會計學1第9章泵房第5節一、通風量計算1．電動機散熱式中：N——電動機輸出功率（kW）；η——電機效率；Z——電機運行臺數；

W——電機輸入功率。2．電氣設備散熱、輻射熱上述兩項考慮為10%的電機散熱。所以，總的散熱量

第1頁/共48頁3．通風所需的空氣量熱量平衡方程進入泵房的冷空氣傳入室內的熱量+泵房內散熱=排出室外熱空氣帶走的熱量Cp——空氣的定壓比熱（kJ/kg·℃）*設計時，t內－t外=3~5℃第2頁/共48頁二、自然通風1．根據已開窗面積，校核通風量設進風窗面積F1，排風窗面積F2，兩窗中心線高差H。存在等壓面N—N，該面室內外壓力均為PN下窗中心：內壓力：P1內=PN+ρ內gh1外壓力：P1外=PN+ρ外gh1因為P1外>P1內所以下窗中心處壓差：ΔP1=P1外－P1內=gh1(ρ外－ρ內)同例：上窗中心：內壓力：P2內=PN－ρ內gh2外壓力：P2外=PN－ρ外gh2。P2內>P2外所以，上窗中心壓差：ΔP2=gh2(ρ外－ρ內)第3頁/共48頁F1、F2、H已知，可得：h2=H－h1式中：ξ1——進風窗阻力系數；ξ2——排風窗阻力系數；ρ排——排氣窗口處空氣密度。如上、下窗選用同種型號，則ξ1=ξ2在上式中，一般認為ρ外≈ρ排，即ρ外/ρ排=1，則：第4頁/共48頁求進風窗、排風窗口風速：

如q1,q2>q，則說明自然通風滿足要求，否則需要機械通風。

第5頁/共48頁2．根據通風量推求所需進風、排風窗面積設進風窗面積、排風窗面積分別為F1、F2，兩窗中心高差H。由此進行窗的布置根據上述布置，按1再進行一次通風量校核。

*門窗面積一般要占墻面積的30%以上，一般在吊車梁上面布置排風窗，吊車梁下面布置進風窗。*窗由定型產品可供選擇。

第6頁/共48頁三、機械通風泵房機械通風的兩種形式：

全面通風——向整個泵房通風。

局部通風——對電動機局部通風（效果好），電機散出的熱風由風道集中排出。

第7頁/共48頁電動機冷卻方式：（1）開敞式自然通風——小型立式、臥式電機；（2）半管道式通風——大中型立式同步電機；

第8頁/共48頁（3）管道通風——臥式電機、風扇處加罩，將熱風抽走；（送風）（4）冷卻器——大中型立式同步機（封閉循環式）。

第9頁/共48頁1．通風量

t1——電機內允許最高溫度；t2——吸入空氣溫度*此公式與前相比少了Z，即每臺電機均設專門的機械通風。

第10頁/共48頁2．風壓損失計算（1）風道布置：有多種布置形式，與電機類型、泵房型式有關。（2）風壓損失：對矩形管，若h>hF（hF——電機風扇葉片轉動是產生的風壓）則需加大管道面積或設風機。第11頁/共48頁第四節泵房整體穩定分析設計步驟：規劃提供資料→機組選型→裝置設計→泵房型式、尺寸確定、設備布置→穩定分析→結構計算→施工圖整體穩定——泵房整體在各種荷載組合下不發生傾覆、滑動、浮起等破壞。一、計算內容抗滑、抗浮、抗傾、地基應力、地下輪廓線設計等。

第12頁/共48頁二、計算情況1、竣工工況（完建期）

工程剛建成尚未投入運行，后墻及側墻等已回填土，有一定埋深的地下水，但進出水側均無水，泵房承受自重（包括設備重）及土壓力、地下水壓力作用。2、設計工況（正常運行期）

泵房在設計水位下運行堤身式泵房：進水側——設計水位出水側——設計水位堤后式泵房：進水側——設計水位出水側——地下水位（由滲流計算確定）。

站身除受自重及設備重量外，還承受作用于站身上的水重、水壓力、土壓力、揚壓力等。第13頁/共48頁3、校核工況

泵站出現校核水位情況。4、檢修工況

指濕室、塊基型泵站檢修時，進水池或進水流道無水情況。抽水站的檢修一般在低水位情況下進行，進水池無水或取最低水位，出水側或墻后取可能出現的相應水位。第14頁/共48頁5、止水失效工況

指水平止水或垂直止水失效（斷裂、破壞），從而引起滲徑減小，滲透壓力增大的工況。對堤身式泵房來說，這種情況尤需校核，此時，進、出水側均取▽設。6、調相期

指大型同步電機調相運行時，流道內無水，機組空車運行。（空車調勵磁，調節無功功率）7、地震工況第15頁/共48頁三、荷載計算恒載：泵房自重：屋蓋、前后墻、梁、板、門、窗、底板……；機電設備：電機、泵等。活載：土壓力、水壓力、水重、浮托力、滲透壓力、浪壓力、風載、雪載、人群荷載、地震荷載等。第16頁/共48頁1．土壓力無粘性土：粘性土：*如土的上部有均布荷載作用，則要考慮附加土壓力的影響，P=qKa。*對粘性回填土，一般不考慮凝聚力C的影響或對C要折減（按20%考慮）。*墻后回填土如有一定地下水位，則水中部分土壓力計算時取浮容重。

第17頁/共48頁2．水壓力P=rh*止水以下直墻上的水壓力計算方法。3．浮托力浮托力由下游水位產生。4．滲透壓力由上下游水位差產生。計算方法：直線比例法、阻力系數法、改進阻力系數法。第18頁/共48頁5．浪壓力

對進出水池水面比較寬闊的情況進行浪壓力計算，一般情況不考慮該項。根據水位的深淺，浪壓力呈以下兩種圖形。

影響因素：風速、水深、吹程、水面形狀。

計算方法：《水閘設計規范》推薦。《泵站設計規范》亦推薦以下二個公式：官廳—鶴地公式；薄田試驗站公式。設計水位時，風速宜采用相應時期多年平均最大風速的1.5~2.0倍，最高運行水位或洪水位時，風速宜采用相應時期多年平均最大風速。第19頁/共48頁6．風壓力作用在泵房表面上的風荷載按下式計算P=KⅠ×KⅡ×P0式中：P0——基本風壓（kg/m2）（查“全國基本風壓圖”。它是指空曠平坦地面以上10m處30年一遇10min平均最大風速形成的壓力。P0=9.80665v2/16。如P0<25kg/m2，則按25kg/m2考慮。）KⅠ——風壓高度變化系數（查表）。KⅡ——建筑物風載體形系數。第20頁/共48頁7．地震力地震烈度為7°及7°以上時考慮。地震情況下會產生：地震慣性力：水平、垂直。由慣性加速度引起。地震動水壓力、地震動土壓力。（1）地震慣性力：（2）地震動水壓力：（3）地震動土壓力：**根據《水工建筑物抗震設計規范》①7°以下不考慮地震力。②3級以下建筑物不考慮地震力。③地震垂直慣性力按50%考慮。④地震荷載不與最高洪水組合。第21頁/共48頁四、站身穩定計算1．失穩形式（1）滑動

表層滑動——產生沿基底的平面滑動。深層滑動——在垂直、水平荷載作用下，地基達到整體剪切破壞，形成一個連續的滑動面。深層、表層滑動的判別:臨界垂直應力：PCK≥地基應力平均值，只可能發生表層滑動PCK<地基應力平均值，只可能發生深層滑動。

第22頁/共48頁（2）浮起

浮托力過大而致，一般發生在干室型泵房。（3）傾覆

水平力過大，地基應力不均勻而致；如發生過大的滲透變形，也會導致站房傾覆。

第23頁/共48頁2．抗滑穩定計算（1）齒坎較淺或無齒坎f——底板混凝土與土的摩擦系數。（2）齒坎較深第24頁/共48頁*①∑V'中應考慮底板與滑動面間的土重。②對粘土，，C'=(0.2~0.3)C

砂土,，C'=0**[KC]按《規范》取值，由建筑物等級及荷載類型決定。*KC偏小的解決方法①改變泵房尺寸。②上游加設鋪蓋，設法減小滲透壓力。③加鋼筋混凝土阻滑板（未加阻滑板時KC≥1）。④減小墻后填土高度，降底地下水位。⑤換砂墊層。第25頁/共48頁土基上沿閘室基底面抗滑穩定安全系數的允許值（GB/T50265—97）荷載組合泵站建筑物級別1234、5基本組合1.351.301.251.20特殊組合Ⅰ1.201.151.101.05Ⅱ1.101.051.051.00*特殊組合Ⅰ：施工情況、檢修情況、非常運用情況*特殊組合Ⅱ：地震情況第26頁/共48頁3．地基應力計算要求：①σmax<[R]，σmin>0②[η]——不均勻系數允許值。（與地基土質的堅實程度及荷載組合類型相關）第27頁/共48頁不均勻系數允許值（GB/T50265—97）地基土質荷載組合基本組合特殊組合松軟1.52.0中等堅實2.02.5堅實2.53.0*對于重要的大型泵站，不均勻系數允許值可按上表列值適當減小。*對于地基較好，且泵房結構簡單的中型泵站，不均勻系數允許值可按上表列值適當增大，但增加值不應超過0.5。*對于地震情況，不均勻系數允許值可按表中特殊組合欄所列值適當增大。第28頁/共48頁4．抗浮穩定計算*1.05為特殊荷載組合；1.1為基本荷載組合。*[Kf]只考慮荷載組合，不考慮泵站級別。計算情況：對干室型泵房、泵房剛建好，未進行機組安裝，四周未填土，出現最高水位。5．抗傾穩定計算第29頁/共48頁五、泵房地基的滲透變形

滲透破壞是水利工程失事的主要原因之一，滲透變形主要有二種形式：流土、管涌。滲透變形的主要原因——滲流出逸點處的滲透坡降i過大。

防止滲透變形的措施：①設計好的地下輪廓線；②做好防滲和排水設施；③在可能的情況下，減小ΔH（如設計成堤后式）。

第30頁/共48頁六、地下輪廓線設計1．滲徑長度的確定勃萊法：Lmin≥C·ΔHmax萊因法：2．增加滲徑的方法①上游設防滲鋪蓋，并在連接處做好止水；②加深齒墻（0.5~2m）；③加防滲板樁。3．排水在下游設冒水孔孔徑：φ50~φ100mm間隔：1m左右設反濾層第31頁/共48頁第五節站房主要構件及計算一、擋土墻二、屋架三、吊車梁四、排架第32頁/共48頁1．水泵梁水泵梁的型式與泵的大小有關①型式大型水泵采用其它的支承型式如：支墩：（江都一站、二站）吊支在砼彎管或泵井上：（江都三站等）。第33頁/共48頁②荷載：a．梁的自重——垂直均布靜荷載q。b．泵體重——喇叭口、導葉體、彎管等P1。c．出水彎管至后墻之間的水重、管重P2。其中b、c——P1、P2傳給水泵梁，認為是集中荷載，各梁承擔1/2，即：第34頁/共48頁d．正常運行、事故停機產生的水平沖擊力、垂直沖擊力。通常只計算事故停機或拍門失效時產生的水平沖擊力。動量方程：，Q——倒轉流量，取（1.2~1.6）Q設作用在彎管的力Rx=Fx，Rx——作用在泵上的水平力。Rx要作用在兩根梁上，而且還要考慮一動力系數K=1.2~1.8故每根梁上所受到的水力沖擊為：第35頁/共48頁③計算簡圖a．墩墻式b．排架式第36頁/共48頁2．電機支承結構①支承形式a．梁式支承采用井字梁，主梁機跨在隔墩上，結構簡單，施工方便。大部分800kW以下的機組采用這種型式。b．構架式支承組成：圈梁：（屬構架上部結構）L形斷面立柱：支承在泵井上這種結構常結合水泵井采用。優點：整體剛度好、聯軸層空間大、檢修方便。適用：適用于1600kW以上的機組。

第37頁/共48頁c．縱梁牛腿式優點：使水泵層、檢修層布置寬敞，便于操作及拆裝檢修。適用：1600kW以下機組。d．園筒式支承由上下直徑相同的園筒構成電機支座。優點：剛度大、抗扭、抗振性好。缺點：使檢修層空間減小，檢修不便。僅用于7000kW立式機組，與蝸殼、出水室相結合。

第38頁/共48頁e．塊狀支承適用于臥式機組，一般為大體積混凝土。只要滿足強度和穩定性即可。

第39頁/共48頁②荷載a．垂直靜荷載P1。機座自重、電機層部分樓板傳來的重量，電機定子、上機架、下機架等。b．活荷載。軸向水壓力：c．水平推力（切向力）正常扭矩：M正=9.552Ncos/n短路扭矩：M短=9.552N/nχskχsk——電機暫態阻抗0.18~0.33扭矩產生的左向水平推力（切向力）要分配到各個螺栓上。（一般M短>M正，所以MK=M短）α——系數，19.61。第40頁/共48頁d．水平離心力（徑向）由于相組轉動部分會產生偏心，故旋轉時有一定水平離心力。W——轉動部分重量；ω——角速度。*注意：除了水推力外，均要乘以動力系數。K=1.3~2.0（有的文獻取1.3~1.5）

第41頁/共48頁③動力計算：不能發生共振（振動頻率計算）；振幅驗算；動力系數驗算。《規范》要求：水平振幅fh≤0.20mm；垂直振幅fv≤0.15mm。動力系數驗算結果為1.3~1.5。④結構計算抗彎、抗扭、裂縫驗算。

⑤結構計算抗彎、抗扭、裂縫驗算。

第42頁/共48頁六、出水流道1．虹吸式出水流道管墩整體式：只作橫斷面結構計算。分段式：橫斷面結構計算，縱向靜力計算。①荷載a．結構自重；b．內水壓力；c．負壓；d．駝峰斷面的動水壓力：（根據正、負來定）e．外水壓力（低于泵站出口水位或地下水位才有）；