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1、第十三章水电站厂房结构设计水电站厂房结构设计的内容包括:主厂房的结构布置设计;整体稳定分析.地基应力校核;构件的强度和稳定计算。htfn:/hi.dikA 自重，并将它们传给厂房下部结构的大体积混凝土。3、吊车梁承受吊车荷载（包括起吊部件在厂房内部运行时的移动集 中垂直荷载）,以及吊车在起重部件时，启动或制动时产 生的纵、横向水平荷载，并将它们传给排架柱。htfn:/hi.dikA 载，传给梁并部分传发电机机座和水轮机层的排架柱。 安装间楼板承受自重、检修或安装时机组荷载和活荷载, 传到基础。5、围护结构外墙。承受风荷载，并将它传给排架柱或壁柱。(2) 抗风柱。承受厂房两端山墙传来的风荷载，并
2、将它传 给屋面大梁和基础或厂房下部大体积混凝土块体。(3) 圈梁和连系梁。承受梁上砖墙传下的荷载和自重，并 传给排架柱或壁柱。一、水电站厂房的结构组成及作用（二）下部结构1、发电机机墩承受从发电机层楼板传来的荷载和水轮发电机组等设备 重量.水轮机轴向水压力和机墩自重，并将它们传给座 环和蜗壳外围混凝土。2、蜗壳和水轮机座环（固定导叶）将机墩传下来的荷载通过座环传到尾水管上，另外水轮 机层的设备重量和活荷载通过蜗壳顶板也传到尾水管。3、尾水管承受水轮机座环和蜗壳顶板传来的荷载，经尾水管框架 （尾水管顶板.闸墩.边墩和底板构成的）结构再传到 基础上。二、厂房的受力和传力系统(一)厂房主要荷载(1)
3、厂房结构自重，压力水管、蜗壳及尾水管内水重；厂房内机电设备自重，机组运转时的动荷载；(3) 静水压力：尾水压力，基底扬压力，压力水管、蜗壳及尾水管内的水 压力，永久缝内的水压力，河床式厂房的上游水压力；(4) 厂房四周的土压力；(5) 活荷载：吊车运输荷载，人群荷载及运输工具荷载；(6)温度荷载；(8)雪荷载； (10)地震力。(7)风荷载；(9)严寒地区的冰压力；（二）厂房的传力系统屋严吊轩閃祁件围护严善讐檢 水轮发电机水鼻屋聚倉战面大緊.吊车擬欄集域连累幕 紮L f C廉环羯売外围块悻結构或尾水曾用堆MS三、厂房混凝土浇筑的分期和分块1.厂房混凝土浇筑的分期分期目的：由于机组到货一般均迟于
4、土建的施工期，为了适应 水轮发电机组的安装要求，厂房中的混凝土需要分期浇筑，称 为一期和二期混凝土。一期混凝土：底板、尾水管、尾水闸墩、尾水平台、混凝土蜗 壳外的混凝土、上下游边墙、厂房构架、吊车梁、部分楼板等, 在施工时先期浇筑，以便利用吊车进行机组安装。二期混凝土：为了机组安装和埋件需要而预留的，要等到机组 和有关设备到货后、尾水管圆锥钢板内衬和金属蜗壳妥装完毕 后，再进行浇筑。二期混凝土包括金属蜗壳外的部分混凝土、 尾水管点锥段夕卜包混凝土、机座、发电机风罩外壁、部分楼层 的楼板。2.混凝土浇筑分层.分块水电站厂房水下部分的混凝土属于大体积块体混凝土。 其特点是现场浇筑量大，结构几何形状
5、复杂，基础高 差大，对裂缝要求严格。由于受混凝土浇筑能力的限 制和为了适应厂房形状的变化，因此每期混凝土要分 层分块浇筑。混凝土浇筑分层.分块是为了便于施工和保证工程质 量。htfn:/hi.dikA 为防止厂房地基不均匀沉陷，减 小下部结构受基础约束产生的温度和干缩应力，沿厂 房长度方向设置的伸缩缝和沉降缝(永久缝)。特点：一般都是贯通至地基，只在地基相当好时，伸 缩缝才仅设在水上部分，但也需每隔数道伸缩缝设一 道贯通地基的沉降伸缩缝。伸缩缝htfn:/hi.dikA 电站可增至23台机组设一条永久缝。在安装间与主机房之间、主副厂房高低跨分界处，由于 荷载悬殊，需设沉降缝。坝后式厂房的厂坝之
6、间常沿整个厂房的上游外侧设一条贯通地基的纵缝。永久缝的宽度一般为l2cm,软基上可宽一些，但不超过6cm2.止水厂房水上部分的永久缝中常填充一定弹性的防渗、 防水材料，以防止在施工或运行中被泥沙或杂物填 死和风雨对厂房内部的侵袭。厂房水下部的永久缝应设置止水，以防止沿缝隙的 渗漏，重要部位设两道止水，中间设沥青井。止水 布置主要取决于厂房类型、结构特点、地基特性等, 应采用可靠、耐久而经济的止水型式。第二节 厂房整体稳定及地基应力计算内容：沿地基面的抗滑稳定、抗浮稳定、厂基面垂直正应力 注：河床式厂房本身是挡水建筑物，厂房地基内部存 在软弱层面时，还应进行深层抗滑稳定计算。计算要求：(1)厂房
7、在运行、施工和检修期间，在抗滑、抗倾与抗浮 方面必须有足够的妥全系数，以保证厂房的整体稳定厂房地基应力必须满足承载能力的要求，不允许发生 有害的不均匀沉陷。htfn:/hi.dikA 河床式厂房直接承受上游水压力，在确定地下轮廓 线、校核整体稳定性和地基应力时，以两个永久缝之 间或一个机组段长度为计算单元，进行稳定分析和地 基应力计算时，不能取单宽进行计算。厂房有大量的二期混凝土，并可能有分期安装问题, 故在机组安装前后荷载变化较大，确定荷载与荷载组 合时也有其特点。htfn:/hi.dikA 荷载1. 基本荷载：(1) 厂房结构及永久设备自重；(2) 回填土石重；(3 )正常蓄水位或设计洪水
8、位情况下的静水压力；(4)相应于正常蓄水位或设计洪水位情况下的扬压力; (5 )相应于正常蓄水位或设计洪水位情况下的浪压力;(6 )淤沙压力；土压力；冰压力；(7)其它出现机会较多的荷载。htfn:/hi.dikA 特殊荷载：(1) 校核洪水位或检修水位情况下的静水压力；(2) 相应于校核洪水位或检修水位情况下的扬压力；(3 )相应于校核洪水位或检修水位情况下的浪压力；(4 )地震力；(5 )其它出现机会较少的荷载。注：作用在厂房上的静水压力应根据厂房在不同的运 行工况下的上、下游水位确定。htfn:/hi.dikA 选 位 水别 荷附注结构自重永久设备重回填土石重力 J静水压力扬压力浪压力泥
9、沙压力土压力冰压力地震力基本组合FnnnVHHHnnFMMHHHMnnRMnMnn特殊 组4机组 检修nVAERnQHVQ0HMunMuVMuVMuMunRnVnnnnSVARnnQQHVH0H震况 地情H00sV0VQ00rzrzV0匚E表13-1厂房整体稳定分析的荷载组合httn:/b i.dsiikA 正常运行河床厂房：町组合情况下厂房承受的水头最大；a?组合情况下扬压力最大，对稳定不利。坝后式厂房和引水式厂房：引起稳定问题的水平荷载为下游水压力，因此正常运行情况中取 下游设计洪水位进行组合。2. 机组检修河床式厂房机组检修情况下机组设备重不考虑，厂房承受的水头 大，而厂房的重量轻，只有
10、结构自重和水重，对稳定不利。（二）荷载组合3. 机组未安装机组安装周期较长，如机组是分期安装，厂房的施工 妥装或更长，所以要进行机组未妥装时的稳定计算。二期混凝土和设备重不计，厂房重量最轻，而厂房已 经承受水压，对抗滑和抗浮不利。厂房基础设有排水孔时，特殊组合中还要考虑排水 失效的情况。htfn:/hi.dikA 计算1.抗剪断强度计算公式K，=厂龙 W+CHHP式中K按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数；/, C滑动面的抗剪断摩擦系数及抗剪断粘结力，kPa;A基础面受压部分的计算面积，m2;ZW全部荷载对滑动面的法向分力（含扬压力），kN; ZP 全部荷载对滑动面的切向分力（含扬压力），kN.（一）抗滑稳定计算2.抗剪强度计算公式式中K一 抗剪强度计算的抗滑稳定妥全系数； f滑动面的抗剪摩擦系数。岩基厂房整体抗滑稳定的安全系数不分等级按表13-2 选用htfn:/hi.dikA 冬系数荷载组合基本组 合特殊组合无地震有地震K1.101.051.00K3.002.502.30htfn:/hi.dikA
