水工建筑物教学大纲

1、水工建筑物教学大纲总学时： 72实践学时： 0大纲审定人：学分： 4 理论学时： 72 面向专业：水利水电工程 大纲执笔人：李天科 一、 说明是毕业生在实际工作中应用最多的1、课程的性质、地位和任务水工建筑物是水利水电工程专业的主要专业课之一，一门专业课。主要讲授一般水工建筑物的工作特点、型式、构造、设计原理和计算方法、布 置原则等方面的知识。通过课堂教学、录像、认识实习、课程设计、毕业设计、毕业实习等 环节，培养学生具有分析问题和解决问题的能力。为从事水利水电工程科研、设计、施工、 管理等工作打下基础。2、课程教学的基本要求 本课程安排在水力学、理论力学、材料力学、水工钢筋混凝土、钢结构、工

2、程地质、土 力学、工程水文学等专业基础课后的第七（或第六）学期开课较合理，内容上与以上学科衔 接。课堂教学要求学生掌握基本概念、 基本内容及各类水工建筑物的工作特点和适用条件等。 了解本学科的国内外发展水平和发展方向。3、课程教学改革 本课程采用全国统编教材，由于教材改编周期较长，涉及建筑物种类多，但课时有限， 不可能面面具到。 教学中应结合学生地区的分布特点， 讲授相关内容， 删掉应用较少的章节，补充水工设计中新的结构型式、新的计算方法、新材料应用、新的监测管理手段等。 二、教学大纲内容绪论（ 4 学时）第一节 中国水利工程建设、中国水量、水能资源特点、世界水利工程概况第二节 水利枢纽和水工

3、建筑物、水工建筑物分类、水工建筑物分级方法第三节 水利工程的设计程序、水利工程建设特点、不同设计阶段的主要设计任务第四节本课程的任务和本教材的基本内容、学习方法、主要学习内容、中国水利工程发展概况、中国水利发展方向、水利枢纽分等依据与方法、水工建筑物特点、水利工程设计程序、各部分应掌握的深度本章重点、难点 ：水利枢纽分等，水工建筑物分级的方法。思考题 ：1、我国的水资源丰富吗？开发程度如何？解决能源问题是否应优先开发水电？为什么？2、什么是水利枢纽？什么是水工建筑物？与土木工程其他建筑物相比，水工建筑物有些 什么特点？3、水工建筑物有哪几类？各自功用是什么？4、河川上建造水利枢纽后对环境影响如

4、何？利弊如何？人们应如何对待？5、水利枢纽、水工建筑物为何要分等分级？分等分级的依据是什么？第一章 重力坝（ 14 学时） 第一节、重力坝的特点、工作条件、形式和布置、特点与形式、工作条件、对地基要求、组成及布置第二节、重力坝的荷载及荷载组合第三节、重力坝的稳定及应力分析第四节、非溢流重力坝的剖面设计、基本剖面、实用剖面、剖面优化第五节、溢流重力坝、洪水标准、孔口形式、剖面设计、消能方式第六节、重力坝的材料及构造、材料要求、材料分区、构造要求、温度控制第七节、重力坝的地基处理、固结灌浆、帷幕灌浆、坝基排水本章重点、难点 ：1、总体布置2、稳定分析3、应力分析思考题 ：1、重力坝的工作原理和工作

5、特点是什么？2、重力坝剖面比较宽厚的原因是什么？为什么说重力坝的材料强度不能得到充分利用？3、作用在重力坝上的荷载有哪些？其计算方法如何？为什么要进行荷载组合？设计重力坝 时需考虑哪几种荷载组合？4、重力坝失稳破坏形式是什么？稳定验算有哪些公式？它们主要区别在哪里？提高重力坝 稳定性的工程措施有哪些？5、重力坝应力分析的目的是什么？目前应力分析的方法有哪几种？材料力学的基本假定是 什么？如何应用材料力学法计算坝体的边缘应力和内部应力？6、拟定重力坝剖面的主要原则是什么？何谓重力坝的基本剖面？如何从基本剖面修改成实 用剖面？7、重力坝为什么要分缝？缝有哪几种类型？横缝如何处理？止水如何布置？纵缝

6、有哪几种 布置方式？为什么斜纵缝可以不进行水泥灌浆？8、重力坝各部位对混凝土性能有哪些要求？如何进行坝体混凝土标号分区？9、重力坝的坝身和坝基排水的目的是什么？各如何布置？10、坝内廊道的作用有哪些？不同用途的廊道设置部位和尺寸如何确定？廊道系统的布置原 则是什么？11、混凝土重力坝施工期产生裂缝的原因为何？防止裂缝的主要措施是什么？12、重力坝对地基有哪些要求？为什么有这些要求？帷幕灌浆和固结灌浆的作用是什么？断 层破碎带处理方式有哪些？ 第二章 拱坝（ 4 学时）第一节 、概述第二节、 拱坝的荷载与应力控制标准、拱圈布置形式、剖面的选择、布置步骤本章重点 .难点 ：了解布置形式及特点思考题

7、 ：1 、拱坝和重力坝的工作条件有何不同？2、拱坝对地形、地质条件有何要求？河谷形状对拱坝剖面和荷载分配有何影响？3、选取拱圈中心角要考虑哪些因素？这些因素之间的关系如何？4、单曲拱坝、双曲拱坝各有什么优缺点？各适用什么场合？5、双曲拱坝的倒悬是怎样形成的？如何处理拱坝过大的倒悬度？第三章 土石坝 （14 学时）第一节、概述第二节、土石坝的剖面和构造、坝顶与坝坡、防渗形式、排水布置、反滤要求第三节、土石坝的渗流分析、公式推导、公式应用、渗量计算第四节、土石坝的稳定分析、圆弧法、直线法、折线法、参数选择、计算条件第五节、土料选择与填土标准的确定、对土料的要求、填筑标准本章重点 .难点 ：1. 土

8、坝分类及适用条件2. 土坝的构造3. 渗流计算方法4. 稳定计算方法思考题：1、设计和建造土石坝的基本要求有哪些？2、土石坝有哪些基本类型？各自的优缺点及适用的场合如何？3、影响土石坝坝坡的因素有哪些？如何影响？土石坝剖面如何拟定？4、如何根据土石坝的工作特点和土石料的性质来进行坝各部位的土料设计？.各种5、渗流分析中， 浸润线的基本方程是如何推导出来的？如何根据这个方程对各种坝型 坝基进行渗流分析？6、渗透变形有那几种？如何防止渗透变形？7、反滤层的主要作用是什么？在坝的哪些部位要设置反滤层？如何设计和布置反滤层？8、土石坝失稳的形式有哪些？坝坡坍滑有哪几种类型？为什么土石坝只进行局部稳定验

9、 算，而不进行整体稳定验算？9、渗流和孔隙压力对土石坝的稳定有何影响？计算中如何考虑？10、设置排水的目的是什么？坝体排水有哪些形式？各自优缺点及适用的场合如何？11、为什么上下游坝面要设置护坡？护坡的型式有哪些？各自的优缺点及适用场合如何？12、砂砾石地基处理有哪些工程措施？各种措施的设计要求是什么？13、土石坝产生裂缝的原因是什么？裂缝的形式有哪些？如何防止？第四章 河岸溢洪道（ 6 学时） 第一节、 泄水建筑物的作用、类型及河岸溢洪道的布置和形式选择 第二节、开敞式正槽溢洪道、引水渠、控制段、泄水槽、消能段、尾水段、管理要点第三节、非常溢洪道、分类、设计要求、工程实例本章重点 .难点：1

10、、溢洪道设计标准2、溢洪道布置原则3、非常溢洪道设计方法思考题 ：1、水利枢纽在什么情况下须设置河岸溢洪道？2、河岸溢洪道有哪些型式？各自的特点和适用条件如何？3、溢洪道的控制堰有哪些可供选择的型式和布置方式？你对其不同的泄流特征有何认识？ 堰顶是否设闸门的利弊如何？4、高水头河岸溢洪道的泄槽上可能有哪些水流问题要解决？他们与泄槽的体形布置有何关 系？5、什么叫非常溢洪道？其设置方式有哪些？各有何特点？如何选用？ 第五章 水工隧洞（ 6 学时） 第一节、水工隧洞的类型和工作特点 第二节、 隧洞的线路选择与工程布置 第三节、 隧洞的进、出口建筑物 第四节、 隧洞洞身的形式与构造、断面形式及尺寸、

11、衬砌分类、喷锚支护方法第五节、 隧洞衬砌的结构计算、荷载计算、荷载组合、结构计算方法本章重点 .难点 ：1. 隧洞方案选择比较2. 荷载计算方法3. 结构计算方法思考题：1、水工地下洞室有哪些功用？其工作条件有何特点？2、按流态分深式泄水隧洞有哪两种基本类型？工作闸门应如何布置？如何保证洞内流态的 稳定和防止明满流交替现象发生？3、水工地下洞室的进口形式有哪些？他们各自的优缺点和适用场合？4、泄水隧洞进口段设置的通气孔、平压管有何功用？5、水工隧洞横段面形态有哪些？各适用场合？6、水工地下洞室衬砌的功用是什么？有哪些衬砌形式？衬砌是否要分缝？如何分缝？7、水工地下洞室衬砌的荷载与受力情况如何？

12、荷载怎样组合？第七章 水闸（ 14 学时） 第一节、 概述 第二节、 水闸的孔口设计、设计条件、闸孔形式、堰顶咼程第三节、 水闸的消能防冲设计、过闸水流特点、消能设施、防冲方法、消能设计条件、水闸管理第四节、 闸基渗流分析与防渗设施 地下轮廓线拟定 渗流计算方法 排水设施第五节、 闸室的布置与构造 底板 闸墩 胸墙 第六节、 闸室和闸基的稳定分析 抗滑稳定 沉陷稳定 第七节、 闸室的结构计算闸墩 整体底板计算 第八节、水闸与两岸的连接结构 第九节、软基处理和桩基式水闸 重点与难点 ：1设计条件工作桥 交通桥 分缝与止水工程措施分离底板计算2. 稳定计算3结构计算4水闸管理思考题 ；1、试述水闸

13、的类型、组成部分及其作用2、试述水闸的工作特点及防止发生波状水跃和折冲水流的措施？3、闸孔形式有哪些？各有什么特点？为什么平底堰流孔口被广泛采用？4、如何决定闸底板咼程？5、为什么闸下水流一般采用底流水跃的连接方式？消能防冲设计的控制条件如何确定？6、粘土和砂沙土地基上水闸防渗布置所要解决的主要矛盾和防渗布置方式有何不同？不同 的防渗布置对水闸的抗滑稳定及地基渗透稳定有何影响？7、试述改进阻力系数法计算闸基渗流的基本原理？8、闸室稳定计算包括哪些内容？如何进行闸室稳定计算？提咼闸室抗滑稳定性的措施有哪 些？9、计算闸墩应力应考虑哪些情况？如何计算？10、 整体式平底板的强度计算有哪些方法？试述

14、计算假定及计算要点？第十章 渡槽（ 6 学时） 第一节、渡槽的作用、类型及位置选择 第二节、渡槽的水力设计、荷载及荷载组合、水力计算方法第三节、梁式渡槽、荷载计算、槽身结构计算第四节、拱式渡槽、支承结构计算、上部结构、主拱圈设计第五节、其他形式渡槽 第六节、渡槽的进、出口建筑物及总体布置 本章重点，难点 ：、荷载组合、基础结构、拱座设计1. 渡槽方案选择2. 水力计算要点3. 槽身断面优化4. 主拱圈计算方法思考题 ：1. 渡槽分类2. 水面衔接形式3. U 型槽身的特点4. 主拱圈的稳定校核第十一章 倒虹吸（简介） （2 学时）第十二章 陡坡与跌水（简介） （2 学时） 建议教学方法 ：每章先概要提出该建筑物的工作特点， 适用条件， 成功的经验和存在的问题等， 针对问题讲 述布置原