PKPM在进水口结构计算中的应用

PKPM在进水口结构计算中的应用

李明1，刘婕2

(1.天津市水利勘测设计院，天津300204；2.天津普泽工程咨询有限责任公司，天津300204)

摘要：本文对进水口结构进行有效简化，采用PKPM系列软件中的PMCAD模块建立模型，考虑对结构最不利的荷载组合并输入计算荷载，利用PKPM系列软件中的SATWE模块进行进水口结构的内力及配筋计算，通过计算确定结构体型及配筋情况。

关键词：PKPM；进水口结构；配筋计算

中图分类号：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概况

某电站工程规模为大(2)型，工程等别为Ⅱ等。电站进水口结构为岸塔式，由喇叭口段、闸门井段组成。喇叭口段由拦污栅段、渐缩段组成，长15.8m、宽21.5～12.6m。拦污栅顶部设有拦污栅门机，用以起吊拦污栅排架及清污耙斗；拦污栅右侧设有清污平台排架，用于存放清污耙斗和垃圾清理。闸门井段长7.2m，设事故闸门。进水口顶部266.00m高程以上设置事故闸门启闭机排架，进水口左侧设置交通桥。地震基本烈度为6度，设计烈度为6度。

2计算模型及荷载输入

2.1计算假定与简化

为便于计算，本次计算对进水口主体结构进行了简化处理，将236.00m高程以下部分作为下部基础处理，236.00～266.00m高程采用框架结构计算，边墩及中墩按照墙体进行建模，框架基础按刚性连接考虑。地震烈度为6度，工程场地温度在0℃以上，故本次计算不计入温度荷载、冰压力、雪荷载、风压力、浪压力和地震荷载。

2.2计算模型的建立

采用PKPM结构系列软件中的PMCAD模块建立模型。PMCAD软件采用人机交互方式，结构模型建立均采用构件中—中尺寸。

从236.00m高程算起，共分为六个标准层:

标准层一：顶部高程245.30m，层高9.3m；标准层二：顶部高程250.30m，层高5m；

标准层三：顶部高程252.10m，层高1.8m；标准层四：顶部高程258.90m，层高6.8m；

标准层五：顶部高程263.00m，层高4.1m；标准层六：平台顶部高程266.00m，层高3m。

图1和图2分别为整体模型网格图及平台顶部网格图。

图1　整体模型网格图

图2　平台顶部网格图

2.3计算荷载输入

a.自重荷载。程序计算中可自动考虑结构自重。

b.楼板面荷载。楼板面恒荷载按实际情况考虑。按照相关规范，楼板活荷载取值：楼面上出现车辆荷载范围取标准值15kN/m2，不可能出现车辆荷载范围取标准值5kN/m2。

c.清污耙斗荷载。清污耙斗荷载按作用在梁上的恒载计算，以集中荷载形式作用于标准层263.00m高程梁上。

d.门机荷载。门机荷载按作用在轨道梁上的活载计算，以点荷载形式作用在轨道梁上。大车的最大轮压值标准值为350kN(见图3)。

图3　某计算工况下轨道梁门机荷载布置情况单位:mm

由于门机在轨道梁上来回运动，需确定机车各个轮子均处于什么位置时，对梁、柱子及墙体产生的荷载最大，即最不利状况。计算结果选用轨道梁所受门机活载最大情况时的结果。在计算过程中考虑了轮压值对结构不利的情况，各工况分别进行计算。

以上计算荷载按照不同的计算工况，将结构系数及荷载作用分项系数乘以计算荷载值施加于模型中。

3计算结果与分析

选用PKPM结构系列软件中的SATWE模块进行该结构及配筋计算。建立模型后，输入相关结构计算参数，进行结构计算。某计算工况下标准层六梁配筋和裂缝宽度结果分别见下页图4和图5。图4梁配筋结果可满足规范规定的裂缝宽度要求。

图4　标准层六梁配筋单位:mm

图5　标准层六梁裂缝宽度单位:mm

汇总各工况计算成果，可得到进水口主体结构板、梁、柱及墩墙等的结构计算成果，可确定结构体型和配筋情况。

4结语

采用PKPM系列软件中PMCAD和SATWE两个模块可实现进水口结构的模型建立和结构配筋计算。在计算过程中，对进水口结构进行了一定的简化和计算假定，这些简化处理对计算结果影响较小。综合考虑，采用PKPM软件对进水口结构进行结构计算是切实可行的，该方法原理清晰，计算过程明确，计算结果可作为施工图配筋依据，指导施工图设计。

参考文献

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