水工建筑物課程設(shè)計(jì)

1、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 課程名稱(chēng)： 水 工 建 筑 物 題目名稱(chēng)：重力壩非溢流壩段基本及實(shí)用剖面班 級(jí)：20 級(jí) 水利水電 專(zhuān)業(yè) 班姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 評(píng)定成績(jī)：教師評(píng)語(yǔ)： 指導(dǎo)老師簽名： 20 年 月 日成績(jī)?cè)u(píng)閱教師日期水工建筑物課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、 設(shè)計(jì)課題名稱(chēng)重力壩非溢流壩基本剖面及實(shí)用剖面設(shè)計(jì)二、 設(shè)計(jì)基本條件某重力壩壩底高程為835.2米，滿(mǎn)庫(kù)水位高程為888.68米， 三、 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1. 計(jì)算基本剖面壩高h(yuǎn)和壩底寬B；2. 計(jì)算上游邊坡和下游邊坡系數(shù)n、m；3. 確定實(shí)用剖面壩頂高程和壩頂寬度；4. 分別用1500的比例畫(huà)出基本剖面和實(shí)用剖面；5.

2、驗(yàn)算該重力壩的抗滑穩(wěn)定性。四、 完成時(shí)間：一周五、 參考資料：自行查閱相關(guān)資料命題人：建筑工程教研室 20 年 月 日 重力壩非溢流壩基本剖面及實(shí)用剖面設(shè)計(jì)一、 基本剖面的擬定(一) 基本剖面的形狀 重力壩承受的主要荷載是自重、靜水壓力和揚(yáng)壓力。壩體擋水高度越大，需要用來(lái)維持穩(wěn)定的自重應(yīng)越大；自重越大，需要用來(lái)降低應(yīng)力的剖面寬度應(yīng)越大；而三角形剖面最符合這個(gè)要求。三角形剖面的重心低，剖面寬度隨著水深的增加而加大，應(yīng)力小，穩(wěn)定性最好。綜合各方面因素考慮，重力壩的基本剖面采用三角形。(二) 基本剖面的尺寸取單位寬度的壩體進(jìn)行研究，以最高水位齊三角形基本剖面頂尖，按下游無(wú)水情況設(shè)計(jì)。圖1中T為壩寬，

3、H為壩高，n、m分別為壩上、下游面的邊坡系數(shù)，為底寬比例系數(shù)， 分別為混凝土及水的重度。W為壩體自重，P、W分別為壩上游面的水平水壓力和鉛直水壓力，U為壩基面揚(yáng)壓力。因?yàn)閒=0.6 較小，因此需采用傾斜壩面，利用上游水重幫助壩體穩(wěn)重；但由于受到應(yīng)力條件限制，不能隨意變化。因此，需按應(yīng)力控制條件和穩(wěn)定條件來(lái)綜合設(shè)計(jì)。1、基本剖面壩高HH=888.68-835.2=53.48m2、基本剖面壩底寬B（1）按應(yīng)力控制條件擬定基本剖面尺寸該壩庫(kù)滿(mǎn)時(shí)，如圖，計(jì)算主要荷載 壩體自重： 水平水壓力： 鉛直水壓力： 揚(yáng)壓力： 壩底水平截面形心的作用 的條件為： (a)（2）按穩(wěn)定條件確定基本剖面根據(jù)純摩公式得：

4、 (b)（3）根據(jù)設(shè)計(jì)原則：聯(lián)立（a）和（b）對(duì)進(jìn)行求解，即=令=1.0,則=0.31或-0.852當(dāng)=0.31>0.2時(shí)，壩踵會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力；當(dāng)=-0.852<0時(shí)，壩上游坡倒懸太大，出現(xiàn)倒坡情況故取=0.2，代入（b）得=1/1.2則B= H /1.2=53.48/1.2m=44.57m故該壩底寬為：44.57m3、上下游邊坡系數(shù)n、m二、 實(shí)用剖面的確定擬定基本剖面時(shí)，只簡(jiǎn)單地考慮了壩體自重和與壩頂齊平的水壓力和揚(yáng)壓力三項(xiàng)主要荷載，沒(méi)有考慮對(duì)壩在運(yùn)用上的要求。只確定了壩體剖面的大致輪廓。在實(shí)際運(yùn)用中，由于運(yùn)用和交通的需要，還需對(duì)基本剖面進(jìn)行修改。(一) 壩頂寬度 由于運(yùn)用和交通

5、的需要， 壩頂應(yīng)有足夠的寬度。在無(wú)特殊要求時(shí)，壩頂寬度可采用壩高的8% 10%，一般不小于2m。當(dāng)有交通要求時(shí)，應(yīng)按交通要求布置。當(dāng)壩頂布置移動(dòng)式啟閉機(jī)時(shí)，壩頂寬度要滿(mǎn)足安裝門(mén)機(jī)軌道的要求。因此，壩頂寬度，取>2m (二) 壩頂安全超高（1）對(duì)該壩體所處水庫(kù)的浪高和波長(zhǎng)按官?gòu)d公式計(jì)算令V0=6 m/s，D=5000 m，則，浪高 m 波長(zhǎng) 1） 波浪中心線(xiàn)高出靜水面高度2） 安全超高壩的級(jí)別為一級(jí)，則在設(shè)計(jì)情況下取則防浪墻超高： 壩頂高程：h=H+h=53.48+1.02=54.5 m三、驗(yàn)算該重力壩的抗滑穩(wěn)定性設(shè)計(jì)斷面時(shí)，只考慮了重力壩與地基之間的摩擦力，實(shí)際上還應(yīng)考慮膠結(jié)面上的凝聚力，所以采用抗剪斷強(qiáng)度的公式驗(yàn)算抗滑穩(wěn)定性。取壩體的單位長(zhǎng)度計(jì)算根據(jù)以上的數(shù)值代入，得滿(mǎn)足抗滑穩(wěn)定性要求。四、參考文獻(xiàn)1麥家煊.水工建筑物.清華大學(xué)出版社.2004