水工建筑物重力壩課程設(shè)計(編輯修改稿)
2025-06-27 18:07 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 （45176。 5176。）=（5）浪壓力表33 浪壓力計算基本數(shù)據(jù)表正常蓄水位設(shè)計洪水位校核洪水位計算風(fēng)速V0(m/s)171712有效吹程D(m)450040004000重力加速度g(m/s2)水位高程(m)壩基高程(m)878787安全超高hc(m)迎水面深度H(m)根據(jù)規(guī)范SL3192005，波浪要素按官廳水庫公式計算（適用于V020m/s 及D20km）：h ——當gD/V02=20～250 時，為累積頻率5%的波高h5%；當gD/V02=250～1000 時，為累積頻率10%的波高h10%Lm ——平均波長（m）； 波浪中心線至水庫靜水位的高度hz 按下式計算：平均波長按下式計算：：Lm =(gD/V02)1/V02/g=171/ (4500/172) 1/172/=hl =(gD/V02)1/3V02/g=171/12(4500/172)1/3172/=h1%=h5%=hz=因HLm /2，屬于深水波。：Lm=171/(4000/172)1/172/=h1%=hz=因HLm /2，屬于深水波。Lm=121/(4000/122)1/122/=h1%=hz=因HLm /2，屬于深水波。各種情況均按深水波計算浪壓力，浪壓力計算公式為：Pl=γLm(h1%+hz)/4=（+）/4=：Pl=γLm(h1%+hz)/4=（+）/4=：Pl=γLm(h1%+hz)/4=（+）/4=地震情況按正常蓄水位計算。（6）地震荷載工程區(qū)地震烈度為7 度，設(shè)計時考慮水平向地震慣性力代表值Fi，按式（315）計算 當設(shè)計烈度為7 度時，αh ，αi 為質(zhì)點i 的動態(tài)分布系數(shù)，按式（316）計算地震時，壩前、壩后的水也隨著震動，形成作用在壩面上的激蕩力。在水平地震作用下，單位寬度上的總地震動水壓力F0 為F0==（7） 其它荷載冰壓力、土壓力應(yīng)根據(jù)具體情況來定。溫度荷載一般可以采取措施來消除，穩(wěn)定和應(yīng)力分時可以不計入。風(fēng)荷載、雪荷載、人群荷載等在重力壩荷載中所占比例很小，可以忽略不計。 穩(wěn)定分析重力壩的抗滑穩(wěn)定分析按單一安全系數(shù)法和分項系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計進行計算和驗算。抗滑穩(wěn)定分析的目的是核算壩體沿壩基面或沿地基深層軟弱結(jié)構(gòu)面抗滑穩(wěn)定的安全度?？够€(wěn)定計算時取單寬作為計算單元。正常蓄水位情況和地震情況按單一安全系數(shù)法驗算，設(shè)計洪水位情況和校核洪水位情況按承 載能力極限狀態(tài)驗算。 圖為壩體抗滑穩(wěn)定計算簡圖：因壩體混凝土與基巖接觸良好，本次設(shè)計單一安全系數(shù)法采用抗剪斷強度計算公式進行穩(wěn)定分析，計算公式如下：式中：K′—— 按抗剪斷強度計算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；f′—— 壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪斷摩擦系數(shù)，f′=；c′—— 壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪斷凝聚力，KPa，c′=500KPa；A —— 壩基接觸面截面積，m2。ΣW—— 作用于壩體上全部荷載（包括揚壓力）對滑動平面的法向分值，kN；ΣP—— 作用于壩體上全部荷載對滑動平面的切向分值，kN；按抗剪斷強度公式（318）計算的壩基面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K′值應(yīng)不小于表36的規(guī)定。表34 壩基面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K′荷載組合K′基本組合特殊組合（1）（2）（1）基本組合單一安全系數(shù)法：KS’=[+50085]/=不滿足規(guī)范要求。：單一安全系數(shù)法：KS’=[+50085]/=不滿足規(guī)范要求。：單一安全系數(shù)法：KS’=[+50085]/=不滿足規(guī)范要求。采取措施1. 利用水重 將壩的上游面向上游傾斜，利用壩面的水重來提高壩的穩(wěn)定性。2. 采用有利的開挖輪廓線 開挖地基時利用沿免得自然坡度，使壩基傾向上游。有時將壩址高程降低，使壩基面傾向上游。3. 設(shè)置齒墻。4. 預(yù)應(yīng)力 采用深孔錨固高強度鋼索，并施加預(yù)應(yīng)力，可增加壩體穩(wěn)定性。4 應(yīng)力分析用材料力學(xué)法計算邊緣應(yīng)力。在一般情況下，壩體的最大和最小應(yīng)力都出現(xiàn)在壩面，應(yīng)校核壩體邊緣應(yīng)力是否滿足強度要求。當采用材料力學(xué)法分析壩體應(yīng)力時，SL 3192005《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的強度指標如下（本次設(shè)計只考慮運用期）。重力壩壩基面壩踵、壩趾的垂直應(yīng)力應(yīng)符合下列要求：運用期1） 在各種荷載組合下（地震荷載除外），壩踵垂直應(yīng)力不應(yīng)出現(xiàn)拉應(yīng)力，壩趾垂直應(yīng)力應(yīng)小于壩基容許壓應(yīng)力；2） 在地震荷載作用下，壩踵、壩趾的垂直應(yīng)力應(yīng)符合《水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范》（SL 20397）的要求；重力壩壩體應(yīng)力應(yīng)符合下列要求： 運用期1） 壩體上游面的垂直應(yīng)力不出現(xiàn)拉應(yīng)力（計揚壓力）。2） 壩體最大主壓應(yīng)力，應(yīng)不大于混凝土的允許壓應(yīng)力值。3） 在地震情況下，壩體上游面的應(yīng)力控制標準應(yīng)符合《水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范》（SL 20397）的要求。同樣采用單一安全系數(shù)法和分項系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計式對四種情況分別分析水平截面上的正應(yīng)力。單一安全系數(shù)法：因為假定σy 按直線分布，所以按偏心受壓公式計算上、下游的邊緣應(yīng)力σyu和σyd 。ΣW——作用于計算截面以上全部荷載的鉛直分力的總和，kN；ΣM——作用于計算截面以上全部荷載對壩基截面垂直水流流向形心軸的力矩總和，kNm；B——計算截面的長度，m。壩體最大主應(yīng)力按下游邊緣最大主應(yīng)力計算：正常蓄水=+6(820200)/852=0壩踵鉛直應(yīng)力沒有出現(xiàn)拉應(yīng)力，符合規(guī)范要求。 =(820
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