您好, 欢迎来到化工仪器网
最新产品
暂无信息 |
设计一体化提升泵站的荷载和扬程计算
设计一体化提升泵站的荷载和扬程计算
3.4.1 设计泵站时应将可能同时的各种荷载进行组合。
3.4.2 泵站沿基础底面的抗滑稳定安系数应按(5.4.2-1)式或(5.4.2-2)式计算：
Kc=fΣG/ΣH (5.4.2-1)
Kc=f′ΣG+C0A/ΣH (5.4.2-2)
式中 Kc——抗滑稳定安系数；
ΣG——于泵站基础底面以上的部竖向荷载（包括泵站基础底面上的扬压力在内，kN）；
ΣH——于泵站基础底面以上的部水平向荷载(kN)；
A——泵站基础底面积(m)；
f——泵站基础底面与地基之间的摩擦系数，可按试验资料确定；当试验资料时，可按本规准附录A表A.0.2规定值采用；
f′——泵站基础底面与地基之间摩擦角Φ0的正切值，即f'=tgΦ0；
C0——泵站基础底面与地基之间的单位面积粘结力(kPa)。
对于土基，Φ0、C0值可根据室内抗剪试验资料，按本规准附录A表A.0.3的规定采用；对于岩基，Φ0、C0值可根据野外和室内抗剪试验资料，采用野外试验峰值的小值平均值或野外和室内试验峰值的小值平均值。
当泵站受双向水平力时，应核算其沿协力方向的抗滑稳定性。
当泵站地基力层为较深厚的软弱土层，且其上竖向荷载较大时，尚应核算泵站连同地基的部分土体沿深层滑动的抗滑稳定性。
对于岩基，若不利于泵站抗滑稳定的缓倾角软弱夹层或断裂面存在时，尚应核算泵站可能组合滑裂面滑动的抗滑稳定性。
3.4.3 预制泵站基础底面应力应根据泵站结构布置和受力情况等因素计算确定。
1 对于矩形或圆形基础，当单向受力时，应按(5.4.3-1)式计算：
Pmaxmin=ΣG/A±ΣM/W （3.3.4-1)
式中：Pmaxmin——泵站基础底面应力的zui大值或zui小值(kPa)；
ΣM——于泵站基础底面以上的部竖向和水平向荷载对于基础底面垂直水流向的形心轴的力矩 (kN·m)；
W——泵站基础底面对于该底面垂直水流向的形心轴的截面矩(m)。
2 对于矩形或圆形基础，当双向受力时，应按(5.4.3-2)式计算：
Pmaxmin=ΣG/A±ΣMx/±ΣMy/Wy （3.4.3-2)
式中：ΣMx、ΣMy——于泵站基础底面以上的部水平向和竖向荷载对于基础底面形心轴x、y的力矩 (kN·m)；
Wx、Wy——泵站基础底面对于该底面形心轴x、y的截面矩(m)。
3.4.4 设计扬程应按设计流量时的集水池水位与出水管水位差和水泵管路的水头损失以及安水头确定。在设计扬程下，应满足泵站设计流量要求。
3.4.5 平均扬程可按(5.4.5)式计算加权平均净扬程，并计入水力损失确定；或按泵站进、出平均水位差，并计入水力损失确定。
H=ΣHiQiti/ΣQiti (3.4.5)
式中 H——加权平均净扬程(m)；
Hi——i时段泵站进、出水水位差(m)；
Qi——i时段泵站提水流量(m/s)；
ti——i时段历时(d)。
在平均扬程下，水泵应在区工作。
3.4.6 zui高扬程应按泵站出水zui高水位与进水池zui低水位之差，并计入水力损失确定。
3.4.7 zui低扬程应按泵站进水zui高水位与出水zui低水位之差，并计入水力损失确定。
3.5 抗浮计算
3.5.1 预制泵站的抗浮计算，应满足下式要求：
（3.5.1）
式中
——抗浮力；
——抗浮稳定性安系数，应按5.5.2条的规定采用；
——浮托力规准值，按5.5.4条确定。
当不满足式（5.5.1）时，可采取井壁下端四周浇捣混凝土配重或锚杆等方法解决抗浮问题。
3.5.2 预制泵站抗浮稳定安系数应按(3.5.2)式计算：
Kf=Σv / Σu (3.5.2)
式中：Kf——抗浮稳定安系数；
Σv——于泵房基础底面以上的部重力(kN)；
Σu——于泵房基础底面上的扬压力(kN)。
3.5.3 预制泵站抗浮稳定安系数值，不分泵站别和地基种别，基本荷载组合下为1.10，殊荷载组合下为1.05。
3.5.4 地下水对预制泵站筒体壁的规准值应按下列规定确定：
1 预制泵站筒体壁上的水压力按静水压力计算；
2 水压力规准值的相应设计水位，应根据勘察部门和水文部门提供的数据采用。对于可能出现的zui高和zui低水位，应综合考虑一段时间变化及工程设计基准期可能的发展趋势确定；
3 水压力规准值的相应设计水位，应根据对结构的荷载效应确定取zui高水位或zui低水位。当取zui高水位时，相应的准*值系数可取平均水位与zui高水位的比值；当取zui低水位时，相应的准*值系数应取1.0。
4 地下水对预制泵站筒体壁的压力，应按(3.5.4)式计算：
Fw,k=γwhw (3.5.4)
式中
Fw,k—地下水对预制筒体壁的压力规准值（kN/m²）；
γw—地下水的重度（kN/m³）；
hw—地下水设计水位基础底面的距离（m）。
3.6 地基计算
3.6.1 预制泵站选用的地基应满足承载能力、稳定和变形的要求。
3.6.2 预制泵站地基应选用自然地基。规准贯进击数小于4击的粘性土地基和规准贯进击数小于或即是8击的砂性土地基，不得作为自然地基。当预制泵站地基岩土的各项物理力学性能指标较差，且工程结构又难以协调适应时，可采用人工地基。
3.6.3 只竖向对称荷载时，预制泵站基础底面均匀应力不应大于预制泵站地基力层承载力；在竖向偏心荷载下，除应满足基础底面均匀应力不大于地基持力层承载力外，还应满足基础底面边沿zui大应力不大于1.2倍地基持力层承载力的要求；在地震情况下，预制泵站地基持力层承载力可适当减少。
3.6.4 预制泵站地基承载力应根据站处地基原位试验数据，按照本规程附录B.1所列公式计算确定。
3.6.5 当预制泵站地基持力层内存在软弱土层时，除应满足持力层的承载力外，还应对软弱夹层的承载力进行核算，经深度修正，并应满足(3.6.5)式要求：
Pc+Pz=[Rz] (3.6.5)
式中：Pc——软弱夹层面处的自重应力(kPa)；
Pz——软弱夹层面处的附加应力(kPa)，可将泵站基础底面应力简化为竖向均布、竖向三角形颁和水平向均布等情况，按条形或矩形基础计算确定；
[Rz]——软弱夹层的承载力(kPa)。
复杂地基上大型泵站地基承载力计算，应作专门论证确定。
3.6.6 当预制泵站基础受振动荷载影响时，其地基承载力可降低，并可按(3.6.6)式计算：
[R']≤ψ[R] (3.6.6)
式中：[R']——在振动荷载下的地基承载力(kPa)；
[R]——在静荷载下的地基承载力(kPa)；
ψ——振动折减系数，可按0.8～1.0选用。高扬程机组的基础可采用小值，低扬程机组的块基型整体式基础可采用大值。
3.6.7 预制泵站地基*沉降量可按(3.6.7)式计算：
S∞=Σ(e1i-e2i)/(1+e1i)*hi (i=1,n) (3.6.7)
式中：S∞——地基*沉降量(cm)；
i——土层号；
n——地基压缩层范围内的土层数；
e1i、e2i——泵站基础底面以下i层土在均匀自重应力下的孔隙比和在平均自重应力、均匀附加应力共同下的孔隙比；
hi——i层土的厚度(cm)。
地基压缩层的计算深度应按计算层面处附加应力与自重应力之等于0.1∽0.2（坚实地基取大值，软土地基取小值）的条件确定。当其下尚压缩性较大的土层时，地基压缩层的计算深度应计该土层的底面。
3.6.8 预制泵站地基沉降量和沉降差，应根据工程具体情况分析确定，满足泵站结构安和不影响泵房内机组的正常。
3.6.9 预制泵站的地基处理方案应综合考虑地基土质、泵站结构特点、施工条件和要求等因素，宜按本规程附录B表B.2，经技术比较确定?；煌恋娌?、桩基础、沉井基础、振冲砂（碎石）桩和强夯等常用地基处理设计应符合现行规准《建筑地基处理》JGJ 79、《建筑桩基》JGJ 94、《既建筑地基基础加固》JGJ 123的关规定。
3.7 构造
3.7.1 预制泵站钢筋混凝土的施工中，混凝土的水泥用量应满足设计要求，且不宜低于200kg/m。
3.7.2 预制泵站筒体坚固，纤维缠绕玻璃钢的强度，应完抵抗腐蚀、撕裂和其他破坏力，并*防水。
3.7.3 预制泵站外部材质应力和荷载应采用FEA进行计算，限元模型采用轴对称模型，外压力于泵站的圆柱周面，大小等效于水压的1.6倍。
3.7.4 泵站盖结构设计应根据泵站埋设的位置确定，盖结构强度应能承受部zui大荷载。
3.7.5 埋设在道路上的泵站，盖高度应与周围地坪齐平，并根据道路荷载来复核盖强度，泵站井筒侧壁不应承受道路荷载。
3.7.6 预制泵站采用自清洁底部设计，减少泵站沉积。