構配筋計算。在計算過程中，對進水口結(jié)構進行了一定的簡化和計算假定，這些簡化處理對計算結(jié)果影響較小。綜合考慮，采用PKPM軟件對進水口結(jié)構進行結(jié)構計算是切實可行的，該方法原理清晰，計算過程明確，計算結(jié)果可作為施工圖配筋依據(jù)，指導施工圖設計。

參考文獻

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