7.3.6.1 材料参数
(1)混凝土材料参数:C40混凝土,弹性模量为3.25×104MPa,密度为2500kg/m3,泊松比为0.167。
(2)土体参数:淤泥层土体,弹性模量为2MPa,泊松比为0.35,内摩擦角为2.5°,黏聚力为5560Pa,密度为1650kg/m3;粉质黏土,弹性模量为8MPa,泊松比为0.35,内摩擦角为20°,黏聚力为24000Pa,密度为1860kg/m3。
7.3.6.2 计算工况
(1)陆域运输荷载工况。
工况1-1:自重。
(2)海上运输荷载工况。
工况2-1:气浮荷载(0.53个标准大气压,分项系数为1.05)。
(3)下沉荷载工况。
①工况3-1:自重+负压荷载(自重入土深度为4.5m)。
②工况3-2:自重+负压荷载(入土深度为6m)。
③工况3-3:自重+负压荷载+压载(入土深度为8m)。
④工况3-4:自重+纠偏负压荷载(0.23个标准大气压,各个隔仓的压力差,入土深度为4.5m)。
⑤工况3-5:自重+负压荷载+纠偏负压荷载(0.23个标准大气压,各个隔仓的压力差,入土深度为6m)。
⑥工况3-6:自重+负压荷载+纠偏负压荷载(0.2个标准大气压,各个隔仓的压力差,入土深度为80m)。
(4)使用期间荷载工况。
工况4-1:自重+波浪荷载。
1)陆域运输荷载工况
模型边界条件:约束下桶外壁竖直平板段最下端的竖向位移(Z向);合理约束XOY平面内刚体位移(利用对称性约束对称位移或设置虚拟连接),并使其不影响结构应变。
工况1-1荷载:重力。
2)海上运输荷载工况
模型边界条件:利用结构的“自平衡”体系特点,用较弱弹性约束下桶外壁和顶板交接处结点的竖向位移(Z向),并校核约束点反力,保证其接近于0;利用结构对称及外力分布对称的特点,合理约束XOY平面内刚体位移(利用对称性约束对称位移或设置虚拟连接),并使其不影响结构应变。
工况2-1荷载:下桶壁板和顶板承受均布压力,工况示意如图7-18所示。
图7-18 工况2-1示意图
3)下沉荷载工况
模型边界条件:约束下桶最下端所有结点的竖向位移(Z向);合理约束XOY平面内刚体位移(利用对称性约束对称位移或设置虚拟连接),并使其不影响结构应变。
(1)各隔仓压力相同的工况,工况示意如图7-19~图7-20所示。
图7-19 工况3-1示意图(单位:mm)
图7-20 工况3-2示意图(单位:mm)
图7-21 工况3-3示意图(单位:mm)
(2)各隔仓压力不相同的工况,目标吸力强度为P,由于纠偏要求使得部分隔仓压强度偏大(ΔP=0.2个标准大气压);计算中采用棋盘分布,隔仓内压强为P+0.2个标准大气压,分布形式如图7-22~图7-24所示。
4)使用期间工况
波浪荷载作用下的工况示意如图7-25所示。
图7-22 工况3-4示意图(单位:mm)
图7-23 工况3-5示意图(单位:mm)(www.xing528.com)
图7-24 工况3-6示意图(单位:mm)
图7-25 工况4-1示意图
5)结构内力计算结果
通过提取计算模型中每个部位的最大内力,形成各部分内力汇总于表7-7~表7-20。表格中给出的为单宽板带内力:轴力正值表示受拉,负值表示受压;除内隔板以外,板弯矩以外侧(或下侧)纤维受拉为正;剪力以绝对值表示。偏心受压构件按对称配筋计算。表格中给出的为板跨中部分或支座部分的弯矩绝对值较大者,但考虑到两者数值相当且不同工况结构内力可能反向,故实际配筋采用对称配筋。
表7-7 下桶外壁平板部分水平向板带内力
(续表)
表7-8 下桶外壁平板部分竖直向板带内力
表7-9 下桶外壁柱壳部分水平向板带内力
表7-10 下桶外壁柱壳部分竖直向板带内力
表7-11 下桶内部隔板部分水平向板带内力
表7-12 下桶内部隔板部分竖直向板带内力
表7-13 下桶盖板部分短轴向板带内力
表7-14 下桶盖板部分长轴向板带内力
(续表)
表7-15 上筒部分水平环向板带内力
表7-16 上筒部分竖直向板带内力(底部3m长度段,标高为-4.6~1.6m)
表7-17 上筒部分竖直向板带内力(中间4m长度段,标高为-1.6~3.5m)
(续表)
表7-18 弧形挡浪墙水平环向板带内力
表7-19 弧形挡浪墙竖直向板带内力
表7-20 桶式基础结构配筋结果汇总
(续表)
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