水电站厂房毕业设计

兰州交通大学毕业设计（论文）I目录绪论1第一章水电站厂房的位置及形式选定3第一节调研资料的准备3第二节水电站厂房的选择3第三节厂房布置方案的选定4第二章下部结构的设计与布置5第一节水轮机的计算5一、水轮机型号及主要参数选择5二、水轮机HL230型水轮机方案的主要参数选择5第二节水轮发电机的型式选择7一、水轮机主要尺寸估算7二、外形尺寸估算8三、轴向尺寸计算8四、水轮发电机重量估算9第三节蜗壳断面形式及尺寸计算10一、蜗壳进口断面流量10第四节尾水管形式及其主要尺寸确定11第五节主厂房主要尺寸的确定12一、机组段长度的确定12二、厂房宽度的确定13三、厂房各层高层的确定13第三章主厂房构架计算15第一节立柱的截面形式选择15第二节屋架的结构布置及设计15一、厂房屋面结构布置15第三节吊车梁的结构设计27一、吊车梁的截面设计27二、吊车梁的荷载计算28三、吊车梁内力计算29四、吊车梁承受扭矩和抗扭钢筋计算33兰州交通大学毕业设计（论文）II五、吊车梁配筋计算34第四节立柱牛腿的设计39一、牛腿截面尺寸拟定39第五节排架设计42一、确定柱的截面尺寸42二、荷载计算43三、吊车荷载44四、风荷载45第六节排架结构设计46一、配筋计算49结论53致谢54主要参考文献55附录外文翻译56兰州交通大学毕业设计（论文）1绪论水电站厂房是水电站主要建筑物之一，是将水能转换为电能的综合工程设施。厂房中安装水轮机、发电机和各种辅助设备。通过能量转换，水轮发电机发出的电能，经变压器、开关站等输入电网送往用户。所以说水电站厂房是水、机、电的综合体，又是运行人员进行生产活动的场所。其任务是满足主、辅设备及其联络的线、缆和管道布置的要求与安装、运行、维修的需要；为运行人员创造良好的工作条件；以美观的建筑造型协调与美化自然环境。水电站厂区包括（1）主厂房。布置着水电站的主要动力设备（水轮发电机组）和各种辅助设备的主机室（主机间），及组装、检修设备的装配场（安装间），是水电站厂房的主要组成部分。（2）副厂房。布置着控制设备、电气设备和辅助设备，是水电站的运行、控制、监视、通讯、试验、管理和运行人员工作的房间。（3）主变压器场。装设主变压器的地方。电能经过主变压器升高到规定的电压后引到开关站。（4）开关站（户外高压配电装置）。装设高压开关、高压母线和保护措施等高压电气设备的场所，高压输电线由此将电能输往用户，要求占地面积较大。由于水电站的开发方式、枢纽布置、水头、流量、装机容量、水轮发电机组形式等因素，及水文、地质、地形等条件的不同，加上政治、经济、生态及国防等因素的影响，厂房的布置方式也各不相同，所以厂房的类型有各种不同的划分，例如按机组工作特点可分为立式机组厂房、卧式机组厂房。根据厂房在水电站枢纽中的位置及其结构特征，水电站厂房可分为以下三种基本类型1坝后式厂房。厂房位于拦河坝下游坝趾处，厂房与坝直接相连，发电用水直接穿过坝体引人厂房。2河床式厂房。厂房位于河床中，本身也起挡水作用，如广西西津水电站厂房。若厂房机组段内还布置有泄水道，则成为泄水式厂房（或称混合式厂房），。3引水式厂房。厂房与坝不直接相接，发电用水由引水建筑物引人厂房。当厂房设在河岸处时称为引水式地面厂房。水电站厂房是专门的水工建筑物,它具有一般水工建筑物的共性,故其设计有以下的特点兰州交通大学毕业设计（论文）2（1）厂房内安装水轮机发电机组和辅助设备,以及控制操作和进行量测的设备,主要任务是发电,所以厂房设计必须保证机电设备的安全运行和提供良好的维护条件。（2）水电站厂房是水工、机械和电机以及自动控制、电子设备的综合体,在设计、施工和运行中,必须把几个方面配合好,使综合体优化。（3）水电站厂房设计应力求紧凑和简单,使建筑上美观,运行方便,而不求豪华。（4）厂房内运行管理人员应力求精简,应保证他们有良好工作条件和卫生环境。（5）水电站厂房多建在偏僻地区,而机电设备一般既大又重,所以必须有较好的对外交通运输条件。（6）设计水电站厂房时,要根据当地的地形、地质和水文条件,既考虑安排好压力输水管的进水和尾水管的出水条件,又要考虑到厂房与变压器和开关站在布置上的配合要求。由上述特点可见,水电站厂房设计是比较复杂的,其中最关键的是要选择好水轮发电机组,即要尽可能选用转速高、尺寸小、重量轻的机组,因为厂房尺寸和起重设备的规模等都是随着机组的尺寸而定的。对于一般的地面式厂房,选择合适的吸出高度也是非常重要的。而且,全厂的机组台数不宜太多。总之,在设计中要做多个比较布置方案,进行技术经济、运行管理综合比较,以选择确定最优设计方案。兰州交通大学毕业设计（论文）3第一章水电站厂房的位置及形式选定第一节调研资料的准备忠建河水利水电枢纽工程开发任务是以发电为主，兼有航运。防洪、灌溉、集镇供水、旅游等效益，具有地理位置合适，建设条件比较好，工程规模适中，建设工期短，经济指标较优等特点，是水电开发的理想地点。发电厂房为地面式厂房，装机二台，单机容量12MW，水轮机安装高程55320CM，厂外地面高程56140M，机组间距95M，吊车轨道间距140M，变电站平面尺寸M6040（宽长），设备安装高程5619M，与副厂房毗邻，间距50M；副厂房在主厂房上游侧，平面尺寸3316M17，共2层。主厂房上连副厂房，下接安装间，平面尺寸3316M17（宽长）,厂内安装2台发电机组。主厂房结构布置除了发电机层，蝶阀层外，另外在发电机层与水轮机层间设电缆层。厂房座落在河流一级阶地上，阶地高程557M，厂房建基面高程5459M。该厂址地形宽阔，起伏较小，有利于厂房及附属建筑物的布置，厂房区覆盖层小，开挖厚度有限，地基承载力高，边坡稳定性好，是一处理想的厂址。厂房基础开挖至建基面高程5459M即可满足稳定要求。变电站布置在忠建大桥以下420M的忠建河右岸，原忠建乡政府对面。距上游大坝182KM。变电站平面尺寸60M40（宽长），设备安装高程5619M，与副厂房毗邻，间距50M，变电站属户外开敞式。第二节水电站厂房的选择根据报告审查会决定采用钢筋混凝土面板堆石坝为坝型，选中坝址建坝。左岸河岸式溢洪道，右岸长隧洞引水，在桐子营大桥以下420米处河道右侧建岸边厂房的枢纽总体布置方案。通过工程所在地区水文、地质、地形、地貌构造，初步拟定在桐子营大桥以下420米处，靠近贡水河的右岸桔园处建设厂房，采用引水式厂房布置形式，通过有压隧洞引水。选此处是因为该地区位于角砾岩、粉砂岩岩基上，地基比较好，地势平坦、开阔，厂房容易布置，从而工程开挖量小，交通便利，可节省材料和费用，便于工程的施工，另外，该地区靠近汞水河，从而比较容易泄水。兰州交通大学毕业设计（论文）4第三节厂房布置方案的选定方案一主厂房位于桔园平坦处，副厂房位于主厂房上游一侧，升压站紧接副厂房，尾水渠布置在主厂房下游，斜对河岸。这个方案的优点是（1）基础开挖几劈坡工程量小。（2）尾水出口与河道斜交，免受下泄洪水的顶托。（3）升压站紧接副厂房，缩短了引出线的长度。方案二副厂房位于主厂房的两侧，位于进厂公路的一侧，升压站位于主厂房的左侧，尾水渠布置在主厂房的下游。这个方岸的优点是（1）靠近公路，交通便利。（2）升压站远离副厂房，延长了引出线的长度。对于上述两个方案的比较，可以得出结论方案一，工程量小，主副厂房布置紧凑，厂区布置合理，虽有一些不足之处，但较方案二是利多弊少，故采用方案一。兰州交通大学毕业设计（论文）5第二章下部结构的设计与布置第一节水轮机的计算一、水轮机型号及主要参数选择1水电站最大水头MAXH6589M，最小水头MINH3570M，设计水头RH5558M，加权平均水头AVHRH5558M,装机容量为24MW，初步布置2台机组，则单机容量为12MV。2水轮机型号选择根据该水电站的水头变化范围357M6589M,在水力机械水轮机系列型谱表34，查出合适的机型有HL230现将这种水轮机作为初选方案，求出其有关系数，并进行分析。二、水轮机HL230HHH型水轮机方案的主要参数选择1转轮直径1D计算水力机械查表36可得HL230型水轮机在限制工况下的单位流量1Q1110L/S1113M/S,效率M852，由此可初步假定原型水轮机在该工况下的单位流量1MQ1Q1113M/S,效率860，设GR97。水轮机的额定出力RNGRGRN1200009712371KW,上述的1Q、和RN12371KW、RH5558M代入式1D1981RRRNQHH123719811115558555886179M21选用与之接近而偏大的标称直径1D18M2转速N的计算水力机械查表34可得HL230水轮机在最有工况下单位转速10N710R/MIN,初步假定10MN10N710R/MIN,将已知的10N和AVH5558M，1D18M代入式N11NHD715558182945/MIN,22选用与之接近而偏大的同步转速N3333R/MIN3效率及单位参数修正兰州交通大学毕业设计（论文）6HL230型水轮机在最优工况下的模型最高效率为MAXM907，模型转轮直径为1MD0404，根据式314可得原型效率MAX151MAX11MMDD150404109071893123则效率修正值为9319071013考虑到模型与原型水轮机在制造工艺质量上的差异，常在已求得的值中再减去一个修正值。先取10，则可得效率修正值为17，由此可得原型水轮机在最优工况和限制工况下的效率为MAXMAX90708915M85213865M（与上述假定值相同）单位转速的修正值按下式计算110MAXMAX/1MMNN24则110MNNMAXMAX/10915/09071044M由于110/30MNNAD26914469531609IDCM则取AD316CM，故发电机型号为1212/378SF二、外形尺寸估算1平面尺寸估算（1）定子机座外径1D3003333/MIN500ENR,12110452469520435THICM2上机架高度2H兰州交通大学毕业设计（论文）9对于悬式承载机架2H025025269146729IDCM3推力轴承高度3H，励磁机高度4H和永磁机高度6H3H1000MM,4H15001800,取1600MM，其中机架高500700，在这里取600MM,5H600MM,6H500MM4下机架高度7H悬式非承载机架7H012012269143230IDCM5定子支座支承面至下机架支承面或下挡风板之间的距离8H悬式非承载机架8H015015269144037IDCM6下机架支承面至主轴法兰底面之间的距离9H按已生产的发电机统计资料，一般为7001500MM,取9H1000MM7转子磁轨轴向高度10H有风扇时，107001000MM1104580019045THIMM8发电机主轴高度11H110709HH，H发电机总高度，即由主轴法兰盘底面至发电机顶部的高度123456789HHHHHHHHHH2043567291001606050403710078201CM1108087820162561HHCM9定子铁芯水平中心线至主轴法兰盘底面距离12H12110046H046204351904528445CMHH四、水轮发电机重量估算1发电机总重量FG（T）FG22331133338105273333FESKTN2111K系数，对悬式发电机取810，在此处取92发电机转子重量一般可按发电机总重量的1/2估算10527526422FGGT3发电机飞轮力矩235352252269141104518369ITCDKDITM212兰州交通大学毕业设计（论文）102K经验系数，可按9选取,当100375EN时，252KID定子铁芯长度（M）TI定子铁芯长度（M）第三节蜗壳断面形式及尺寸计算本电站最大工作水头超过40M,故采用金属蜗壳，有线变化结构简单，水力损失大抛物线变化结构复杂，水利损失小。为了改善蜗壳的受力条件使水利损失最大，故采用抛物线变化规律的圆形断面，圆形金属蜗壳断面包角通常采用F345一、蜗壳进口断面流量3MAX26233452514/360360CIQQFMS213MAXQ水轮机最大引用流量1蜗壳进口平均流速2蜗壳进口断面平均流速65/CVMS则蜗壳进口断面面积2251438765CCCQFMV214断面半径MAXMAX262334511136036031465CICFQFMV由水力机械可查得金属蜗壳座环尺寸，水头在70M一下其座环外径31ADM/231/2155AARDM,R22AID1552111377M表22蜗壳断面半径随角度的变化蜗壳包角F断面半径I（M）RM3451114103001043942550963772100873581650773091200663127505228230033240兰州交通大学毕业设计（论文）11第四节尾水管形式及其主要尺寸确定根据本电站的总装机容量为大中型水电站，为了减少尾水管的开挖深度，采用标准弯肘型尾水管。弯肘型尾水管。是由进口直锥段，肘管和出口扩散段三部分组成，其大致形状如图所示，使用推荐的尾水管尺寸表23本电站尾水管尺寸参数肘管形式适用范围H/1DL/1D5/B1D4/D1D6/H1D1/L1D5/H1D标准混凝土肘管混流式21DD26452721350675182122表24本电站尾水管尺寸参数参数1DHL5B4D6H1L5H标准18468814896243121532762196尾水管肘管是一90度变断面，起出口为矩形，断面水流由于在肘管中转弯受到离心力的作用，由于曲率越小，半径越小，产生的离心力越大。一般推荐使用合理半径R（0610）4D，外壁6R用上限，内壁7R用下限，为了减少水流在转弯处的脱流及涡流损失，因此将肘管出口做成收缩断面，并使断面的高度缩小，宽度增大，高宽比约为025，肘管进出口面积比约为13左右。所以，外壁半径6R10243243M,内壁半径7R06243146M图21混流式水轮机尾水管兰州交通大学毕业设计（论文）12第五节主厂房主要尺寸的确定主厂房主要尺寸的确定，即主厂房的总长，总高和宽度的确定。主厂房的总长度包括机组段的长度（机组中心间距），端机组段的长度和安装场的长度，并考虑必要的水工结构分缝要求的尺寸。一、机组段长度的确定装有立轴反击式机组的厂房机组段长度，主要由蜗壳，尾水管，发电机等设备在X轴方向的尺寸确定，同时还考虑机组附属设备即主要通道，吊物孔的布置及其所需尺寸。1机组段长度1L可按下式计算1XXLLL式中XL机组段X方向的最大长度215XL机组段X方向的最大长度XL和XL可按水力机械中的公式按尾水管，蜗壳层和发电机层分别计算，取其中的最大值。（1）蜗壳层XL1137713507MR216XL2130913439RM1蜗壳外部混凝土厚度，一般为1215，这里取13（2）尾水管层XL5248961337522B217XL5248961337522B2尾水管边墩混凝土厚度，一般为1215，这里取135B尾水管宽度1R蜗壳X方向最大平面尺寸2R蜗壳X方向最大平面尺寸（3）发电机层XL33595180442752222B218XL33595180442752222B3发电机风罩内径B两台机组间风罩外壁的净距，一般为1520M，这里取18M3发电机风罩壁厚一般为0304M，这里取04M所以发电机机组段长度1MAXMAX507439946XLLLM取10M兰州交通大学毕业设计（论文）132边机组段的附加长度L（一般大型水电站厂房）L102100718126DM3安装间长度2L2L11102015151015LLM，对一般电站平均取154主厂房长度L12210151263626LNLLLM取36MN为机组台数二、厂房宽度的确定以机组中心线为界，厂房宽度B可分为上游侧宽度2B和下游侧宽度1B两部分。1B下游侧厂房宽度，亦即尾水管的长度取1M2B上右侧厂房宽度2B1401872DM系数。当160100DM时，1860,这里取4所以厂房的宽度B1B2B7272144M,这里取15M三、厂房各层高层的确定1水轮机安装高层的确定对于立轴轮流式水轮机02WSBHW设计尾水位可根据水轮机的过流量从下游水位与流量关系曲线中查得为55204M0B导叶高度0B0251D02518045MSH水轮机吸出高度（138M）02WSBH55204145045255372M在厂房设计中机组的安装高层是一个控制性的标高。因为把其计算出来后其他高程在此基础上都能计算出来了2尾水管底板的高层1012BH式中水轮机安装高层2190B导叶高度H底环顶面至尾水管底板的距离即尾水管的高（52M）兰州交通大学毕业设计（论文）1401045553724685488222BHM3水轮机层地面高层4423RH式中2R蜗壳进口段半径（111M）2203H蜗壳上部混凝土厚度，对金属蜗壳可取10M423553721111055583MRH4发电机层地面高层5（即发电机楼板高程）5445HH式中4H水轮机机坑进人门高度取20M2215H机坑进人门上部应留的尺寸取60M544555583206056383MHH5吊车轨道顶的高层665678910HHHHH式中2226H吊运设备时需跨越的固定设备或建筑物的高度取08M7H吊运部件与固定物之间的垂直安全高度，不小于03M取06M8H起吊设备的高度（发电机主轴高度取625M）9H吊柱钩与吊运部件之间的距离一般为0810M,取09M10H吊车主钩至轨顶的最小距离取12M65678910563830806625091257358HHHHH6厂房顶梁底高层7761112HH式中22311H吊车总高度即从小跑车顶到吊车轨道顶的高度取38M12H小跑车顶到顶梁底的净空，一般为0205M,取04M76111257358380457778MHH7主厂房的高度主厂房的高度由上部结构高度SH和下部结构高度XH两部分组成。67891011120806625091238041395MSHHHHHHHH,这里取14MXH2211016284001618281840956MDD（外加发电机安装高程、厂房基础开挖高程）兰州交通大学毕业设计（论文）15第三章主厂房构架计算第一节立柱的截面形式选择水电站厂房中现浇的构架立柱大多采用矩形截面，当吊车起重能力在10吨以上时，下柱截面高度H不小于2H/122H/14,截面宽度不小于2H/25,（在此2H为下柱高度），一般要求B40厘米。柱子的高度H厂房顶梁底高程发电机层地面高程57778563831395水电站厂房吊车梁的截面较大，梁的高跨比0H/L一般取1147，在该电站厂房中取15，0H/L15，L为立柱的跨度为6M，所以0H15L12M下柱的高度2H（吊车轨道顶高程发电机层地面高程）0577785638312855H，上柱的高度139585554M，因此，下柱截面高度H285507131212H,截面宽度B285503422525H，下柱截面尺寸取50070MM,上柱截面尺寸取500500MM。第二节屋架的结构布置及设计一、厂房屋面结构布置本厂房跨度为15M，总长36M，柱距6M，考虑排架柱较高，厂房跨度较大，吊车荷载较大，为了减少排架柱的截面尺寸，采用轻型有檩钢屋盖，屋面采用156M双层中间隔保温的复合压型钢板，檩条采用160602025C,檩距15M，外天沟，钢材采用Q235BF，焊条E431、屋架的形式及几何尺寸考虑本厂房跨度较大，选用屋面板为156M双层中间隔保温的复合压型钢板，采用梯形屋架，取屋面坡度110I，屋架跨度15M，端部高020HM，屋架的中部高度274HM，2、材料选择及支撑布置在厂房两端54M开间内布置上、下弦横向水平支撑，端部及跨中垂直支撑；其余各屋架用杆系联系，其中上弦端部、屋脊处与下弦支座处为刚系杆上弦杆在屋架平面外的计算为与支撑节点相联系的杆系间距，即1507；下弦杆在屋架平面外的计算长度为屋架跨度的一半,见图31兰州交通大学毕业设计（论文）16图31屋架几何尺寸3、荷载（1）查建筑结构荷载规范附录A单位2KN/M荷载种类永久荷载（恒荷载）可变荷载（活荷载）风荷载压型钢板（含保温）檩条悬挂管道屋面活载雪荷载基本风压标准值030005005050303（2）荷载计算1）、上弦杆永久荷载标准值（KN/M）彩色涂层压型钢板复合保温板030屋架和支撑自重（01170011L）01170011150282合计05822）、上弦杆可变荷载标准值（KN/M）屋面活荷载（或雪荷载）050雪荷载030取二者较大值050合计0503）、下弦杆永久荷载标准值（KN/M）悬挂荷载005合计005兰州交通大学毕业设计（论文）17（3）荷载组合1恒荷载活荷载2）恒荷载半跨活荷载3）恒荷载风荷载（4）上、下弦节点恒荷载、活荷载值考虑下弦杆力比较小，按全部作用于上弦杆简化计算，具体荷载见表32表32上、下弦节点恒荷载、活荷载值节点荷载标准值KQ设计值Q上弦杆恒载GKQ上05821565238125238629上弦杆活载QKQ上051564501445630下弦杆恒载GKQ下00515604512045054总荷载Q1018813979（5）上弦节点风荷载值垂直于建筑物表面的风荷载，计算公式为0KZSZZ高度Z处的风振系数，本建筑物高度16M220141371666527YYZLTBTB150，只需求。查钢结构设计规范表C2，0378Y，则兰州交通大学毕业设计（论文）21YN74370102MP215MPA03781923AA，只需求。查钢结构设计规范表C2，0418X，则压力（满足）拉力2245800423/215/1083NNMMFNMMA，只需求Y。查钢结构设计规范表C2，0416Y，则2N13980392MP215/A0416858YAKNM且1MIN121256MMHT且取2MAX125MMFHT应按计算确定抗剪扭钢筋。3抗弯纵筋计算（1）判别T形截面类型兰州交通大学毕业设计（论文）35011150150400150935645749322122FCFFDHFBHHKNMMKNMR313满足要求。4腹板抗剪扭钢筋计算（1）T形截面的扭矩分配，由式腹板翼缘77664051010931064162510112510109302964162510TWWTTFFTWTTKNMWWTTKNMW314（2）腹板的配筋按弯剪扭构件计算由式0110035003515030093512258942112CDFBHKNVKNR320满足箍筋要求，所以选配双支箍8100。6腹板纵筋计算（1）腹板抗扭纵筋，由式121120324210250950254469360STYVCORYVCORSTSTVVAFUFUAAMMFSSFMIN546901801530100STSTSTABH满足要求，抗扭纵筋的间距不应大于300MM或梁的宽度兰州交通大学毕业设计（论文）37故沿梁高分三层布置纵筋上层2254469181A22633STAMMMMS选2根直径12HRB335钢筋（中层225446918112335A45233STSAMMHRBMM选4根直径钢筋（底层25446929507431317433STSAAMM选28283353564,SHRBAMM根直径钢筋单根钢筋公称质量4830KG/M。（2）翼缘抗扭钢筋计算受压翼缘一般按纯扭计算（不计V的影响）箍筋661035120296100351511251000040121212210250950DFTTFSTYVCORRTFWAFA满足要求。纵筋1221250321021003506337836050612335679STYVCORSTVSAFUAMMFSHRBAMM选根直径钢筋兰州交通大学毕业设计（论文）38图37吊车梁截面配筋图7裂缝宽度验算查钢筋混凝土设计规范钢筋混凝土吊车梁尚应验算裂缝开展宽度短期组合最大裂缝宽度不大于04MMT形截面的钢筋混凝土受拉、受弯和偏心受压构件最大裂缝宽度MAXW可分别按下列公式计算。MAX1233010SSSTEDWCE式中3221考虑构件受力特征的系数，对受弯和偏心受压构件，取1102考虑钢筋表面形状的系数，对光面钢筋，取2143考虑荷载长期作用影响的系数，对荷载效应的短期组合，取315C最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离（30MM）D钢筋直径（28MM）TE纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离（C25MM）TEA有效受拉混凝土截面面积，2TESBAA4242528301497,300,29730052810458367007958210STETEAMMBMMAMM所以522010/SSSENMM按荷载效应的短期组合计算的构件纵向受拉钢筋应力2074920088/087087935458367SSSSMNMMHH受拉构件MAX12352008828301010141532501002704,20100079SSSTEDWCMMMME尺寸满足要求。3241受力钢筋由承受竖向力所需的受拉钢筋和承受水平拉力所需的锚筋组成的受力钢筋的总面积SA按下式计算012085VHSDYYFAFAFHF325式中D钢筋混凝土结构的结构系数，D12YF钢筋抗拉强度设计值（2360/NMM）兰州交通大学毕业设计（论文）41330MIN0663811022822810121212872150850853607603608721502102500760VHSDYYSFAFAMMFHFABH按构造配筋，配筋率取MIN022MIN002500760760SABHMM承受竖向力的受拉钢筋选用2614335924SHRBAMM根直径钢筋2水平箍筋和弯起钢筋水平箍筋采用双肢箍，选用28100,503SAMM且在上部02/3H范围内的水平箍筋总截面面积不应小于承受竖向力的受拉钢筋截面面积的1/2。222503540/10054324/2456SSAMMAMM故满足箍筋设置要求因牛腿的剪跨比0/03AH，故按构造配置弯起钢筋故2MIN0015500760570SBABHMM选用2318335763SHRBAMM根直径钢筋弯起钢筋宜采用变形钢筋，宜设置在牛腿上部L/6L/3之间的范围内，其222276391260833SSAMMAMM故满足要求FVFU图39牛腿配筋图兰州交通大学毕业设计（论文）42第五节排架设计一、确定柱的截面尺寸柱截面尺寸,几何特性，下部柱子高度和牛腿尺寸及其有关参数，选6M为计算单元表35A、B柱参数（140HM,57,83UTHMHM）2UAMM4UIMM（2TAMM4TIMMUHHUIITN525109521105351091429100410364图310柱截面尺寸兰州交通大学毕业设计（论文）43图311排架计算单元二、荷载计算1恒荷载屋面荷载标准值计算如下防水层0352MKN20MM厚水泥砂浆找平层0402MKN150MM厚加气混凝土0902MKN预应力混凝土屋面板及灌浆缝1502MKN屋面支撑及吊管自重0152MKN所以永久荷载标准值总计3302MKN风荷载0352MKN雪荷载0252MKN屋面活荷载标准值052MKN屋架自重548KN故1G116163305481855KN222上柱自重2G钢筋混凝土容重为25KN/M,上柱截面尺寸500500MMMM。57HM上2G050557253563KN3下柱自重3G兰州交通大学毕业设计（论文）44下柱截面尺寸500700,83MMMMHM下，040804052530KN1牛腿重23G05078325307563KN4吊车梁及轨道自重4G在吊车梁部分已算Q1007KN/M,4G100766042KN5屋面活荷载1Q1Q1205636KN/M三、吊车荷载1吊车竖向荷载MAXMIND,D。MIN1K2K3KMAX1K2K1K2K3K3KMAXMAXIMAXMINMINMAXMAX1135723575102339810152KN44,357,235750798100498032339825966074126PGGGPGGGTGTGGTDPYPKNPDDP分别为大车、小车自重标准值；吊车的额定起重量；MAXMINMAXMAX4MINMIN444355E6074103521259KNME2635503592243KNMEE350KNDDMDMDMMII和换算成作用在下柱顶面的轴心压力和力矩吊车梁支座钢板的中心线至下柱轴线的距离。一轮压位于支座处时，支座产生最大剪力PMAXPAXPMAXPMAX079810049803图312支座处最大轮压作用下的影响线图1吊车横向水平荷载MAXT横向水平荷载标准值231T4KKKGG2KG吊车单位起重量；（2KG5019T）3KG小车重；（3KG235T）横向制动系数。（008）1T008501923514714710147KN4KT吊车在排架上产生最大横平荷载值MAXTT101470798100498031014725963816KNKIY一轮压位于支座处时，支座处产生的最大横向制动力兰州交通大学毕业设计（论文）45TTTT079810049803图313支座处横向制动力作用下的影响线图3吊车纵向水平荷载MAXMAX2233984608KN1010NPTN吊车两侧刹车轮总数，一般为每侧总轮数的一半。N2四、风荷载垂直于厂房各部分表面的风荷载标准值2KN/MKW0201S203/1008051176201012TANKZSZZZSSZWWWKNMZ327基本风压值（）高度处的风振系数，对单层厂房H30M，建筑物风压体型系数，；风压高度变化系数为；OO00108,61615750,需考虑纵向弯曲影响。求值05003806280290MENM620MM7002333030HMM13050515050070027412802910CDFARN,取110330因0/15LH003198HMM,所以按大偏心受压构件计算070068448459888722HEEAMM332对于级钢筋查水工钢筋混凝土结构学得0384SB。2320012802910988871500384500655036065545DCSBSYRNEFHAFHA302MIN0150028450065536076312802910360225575660CYSDSYFBHFARNAFMMBHMM336选用26253352945SHRBAMM根直径钢筋在负向弯矩作用下，立柱外侧受拉，所以必须通过配筋计算来保证柱得外侧受拉强度。已知M47862KNM,N53973KN,SA29452MM即正向弯矩时配置得SA按上述同样方法计算得知00887,1072,95086EMMEMM，按大偏心受压构件计算0700950864512562222HEEAMM232001253973101256221500384500655036065545DCSBSYRNEFHAFHA3022MIN01500226500655360763125397310360225358660CYSDSYFBHFARNAFMMBHMM选用26253352945SHRBAMM根直径钢筋2截面，因截面得两组内力设计值均小于截面两组对应内力设计值，配筋时只需将截面配置得钢筋直通至截面即可，不用作配筋计算。3截面，已知500MMHB27330KN,NM,12109KNM，取45MMAA，其余资料同截面。兰州交通大学毕业设计（论文）51上柱计算长度02257114SLHM，0/11400/5002288LH所以需要考虑纵向弯曲得影响。求值012109044327330MEMN443MM50016673030HMM130505150500500572122733010CDFARN,取110因0/15LH003138HMM,所以按大偏心受压构件计算05005316457354022HEEAMM对于级钢筋查水工钢筋混凝土结构学得0384SB。23200122733010735401500384500455036045545DCSBSYRNEFHAFHA选用2320335942SHRBAMM根直径钢筋在正向弯矩M03KN11M及相应轴力26525KNN作用下，经计算承载力满足要求。4箍筋配置剪跨比2NHH，上柱57006232455，取3下柱83006332655，取3。兰州交通大学毕业设计（论文）52因为截面最大剪力V3940KN,N26250KN截面最大剪力V782KN，N77326KN截面最大剪力V5808KN，N43973KN01021020071505004600077732615123151819K782CDFBHNRNVKN0102102007150500660007439731512315214115808CDFBHNRKNVKN所以按构造配箍筋根据规范柱中非加密区选用双肢箍10200，加密区配置双肢箍10100。所以2157,200SVAMMSMM，MIN157016012500200SVSVSVABS经验算满足箍筋最小配筋率得要求。为了防止中间纵向钢筋得曲凸，还需添置附加箍筋。图314柱配筋图兰州交通大学毕业设计（论文）53结论通过此次毕业设计，我不仅把知识融会贯通，而且丰富了大脑，同时在查找资料的过程中也了解了许多课外知识，开拓了视野，认识了将来电子的发展方向，使自己在专业知识方面和动手能力方面有了质的飞跃。毕业设计是我作为一名学生即将完成学业的最后一次作业，他既是对学校所学知识的全面总结和综合应用，又为今后走向社会的实际操作应用铸就了一个良好开端，毕业设计是我对所学知识理论的检验与总结，能够培养和提高设计者独立分析和解决问题的能力；是我在校期间向学校所交的最后一份综和性作业，从老师的角度来说，指导做毕业设计是老师对学生所做的最后一次执手训练。其次，毕业设计的指导是老师检验其教学效果，改进教学方法，提高教学质量的绝好机会。毕业的时间一天一天的临近，毕业设计也接近了尾声。在不断的努力下我的毕业设计终于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的大概总结，但是真的面对毕业设计时发现自己的想法基本是错误的。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识太理论化了，面对单独的课题的是感觉很茫然。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论知识必须通过应用才能实现其价值有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。在此要感谢我们的指导老师杨华中老师对我悉心的指导，感谢老师们给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。兰州交通大学毕业设计（论文）54致谢首先对我的导师杨华中老师表示真挚的感谢，我的毕业设计能够顺利完成得益于杨老师的细心指导和帮助。通过毕业设计使我对所学的专业知识进行了综合运用。在设计过程中，有些知识是上课时只作为了解的，甚至是未曾涉及的,所以在设计的过程中出现了许多疑问和困惑，但在杨老师的帮助与指导下问题到得以很好的解决。这使我体会到了发现问题解决问题的乐趣，同时也增加了自己的自信心。杨老师的循循善诱，一丝不苟和和蔼可亲的工作态度也深深地影响了我。我相信在以后的职业生涯中他这种精神一直会激励着我前进。再次对杨老师的辛勤指导表示感谢，请老师接受我诚挚的谢意。其次我要感谢我的同组伙伴们。在做设计的日子里,我们一起去设计室，一起吃饭一起回宿舍，相互帮助，相互讨论，相互交换思想。这不仅使我们的设计更加合理，同学之间感情更深厚，更重要的是提高我们的团队合作能力。在做设计中，我也从其他组员身上学到了严谨的工作作风，踏实肯干、求实奋进的精神和积极向上的人生态度。再次衷心的感谢杨老师孜孜不倦的教导和同组伙伴们对我的鼓励和帮助，也感谢在设计的过程中所有关心和帮助过自己的老师和同学。兰州交通大学毕业设计（论文）55主要参考文献1刘启钊水电站北京中国水利水电出版社，1998年5月2水电站机电设计手册编写组水电站机电设计手册（水力机械）北京水利电力出版社，1983年11月3于英乐，申建红，牛腾飞工程结构北京化学工业出版社，2006年6月4河海大学，大连理工大学，西安理工大学，清华大学水工钢筋混凝土结构学北京中国水利水电出版社，1996年10月5李廉锟结构力学北京高等教育出版社，2005年1月6张光斗，王光纶专门水工建筑物上海上海科学技术出版社，1999年12月7马善定，汪如泽水电站建筑物北京中国水利水电出版社，1996年10月8西北勘查设计研究院水工混凝土结构设计规范（SLT19196）北京中国水利水电出版社，1997年3月9许良乾，殷佩生画法几何及水利工程制图北京高等教育出版社2001年7月10张文香，曾立云，张丽萍等工程制图基础兰州甘肃教育出版社，2003年10月11张治滨，季奎等水电站建筑物设计参考资料北京中国水利水电出版社，1997年6月12华东水利学院等水工钢筋混凝土结构学（下）北京水利电力出版社，1975年10月13左东启，顾兆勋等水工设计手册北京中国水利水电出版社，1989年5月14林继镛水工建筑物天津中国水利水电出版社，2006年5月兰州交通大学毕业设计（论文）56附录外文翻译HYDROELECTRICPOWERFARADAYHADSHOWNTHATWHENACOILISROTATEDINAMAGNETICFIELDELECTRICITYISGENERATEDTHUS,INORDERTOPRODUCEELECTRICALENERGY,ITISNECESSARYTHATWESHOULDPRODUCEMECHANICALENERGY,WHICHCANBEUSEDTOROTATETHECOILTHEMECHANICALENERGYISPRODUCEDBYRUNNINGAPRIMEMOVERKNOWNASTURBINEBYTHEENERGYOFFUELSORFLOWINGWATERTHISMECHANICALPOWERISCONVERTEDINTOELECTRICALPOWERBYELECTRICGENERATORWHICHISDIRECTLYCOUPLEDTOTHESHAFTOFTURBINEANDISTHUSRUNBYTURBINETHEELECTRICALPOWER,WHICHISCONSEQUENTLYOBTAINEDATTHETERMINALSOFTHEGENERATOR,ISTHENTRANSITEDTOTHEAREAWHEREITISTOBEUSEDFORDOINGWORKTHEPLANTORMACHINERYWHICHISREQUIREDTOPRODUCEELECTRICITYIEPRIMEMOVERELECTRICGENERATORISCOLLECTIVELYKNOWNASPOWERPLANTTHEBUILDING,INWHICHTHEENTIREMACHINERYALONGWITHOTHERAUXILIARYUNITSISINSTALLED,ISKNOWNASPOWERHOUSE1THERMALANDHYDROPOWERASSTATEDEARLIER,THETURBINEBLADESCANBEMADETORUNBYTHEENERGYOFFUELSORFLOWINGWATERWHENFUELISUSEDTOPRODUCESTEAMFORRUNNINGTHESTEAMTURBINE,THENTHEPOWERGENERATEDISKNOWNASTHERMALPOWERTHEFUELWHICHISTOBEUSEDFORGENERATINGSTEAMMAYEITHERBEANORDINARYFUELSUCHASCOAL,FUELOIL,ETC,ORATOMICFUELORNUCLEARFUELCOALISSIMPLYBURNTTOPRODUCESTEAMFROMWATERANDISTHESIMPLESTANDOLDESTTYPEOFFUELDIESELOIL,ETCMAYALSOBEUSEDASFUELSFORPRODUCINGSTEAMATOMICFUELSSUCHASURANIUMORTHORIUMMAYALSOBEUSEDTOPRODUCESTEAMWHENCONVENTIONALTYPEOFFUELSSUCHSCOAL,OIL,ETCCALLEDFOSSILSISUSEDTOPRODUCESTEAMFORRUNNINGTHETURBINES,THEPOWERHOUSEISGENERALLYCALLEDANORDINARYTHERMALPOWERSTATIONORTHERMALPOWERSTATIONBUTWHENATOMICFUELISUSEDTOPRODUCESTEAM,THEPOWERSTATION,WHICHISESSENTIALLYATHERMALPOWERSTATION,ISCALLEDANATOMICPOWERSTATIONORNUCLEARPOWERSTATIONINANORDINARYTHERMALPOWERSTATION,STEAMISPRODUCEDINAWATERBOILER,WHILEINTHEATOMICPOWERSTATIONTHEBOILERISREPLACEDYANUCLEARREACTORANDSTEAMGENERATORFORRAISINGSTEAMTHEELECTRICPOWERGENERATEDINBOTHTHESECASESISKNOWNASTHERMALPOWERANDTHESCHEMEISCALLEDTH