小型重力壩設(shè)計-計算重力壩的荷載

重力壩作用及其組合那么水工建筑物的受力如何分析？水工建筑物有一個特點(diǎn)——工作條件的復(fù)雜性，與水的接觸，讓它的受力格外復(fù)雜……PK目錄1作用類型2作用組合作用類型01一、作用

作用在水工建筑物上的荷載稱為作用。

1.永久作用：設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，其量值不隨時間變化或其變化與平均值可忽略不計的作用。

結(jié)構(gòu)自重和永久設(shè)備自重；土壓力；淤沙壓力；地應(yīng)力；圍巖壓力；預(yù)應(yīng)力。

2.可變作用：設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，其量值隨時間變化，且其變化與平均值不可忽略的作用。

靜水壓力；揚(yáng)壓力；動水壓力；浪壓力；冰壓力；外水壓力；風(fēng)荷載；雪荷載；橋機(jī)、門橋荷載；溫度作用。

3.偶然作用：設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)出現(xiàn)的概率很小，一旦出現(xiàn)量值很大且作用時間很短的作用。地震作用，校核洪水位時的靜水壓力。一、作用

作用在水工建筑物上的荷載稱為作用。

1.永久作用：設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，其量值不隨時間變化或其變化與平均值可忽略不計的作用。

結(jié)構(gòu)自重和永久設(shè)備自重；土壓力；淤沙壓力；地應(yīng)力；圍巖壓力；預(yù)應(yīng)力。永久作用可變作用偶然作用一、作用

作用在水工建筑物上的荷載稱為作用。永久作用可變作用偶然作用

2.可變作用：設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，其量值隨時間變化，且其變化與平均值不可忽略的作用。

靜水壓力；揚(yáng)壓力；動水壓力；浪壓力；冰壓力；外水壓力；風(fēng)荷載；雪荷載；橋機(jī)、門橋荷載；溫度作用。一、作用

作用在水工建筑物上的荷載稱為作用。永久作用可變作用偶然作用

3.偶然作用：設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)出現(xiàn)的概率很小，一旦出現(xiàn)量值很大且作用時間很短的作用。地震作用，校核洪水位時的靜水壓力。荷載組合02二、作用組合靜水壓力二、作用組合靜水壓力舉例1舉例2思考

1.是否任何情況下都需要考慮地震荷載？重力壩自重計算那么是不是傳統(tǒng)的G=mg？自重知多少？目錄1重力壩自重的計算方法2重力壩自重的計算舉例重力壩自重的計算方法01一、計算方法任務(wù)一、計算方法

（1）設(shè)計洪水位：355m，對應(yīng)的下游水位331m。（2）壩基灌漿廊道底距壩基面1.5m，灌漿帷幕距壩踵5.3m，排水孔距灌漿帷幕中心線1.5m。計算任務(wù)：自重、靜水壓力、揚(yáng)壓力、淤沙壓力、浪壓力、（地震力）。一、計算方法

把全部復(fù)雜圖形分解為矩形和直角三角形再進(jìn)行計算。

所計算的所有的力都不是總力，而是單位壩長的力，稱為荷載的標(biāo)準(zhǔn)值。矩形和直角三角形的重心容易定位為什么呢？√√重力壩自重的案例解析（示例）02二、計算示例思考

1.運(yùn)用W=γV的思路計算重力壩荷載，是否與G=mg的方法是相悖的？重力壩靜水壓力的計算任務(wù)解析：計算任務(wù)：自重、靜水壓力、揚(yáng)壓力、淤沙壓力、浪壓力、（地震力）。

（1）設(shè)計洪水位：355m，對應(yīng)的下游水位331m。（2）壩基灌漿廊道底距壩基面1.5m，灌漿帷幕距壩踵5.3m，排水孔距灌漿帷幕中心線1.5m。靜水壓力把靜水壓力分為水平力和鉛垂力分別計算思路辨析解析：——水的重度——壩前（后）水深——壓力體面積水平壓力：鉛垂壓力：解析：解析：解析：水平力之和鉛垂力之和總結(jié)

精心細(xì)心用心

重力壩揚(yáng)壓力計算方法中國有句古話，叫“水能載舟，亦能覆舟”表明水的浮力能夠?qū)εc之接觸的物體產(chǎn)生向上的力。那么，重力壩內(nèi)部的滲流能夠產(chǎn)生“浮力”嗎？目錄1壓力基本概念程2揚(yáng)壓力計算方法揚(yáng)壓力基本概念01一、揚(yáng)壓力的基本概念揚(yáng)壓力成因：滲流引起（由滲流引起的、存在于壩基和壩體內(nèi)部的、方向“基本向上”的一種作用）組成：滲透力——決定于上下游水位差浮托力——決定于下游水深方向：垂直于分析斷面向上計算：（單位長度—KN/m）浮托力滲透力揚(yáng)壓力計算方法02（三）揚(yáng)壓力情況一未設(shè)降壓措施情況二設(shè)主排水孔情況二設(shè)主排水孔及抽排措施……注意：排水孔處折減二常見作用計算此表出自：《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》SL319-2005思考

1.揚(yáng)壓力的方向是否總是豎直向上？

水利樞紐的概念與類型

（1）設(shè)計洪水位：355m，對應(yīng)的下游水位331m。（2）壩基灌漿廊道底距壩基面1.5m，灌漿帷幕距壩踵5.3m，排水孔距灌漿帷幕中心線1.5m。計算任務(wù)：自重、靜水壓力、揚(yáng)壓力、淤沙壓力、浪壓力、（地震力）。案例解析——揚(yáng)壓力計算529246揚(yáng)壓力小結(jié)

1.揚(yáng)壓力計算的分塊求解思路。

2.注意揚(yáng)壓力的單位。重力壩浪壓力計算方法

大江東去,浪淘盡,千古風(fēng)流人物。故壘西邊,人道是,三國周郎赤壁。亂石穿空,驚濤拍岸,卷起千堆雪?！K軾（宋）“千堆雪”會不會拍擊我們的水工建筑物呢？浪壓力目錄1浪壓力的基本要素2浪壓力的計算方法浪壓力的基本要素01一、浪壓力的基本要素平均波長Lm平均波高h(yuǎn)m平均波周期Tm波的要素D即風(fēng)區(qū)長度D=5B波的要素和吹程浪壓力的計算方法02二、浪壓力的計算方法

轉(zhuǎn)化浪壓力的學(xué)習(xí)思路水庫平均水深Hm水庫吹程D平原、濱海水庫莆田公式hmLmTm丘陵、平原水庫鶴地公式h2%Lm內(nèi)陸?yīng)M長水庫官廳公式hLmh5%,h10%,h2%

Tmh1%Lm計算風(fēng)速v0深水波淺水波…………二、浪壓力的計算方法浪壓力需要說明的問題（1）計算風(fēng)速v0的選用：正常運(yùn)用情況：相應(yīng)季節(jié)的50年一遇風(fēng)速非常運(yùn)用情況：多年平均最大風(fēng)速（2）Hm的選取：水庫平均水庫，一般取壩前水深的1/2。破碎臨界波深公式：“波浪高度”公式：二、浪壓力的計算方法浪壓力的核心公式莆田公式雙曲正切函數(shù)鶴地公式適用于水庫較深、V<26.5m/s，D≤7.5km的水庫。二、浪壓力的計算方法浪壓力的核心公式官廳公式適用于水庫較深、V<20m/s，D≤20km的水庫。二、浪壓力的計算方法浪壓力的核心公式不同頻率波高的轉(zhuǎn)化：二、浪壓力的計算方法簡易轉(zhuǎn)化二、浪壓力的計算方法補(bǔ)充淺水波、破碎波浪壓力的計算二、浪壓力的計算方法拓展淺水波、破碎波浪壓力的計算淺水波二、浪壓力的計算方法拓展淺水波、破碎波浪壓力的計算破碎波二、浪壓力的計算方法小結(jié)：

1.波浪三要素；

2.基本思路（公式選?。┖苤匾?；

3.計算細(xì)節(jié)要注意；

4.計算過程要靜心。重力壩浪壓力計算示例一、重力壩浪壓力計算示例

（1）設(shè)計洪水位：355m，對應(yīng)的下游水位331m。（2）壩基灌漿廊道底距壩基面1.5m，灌漿帷幕距壩踵5.3m，排水孔距灌漿帷幕中心線1.5m。計算任務(wù)：自重、靜水壓力、揚(yáng)壓力、淤沙壓力、浪壓力、（地震力）。一、重力壩浪壓力計算示例

前提：設(shè)計洪水位的工況計算風(fēng)速50年一遇的風(fēng)速水庫的吹程（風(fēng)區(qū)長度）水庫的壩前水深將v0和D代入官廳公式官廳公式一、重力壩浪壓力計算示例因為所以轉(zhuǎn)換為累計頻率為1%的波高破碎波的臨界波深判斷波型該波為深水波一、重力壩浪壓力計算示例波浪中心線高出靜水位的高差浪壓力的標(biāo)準(zhǔn)值小結(jié)——需要注意的問題把握思路準(zhǔn)確代數(shù)細(xì)心求解重力壩淤沙壓力計算

千里黃河萬里沙。。。。想一下，這些泥沙堆積到大壩前會怎樣？目錄1淤沙壓力計算方法2淤沙壓力計算示例淤沙壓力計算方法01一、淤沙壓力計算方法

淤沙壓力是指入庫水流攜帶的泥沙在水庫中的沉積，淤積在壩前的泥沙對壩面產(chǎn)生的壓力。

淤沙壓力既包括水平向的壓力，又包括豎向的壓力。一、淤沙壓力計算方法式中：——淤沙浮重度，kN/m3；——擋水建筑物前淤沙的高度，m；——淤沙的內(nèi)摩擦角，°。——淤沙壓力標(biāo)準(zhǔn)值，kN/m；水平淤沙壓力重點(diǎn)一、淤沙壓力計算方法式中：——淤沙浮重度，kN/m3；——淤沙的橫斷面面積，m2?！偕硥毫?biāo)準(zhǔn)值，kN/m；垂向淤沙壓力非重點(diǎn)淤沙壓力計算示例02二、淤沙壓力計算示例二、淤沙壓力計算示例淤沙壓力水平力標(biāo)準(zhǔn)值淤沙壓力垂向力標(biāo)準(zhǔn)值拓展：束水攻沙束水攻沙引清刷黃（明）潘季訓(xùn)“

筑堤束水，以水攻沙”我國治理黃河的早期探索分則勢緩，勢緩則沙停，沙停則河飽，飽則奪河"

——潘季訓(xùn)思考

1.本節(jié)課中講到的“淤沙壓力標(biāo)準(zhǔn)值”，是否是淤沙壓力的總值？地震力簡介地震力

地震烈度表示地震在一定地點(diǎn)的地面震動的強(qiáng)烈程度。烈度又分為基本烈度和設(shè)計烈度兩種?；玖叶仁侵附ㄖ锼诘貐^(qū)今后一定時期（一般100年左右）內(nèi)可能遭遇的地震最大烈度。設(shè)計烈度指的是設(shè)計時所采用的