厂房机墩结构计算.xls
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1、机机 墩墩 结结 构构 计计 算算说明:1 本计算适用于圆筒式机墩的结构计算2 计算中未特殊说明处单位采用国际单位为N m kg s3 本计算主要参考资料为小型水电站-厂房(第二版 陈坤等著 水利电力出版社)4 黄色背景部分为输入数据,除此之外不建议修改其他地方 5 若发现任何错误请发Email到徐林(2005.2) 水水电电站站机机墩墩结结构构计计算算(一一)计计算算原原理理、内内容容及及相相关关假假定定 机墩为立式水轮机的支承结构,其底部固结在水轮机层大体积混凝土或蜗壳顶板上,上部与风罩或发电机层楼板相连接。上部荷载通过机墩传递到基础上。 机墩必须进行静力计算和动力计算。静力计算根据短路时
2、荷载组合,求出机墩截面内力,作为配筋依据。动力计算则分别根据正常运行、短路时和飞逸时的三种荷载组合情况,验算机墩共振、振幅、和动力系数,以保证结构的刚度和抗振条件。 该机墩的形式为圆筒式,结构简图如图所示。在静力计算中,假定圆筒或立柱的底部均为固定端,不考虑蜗壳顶板变形影响;在动力计算中则计入顶板变形影响。机墩顶部均假设为自由端,不考虑楼板刚度的作用,除分离式连接外,楼板荷载都传递到机墩顶部。作用于圆筒式机墩的楼板荷载、风罩自重及机组荷载均假定均布在机墩顶部,但必须根据各荷载世纪作用位置化算为相当圆筒中心圆周的荷载。 荷载组合(1)基本组合:正常运行时:垂直横荷载+垂直集中荷载+正常扭矩+水平
3、离心力(2)特殊组合:短路时:垂直横荷载+垂直集中荷载+正常扭矩+短路扭矩+水平离心力飞逸时:垂直横荷载+垂直集中荷载+水平离心力( (二二)荷荷载载及及其其他他基基本本资资料料1 1 发发电电机机部部分分发电机的出力N=30000000 w发电机转子连轴重230000 N发电机定子重106000 N上支架重68000 N下支架重17200 N机组正常转速n=273 r/min功率因素cos=0.8发电机暂时电流暂0.24375发电时间因数Ta0.279 s励磁机转子重29000 N励磁机定子及其附属设备重47000 N2 2 水水轮轮机机部部分分水轮机转轮连轴重21200 N轴向水推力V31
4、51000 N水轮机飞逸转速np=600 r/min水轮机导叶叶片数16水轮机转轮叶片数15上面两数的最大公约数c1转动部分偏心矩e0.0005 m3 3 蜗蜗壳壳部部分分蜗壳顶板计算跨度la2 m蜗壳顶板厚度t0.65 m蜗壳顶板中心到机组中心的距离ra2.45 m蜗壳顶板上的单位力到机组中心的距离r01.95 m4 4 钢钢筋筋混混凝凝土土的的材材料料特特性性机墩混凝土C15拉=1200000压=1.00E+07钢筋混凝土容重b=24000 N/m3混凝土泊松比=0.166667混凝土弹性模量E压2.30E+10 N/m2混凝土弹性模量E弯1.45E+10 N/m235 5 荷荷载载楼板传
5、递到风罩的荷载p5=10400 N6 6 相相关关系系数数动力系数=1.5材料疲劳系数c0=2(三三)机机墩墩形形式式及及结结构构尺尺寸寸该机墩为圆筒式机墩,其结构形式如图所示。其中各尺寸数值见下列数据(单位:m)。h1= 2.15Rd= 1.45h2= 0.45Dd= 1h3= 1.3B2= 0.82h4= 1.8r6= 2.075h5= 0.35Rf= 2.5h6= 1.75Df= 0.3典型机墩图(四四)静静力力计计算算1 1 在在垂垂直直荷荷载载作作用用下下的的内内力力计计算算(法法向向应应力力的的计计算算)计算机墩的法向应力,并由此来进行机墩竖向钢筋的配置。(1)荷载计算1)垂直荷载
6、(取单宽圆筒计算)风罩自重p1=10.31.324000=9360N圆筒自重p2=1(0.82-(2.5-1.45-1)0.4524000=8316 Np3=0.5(1.75-1.3+1.75+0.35-1.3)(2.5+0.3-1.45-1)24000=5250 Np4=12.15124000=51600N发电机层楼板荷载p5p5=10400 N发电机固定部分重量V1=68000+106000+47000=221000 N发电机固定部分荷载p6=V1/(2r6)=16951 N2)垂直动荷载4机组转动部分重量V2=230000+21200+29000= 280200 N机组转动部分荷载p7=
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