正文 淺談石堡川張索渡槽設計應注意的幾個關鍵環節(3 / 3)

4.槽身的穩定驗算

4.1槽身的計算簡圖及荷載計算

渡槽位於大風區,輕型殼體槽身可能被風荷掀下來。因此需驗算槽身的整體穩定性。渡槽最不利荷載的情況為槽中無水,槽身豎向荷載僅有N1,水平向荷載為風荷P1。該設計渡槽槽身自重為:

N1=1593/2=796.4KN

風壓力P1計算公式為:W=KKzW0

式中:k-風載體型係數,與建築物體型、尺度等有關,槽身為矩形斷麵時,取k=1.2~1.3,空槽無水時取小值,滿槽水時取最大值;

kz—風壓高度變化係數,本設計取1.45;

W0—基本風壓(KN/米2)。當地沒有風速資料,參照《工業與民用建築結構荷載規範》中全國基本風壓分布圖上的等壓線進行插值酌定W0=0.35;

經計算W=kkzW0=1.5×1.45×0.35=0.609KN/m2

4.2抗滑穩定驗算

穩定分析作用於渡槽上的力盡管其類型、方向、大小各不相同,但根據它們在槽身沿支承結構頂端發生水平滑動時所起的作用看,可以歸納為兩大類:一類是促使槽身滑動的力,如水平方向風壓力、動水壓力等,稱為滑動力;另一類是維持槽身穩定、阻止渡槽滑動的力,主要是在鉛直方向荷載作用下,槽身底部與支承結構頂端之間產生的摩擦力,稱之為阻滑力。槽身是否會產生沿其支承結構頂端發生水平滑動,主要取決於這兩種力的比值,這個比值反映了渡槽的水平抗滑穩定性,稱之為穩定安全係數

其計算公式為:kc=阻滑力滑動力=fNiPi

式中:Ni—所有鉛直方向作用力的總和(KN);

Pi—所有水平方向作用力的總和(KN),本設計中等於半跨槽身風壓總和,

Pi=17.52×5.6×0.609=29.841KN

f—摩擦係數,與兩接觸麵物體的材料性質及它們的表麵粗糙程度有關,支座與支承都為鋼板時取鋼對鋼的摩擦係數f=0.55;

Kc=fNiPi=0.55×796.429.841=14.68

Kc>[Kc]≈1.2~1.3,所以滿足抗滑穩定性要求。

4.3 抗傾覆穩定驗算

槽身受風壓作用可能發生傾覆,抗傾覆穩定性驗算的目的是驗算槽身空水受壓作用下是否會繞背風麵支承點發生傾覆,抗傾覆穩定的不利條件與抗滑穩定的不利條件是一致的,所以抗傾覆穩定性驗算的計算條件及荷載組合與抗滑穩定性驗算相同。抗傾覆穩定安全係數按下式計算:

K0=M抗M傾=laNMy=laNph1

式中:la-鉛直力到槽身支承點的距離;

N-基底麵承受的鉛直力總和;

P-水平力的總和;

h1-水平力到槽身支承點的距離。

在此h1=1.92m la=2.38m

K0=M抗M傾=laNMy=laNph1=2.38×796.429.841×1.92=33.082

K0>[K0]≈1.2~1.3

所以滿足抗傾覆穩定性要求。