【水利水電】陳靈利 教材精講班教案 08-第1篇-第1章-1.2.3-水工建筑物結(jié)構(gòu)受力狀況及主要設(shè)計(jì)方法

1.2.3水工建筑物結(jié)構(gòu)受力狀況及主要設(shè)計(jì)方法一?水工建筑物分類(lèi)1.按功能分為以下類(lèi)型:(1)擋水建筑物:各種壩和水閘,以及抗御洪水或沿江河海岸修建的堤防?海塘等?(2)泄水建筑物:各種溢流壩?壩身泄水孔?岸邊溢洪道?水閘和泄水隧洞等?(3)輸水建筑物:引水隧洞?引水涵管?渠道?渡槽?倒虹吸等?(4)取(進(jìn))水建筑物:引水隧洞的進(jìn)水口段?灌溉渠首和供水用的進(jìn)水閘?揚(yáng)水站等?(5)渠系建筑物:渠道上的節(jié)制閘?分水閘?渡槽?沉沙池?沖沙閘?跌水?陡坡等?(6)河道整治建筑物:丁壩?順壩?導(dǎo)流堤?護(hù)底和護(hù)岸等?(7)專(zhuān)門(mén)建筑物:水電站?船閘?升船機(jī)?魚(yú)道?魚(yú)閘?過(guò)木道(機(jī))?筏道等?溢流壩既起擋水作用,又起泄水作用;水閘既可擋水,又能泄水,還可作為灌溉渠首或供水工程的取水建筑物等?2.按使用期限可分為永久性水工建筑物和臨時(shí)性水工建筑物?1)永久性建筑物(1)主要建筑物:失事后造成下游災(zāi)害或嚴(yán)重影響工程效益的水工建筑物?如:壩?泄水建筑物?輸水建筑物及電站廠房等?(2)次要建筑物:失事后不影響主要建筑物和設(shè)備運(yùn)行的擋土墻?導(dǎo)流墻?工作橋及護(hù)岸等?2)臨時(shí)性建筑物臨時(shí)性建筑物是指工程施工期間使用的建筑物,如圍堰?導(dǎo)流隧洞?導(dǎo)流明渠等?【強(qiáng)化練習(xí)】下列屬于臨時(shí)性建筑物的有()?A.圍堰B.導(dǎo)流隧洞C.導(dǎo)流明渠D.擋土墻E.導(dǎo)流墻答案:ABC解析:臨時(shí)性建筑物是指工程施工期間使用的建筑物,如圍堰?導(dǎo)流隧洞?導(dǎo)流明渠等?下列建筑物既起擋水作用,又起泄水作用的是()?A.溢流壩B.水閘C.調(diào)壓池D.泄水隧洞E.筏道答案:AB解析:溢流壩既起擋水作用,又起泄水作用;水閘既可擋水,又能泄水,還可作為灌溉渠首或供水工程的取水建筑物等?二?水工建筑物結(jié)構(gòu)荷載荷載類(lèi)型常見(jiàn)荷載永久荷載建筑物結(jié)構(gòu)自重、永久設(shè)備自重、地應(yīng)力、圍巖壓力、土壓力、預(yù)應(yīng)力錨固荷載、淤沙壓力（有排沙設(shè)施時(shí)可列為偶然荷載）

可變荷載靜水壓力、外水壓力、揚(yáng)壓力、動(dòng)水壓力、風(fēng)荷載、雪荷載、冰壓力、凍脹力、浪壓力、樓面活荷載、平臺(tái)活荷載、橋機(jī)荷載、閘門(mén)啟閉機(jī)荷載、溫度荷載、灌漿荷載、土壤空隙水壓力、系纜力、撞擊力

偶然荷載校核洪水時(shí)的靜水壓力、地震荷載

【強(qiáng)化練習(xí)】1.校核洪水位時(shí)的靜水壓力屬于()?A.偶然作用荷載B.永久作用荷載C.可變作用荷載D.基本荷載答案:A解析:偶然作用荷載:包括地震作用?校核洪水位時(shí)的靜水壓力?揚(yáng)壓力?浪壓力及水重等?三?水工建筑物的基本設(shè)計(jì)方法(原理公式)(1)理論分析?(2)試驗(yàn)研究?(3)原型觀測(cè)?(4)工程類(lèi)比?四?水工建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法(一)單一安全系數(shù)法安全系數(shù)是大于1.0的系數(shù)?(二)分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法水工混凝土結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩類(lèi)?(比單一系數(shù)法更接近實(shí)際)五?典型水工建筑物結(jié)構(gòu)受力分析1.重力壩重力壩因主要依靠自重維持穩(wěn)定而得名?2.水閘水閘是一種能調(diào)節(jié)水位?控制流量的低水頭水工建筑物,具有擋水和泄(引)水的雙重功能?3.水工擋土墻水工擋土墻是水利水電工程中的承受土壓力?防止土體坍塌的擋土建筑物?圖示:【強(qiáng)化練習(xí)】下列設(shè)計(jì)方法中,屬于水工建筑物的基本設(shè)計(jì)方法的是()?A.理論分析B.經(jīng)驗(yàn)分析C.原型觀測(cè)D.試驗(yàn)研究E.工程類(lèi)比答案:ACDE解析:水工建筑物基本設(shè)計(jì)方法包括理論分析?試驗(yàn)研究?原型觀測(cè)?工程類(lèi)比?六?抗滑穩(wěn)定分析1.重力壩失穩(wěn)一般發(fā)生在壩底與基巖的接觸面?2.重力壩抗滑穩(wěn)定計(jì)算受力簡(jiǎn)圖如圖?抗滑力與滑動(dòng)力的比值反映了壩體穩(wěn)定程度,稱(chēng)為抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)?七?水工建筑物應(yīng)力分析1.重力壩應(yīng)力分析的方法可歸納為理論計(jì)算和模型試驗(yàn)兩大類(lèi)?2.拱壩應(yīng)力分析的方法有理論分析法?結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)和原型觀測(cè)等三類(lèi)?八?水工建筑物滲流分析主要內(nèi)容:確定滲透壓力;確定滲透坡降(或流速);確定滲流量?對(duì)土石壩,還應(yīng)確定浸潤(rùn)線的位置?九?沉降計(jì)算常用分層總和法計(jì)算?十?水工建筑物抗震設(shè)計(jì)水庫(kù)的修建往往可以誘發(fā)地震?基本烈度:指建筑物所在地區(qū)在今后一定時(shí)期內(nèi)可能遭遇的最大地震烈度?設(shè)計(jì)烈度:抗震設(shè)計(jì)中實(shí)際采用的烈度?對(duì)于重要建筑物的設(shè)計(jì)烈度可在基本烈度的基礎(chǔ)上提高1度?【強(qiáng)化練習(xí)】碾壓混凝土壩滲流分析的主要內(nèi)容包括()?【2015】A.確定滲透壓力B.確定滲透