美国规范计算阀室抗滑稳定.xlsxVIP

3.4地震工况

序号 项目 符号公式 单位 数量 备注

一 基本参数

1 水重度 γw kN/m3 9.81

2 混凝土重度 γc kN/m3 25.00

3 建基面面积 A m2 500.1

4 正常蓄水位 Z m 110.8

5 阀室底板高程 Z1 m 105.94

6 消能水池底板高程 Z2 m 101.4

7 地下水位 Z3 m 108.27

二 荷载计算 单位 标准值

1） 结构自重

1 结构模型体积 Vs m3 1025.50 CAD量取

2 混凝土结构自重 Ws=γVs kN 25637.50 ↓

2） 结构内水重

1 水重模型体积 Vc m3 0.00 CAD量取

2 水重 Wc=γwVc kN 0 ↓

3） 浮托力

1 浮托力模型体积 Vu m3 696.80 CAD量取

2 浮托力 U=γwVu kN 6835.61 ↑

4） 地震惯性力

1 地震峰值加速度 PGA1 m/s2 0.40

2 水平加速度系数 kh=2/3PGA1 0.27

3 竖向加速度系数 kv=2/3kh 0.18

4 混凝土结构水平惯性力 Fhs=khWs kN 6836.67 沿X正方向

5 混凝土结构竖向惯性力 Fvs=kvWs kN 4557.78 ↑

6 地震水平惯性力(结构内水重产生） Fhw=khWc kN 2832.94 沿X正方向

7 地震竖向惯性力(结构内水重产生） Fvw=kvWc kN 1888.63 ↑

5） 地震动水压力

1 结构内水深 hw m 5.86

2 计算长度 L m 24.00

3 地震动水压力 FwE=（7/12）khγwhw2L kN 1257.65 沿X正方向

三 抗浮稳定分析

1 竖直向下力之和 ∑W=Ws+Wc+S kN 25637.50 ↓

2 竖直向上力之和 ∑U=U-WG kN 13282.01 ↑

3 抗浮稳定抗力函数 1.93

4 规范规定抗浮稳定安全系数为 FSf 1.10

5 结论 抗浮稳定满足要求

四 抗滑稳定分析

1 结构基底面与岩石地基的抗剪断摩擦系数 f’ 0.32

2 混凝土/基岩抗剪断凝聚力 C1 kPa 100

3 混凝土/基岩建基面受压面积 A1 m2 209.25

4 混凝土抗剪断凝聚力 C2 kPa 1100.0

5 混凝土建基面受压面积 A2 m2 98.00

6 竖向荷载之和 V-U=∑(W-U) kN 12355.49

7 水平向合力（X方向） H=Fwl+Fhs+Fhw kN 10927.26

8 抗滑稳定安全系数 12.14

9 规范规定抗滑稳定安全系数 FSs 1.10

10 结论 抗滑稳定满足要求

五.应力计算

力名称 项目 力标准值 对X轴的力臂 对Y轴的力臂 对X轴的力矩 对Y轴的力矩

计算公式及符号 kN m m kN.m kN.m

混凝土结构自重 WS 25637.50 0.000 0.631 0 16164.44

水重 WC 0 0.000 0.000 0 0

浮托力 U -6835.61 0.000 -5.114 0 34957.30

混凝土结构水平惯性力 Fhs 6836.67 0.000 2.997 0 20490.17

混凝土结构竖向惯性力 Fvs -4557.78 0.000 0.631 0 -2875.96

地震水平惯性力(结构内水重产生） Fhw 2832.94 0.000 2.993 0 8479.27

地震竖向惯性力(结构内水重产生） Fvw -1888.63 0.000 3.866 0 -7300.49

地震动水压力 FwE 1257.65 0.000 2.344 0 2947.94

对X轴的力矩合计 ∑Mx 0

对Y轴的力矩合计 ∑My 72862.68

全部竖向荷载[kN] ∑W=∑(W-U) 1235