某泄水建筑物的壩內(nèi)孔口應(yīng)力計(jì)算過程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u11106某泄水建筑物的壩內(nèi)孔口應(yīng)力計(jì)算過程案例 ③承受均勻拉（壓）力、應(yīng)力梯度、內(nèi)水壓力和內(nèi)外溫差的圓孔應(yīng)力計(jì)算。[9]在本設(shè)計(jì)中，泄洪孔均為矩形孔口，只需進(jìn)行矩形孔口的應(yīng)力和配筋計(jì)算。2泄洪孔口的應(yīng)力計(jì)算如果孔口尺寸遠(yuǎn)小于壩體尺寸，且孔口形心至壩體邊界的距離大于3倍孔口尺寸，可近似按彈性力學(xué)無(wú)限域中的小孔口計(jì)算][3]。本工程中將壩身開孔視為無(wú)限彈性集中小孔，將泄水孔口置于σx=Px，σy=Py和τxy的均勻應(yīng)力場(chǎng)中，測(cè)定0°方向（1線）、45°方向（3線）、90°（6線）上的正應(yīng)力，如圖5-4所示。圖5-4矩形孔口首先，根據(jù)前面計(jì)算得的壩體應(yīng)力對(duì)不同孔口所在的高程進(jìn)行線性插值，求得同一高程處的懸臂梁、拱冠和拱端的應(yīng)力，然后根據(jù)孔口在這一層拱圈的具體位置進(jìn)行線性插值求出矩形孔口中心處的三個(gè)應(yīng)力σx、σy、τxy，最后將表中系數(shù)分別乘上這3個(gè)應(yīng)力，并將水壓、壩體應(yīng)力、溫度等作用結(jié)果疊加，即得各射線上的正應(yīng)力。[9]溫度應(yīng)力是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，在計(jì)算孔口配筋時(shí)可以不考慮溫度應(yīng)力，因?yàn)闇囟葢?yīng)力在混凝土產(chǎn)生裂縫時(shí)將釋放。不過考慮到配筋可以限制裂縫開展，保持壩的整體性，適當(dāng)配一些溫度鋼筋是有必要的。[11]孔口應(yīng)力計(jì)算成果如表5-3所示。表5-3孔口應(yīng)力計(jì)算成果表a/b0.00.10.20.30.40.50.60.7d00.81.62.43.244.81.6淺孔進(jìn)口0°1.1171.2121.2721.2701.2331.1471.1281.09445°-1.3361.0770.9430.8610.8140.7710.74590°-0.186-0.0060.1690.3060.4170.4810.5280.562出口0°2.7422.8012.8112.7272.6022.4302.3412.26145°-2.4471.9621.7101.5591.4641.3821.33690°-0.970-0.584-0.2110.0850.3270.4740.5850.665中孔進(jìn)口0°-1.022-0.913-0.815-0.723-0.651-0.616-0.553-0.52645°--0.288-0.220-0.184-0.165-0.146-0.133-0.12990°0.7480.6450.5490.4680.4010.3530.3140.287出口0°0.7661.0771.3111.4231.4461.3321.3751.34745°-2.0921.7021.5011.3741.3121.2491.20690°0.6010.8011.0031.1521.2721.3291.3661.394由表5-3可知，淺孔進(jìn)口在0°和45°方向只存在壓應(yīng)力，最大壓應(yīng)力為1.336Mpa；淺孔進(jìn)口在90°方向存在拉應(yīng)力，最大拉應(yīng)力為0.186Mpa，最大壓應(yīng)力為0.562Mpa；淺孔出口在0°和45°方向只存在壓應(yīng)力，最大壓應(yīng)力為2.811Mpa；淺孔出口在90°方向存在拉應(yīng)力，最大拉應(yīng)力為0.970Mpa，最大壓應(yīng)力為0.665Mpa；中孔進(jìn)口在0°和45°方向只存在拉應(yīng)力，最大拉應(yīng)力為1.022Mpa；中孔進(jìn)口在90°方向只存在壓應(yīng)力，最大壓應(yīng)力為0.748Mpa；中孔出口在0°、45°和90°方向均只存在壓應(yīng)力，最大壓應(yīng)力為2.092Mpa。綜上所述，孔口應(yīng)力最大壓應(yīng)力小于允許壓應(yīng)力，最大拉應(yīng)力小于允許拉應(yīng)力1.5MPa，應(yīng)力均滿足混凝土拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。3泄洪孔口的配筋計(jì)算孔口最大壓應(yīng)力小于允許壓應(yīng)力，最大拉應(yīng)力小于允許拉應(yīng)力1.5MPa，因此，只需按0.1%的配筋率配筋。由應(yīng)力分析可知，淺孔進(jìn)、出口0°和45°方向均只出現(xiàn)壓應(yīng)力，而90°方向出現(xiàn)拉應(yīng)力，所以只需要在淺孔進(jìn)、出口90°方向所在邊上配置鋼筋；中孔進(jìn)口0°和45°方向出現(xiàn)拉應(yīng)力，90°方向只出現(xiàn)壓應(yīng)力，中孔出口在0°、45°和90°方向均只存在壓應(yīng)力，所以只需在中孔進(jìn)口0°和45°方向所在的邊上配置鋼筋。（5-14）式中 FS——每米長(zhǎng)孔道所需的鋼筋；