重力坝设计计算表格

1、1、基本断面的拟定1.1、输入基本数据正常水深H= 100水容重w= 10上游坝面折点高度 Hc= 60混凝土容重c= 24泥沙淤积高度 Hs= 30泥沙浮容重s= 8下游水深 Hd= 10泥沙内摩擦角s= 20主排水孔渗压系数 =0.3至坝踵距离与坝底厚之比 = 0.2坝基抗剪断摩擦系数f=0.65凝聚力 C= 400安全系数K= 3 1.2、基本断面计算= 0.92876坝体底宽B= 请重新拟定断面B= 请重新拟定断面上游坝坡m1= 请重新拟定断面下游坝坡m2= 请重新拟定断面基本断面面积 S= 请重新拟定断面结论：如果0.2，说明f、C值太小。处理措施：（1）、适当放缓上游坝坡；（2）、

2、做成齿槽或倾向上游的坝基面，加大f、C值；2、坝顶高程计算2.1、输入基本数据正常蓄水位情况校核洪水位情况计算风速0(m/s)19.29.6有效吹程D(m)20002000重力加速度g(m/s2)9.819.81水位高程(m)848850.02坝基高程(m)800800安全超高hc(m)0.40.3迎水面深度H(m)4850.022.2、计算公式（1）、 防浪墙顶高程由各种水库静水位加超高h的最大值确定。h按下式计算：式中：h防浪墙顶至水库静水位的高差（m）；h1% 累积频率为1%的波高（m）；hz 波浪中心线至水库静水位的高度（m）；hc 安全超高（m），按混凝土重力坝设计规范（DL 510

3、81999） 表11.1.1采用。（2）、 波浪要素按官厅水库公式计算（适用于V020m/s及D20km）：式中：h当gD/V02=20250时，为累积频率5%的波高h5%；当gD/V02=2501000时，为累积频率10%的波高h10%；Lm 平均波长（m）；（3）、 波浪中心线至水库静水位的高度hz按下式计算：2.3、计算czhhhh%13/12012/10200076. 0VgDVVgh75. 3/12015. 2/1020331. 0=-VgDVVgLmmmLHcthLhh z22%1（1）、 正常蓄水位情况HDV0V02gD/V02Lmhh1%h1%2/Lm2H/Lm48200019

4、.2368.6453.2239.0820.841.0420.37633.208（2）、 校核洪水位情况HDV0V02gD/V02Lmhh1%h1%2/Lm2H/Lm50.0220009.692.16212.8914.5360.3530.4380.13369.287结论：防浪墙顶部高程可取为：850.9 m。cth(2H/Lm)hzhch正常蓄水位 墙顶高程10.3760.41.818848849.818cth(2H/Lm)hzhch水位墙顶高程10.1330.30.871850.02850.8913、坝基底面抗滑稳定及应力计算3.1、输入基本数据（1）、基本数据混凝土容重 c=24kN/m3自

5、重作用分项系数 G= 1水容重 w=9.81kN/m3静水压力作用分项系数 Q1= 1浮托力作用分项系数Q2=1渗透压力作用分项系数 Q3= 1.2淤沙浮容重 sb=5kN/m3淤沙内摩擦角=28度淤沙高度 Hs=31m淤沙压力作用分项系数 Q4= 1.2 浪压力作用分项系数Q4= 1.2结构重要性系数 0= 1 混凝土抗压强度标准值 fk= 14.3Mpa混凝土性能分项系数 rm1= 1.5 基岩抗压强度 fR=50Mpa摩擦系数性能分项系数 rm2= 1.3 混凝土/基岩摩擦系数标准值fRk=0.65凝聚力性能分项系数 rm2= 3 混凝土/基岩凝聚力标准值 CRk= 0.5Mpa坝基面高

6、程 =771m 上游坝面折点高度Hc1=44m上游坝坡 m1=0.2 下游坝面折点高度Hc2=70.75m下游坝坡 m2=0.8 坝体高度 H= 78.8m坝顶宽度 B1=5m 主排水孔渗压系数 =0.25至坝踵距离与坝底厚之比 = 0.0781（2）、有关正常蓄水位数据 设计状况系数 = 1抗滑基本组合结构系数 d1=1.2 抗压基本组合结构系数 d1=1.8正常蓄水位高程 = 848m 相应下游水位高程 =793.1m有效吹程 D= 2000m计算风速 V0=16.3m/s（3）、有关校核洪水位数据 设计状况系数=0.85抗滑偶然组合结构系数 d2=1.2 抗压偶然组合结构系数 d2=1.

7、8校核洪水位高程 = 848.93 m 相应下游水位高程 =801.4m有效吹程 D= 2000m计算风速 V0=9.6m/s3.2、坝体自重（1）计算公式坝底宽度：第1部分坝体：面积：力臂：荷载标准值：力矩标准值：荷载设计值：力矩设计值：第2部分坝体：面积：力臂：荷载标准值：力矩标准值：荷载设计值：力矩设计值：第3部分坝体：面积：力臂：荷载标准值：力矩标准值：荷载设计值：力矩设计值：22111ccHmBHmB211121cHmS111325.0cHmBL11SGck111kkGLM11kGGG111GLM HBS12=221112BHmBLc22SGck222kkGLM=22kGGG222G

8、LM222321cHmS -=223322cHmBL33SGck333kkGLM33kGGGg=333GLM =（2）计算结果 混凝土容重 c= 24kN/m3自重作用分项系数 G= 1 坝底宽度 B=70.4m第一部分坝体第二部分坝体第三部分坝体合计面积（m2）193.63942002.2252589.825力臂（m）29.33323.92.533荷载标准值（kN）4646.4945648053.462155.8力矩标准值（kNm）136292.851225998.4121719.262484010.5荷载设计值（kN）4646.4945648053.462155.8力矩设计值（kNm）13

9、6292.851225998.4121719.262484010.5标准值：Gk= 62155.8 kN设计值：G= 62155.8 kNMk= 484010.5 kNmM= 484010.5 kNm3.3、上、下游坝面水重（1）计算公式第I部分水体：面积：力臂：荷载标准值：力矩标准值：荷载设计值：力矩设计值：第II部分水体：面积：力臂：荷载标准值：力矩标准值：荷载设计值：力矩设计值：第III部分水体：面积：力臂：荷载标准值：力矩标准值：荷载设计值：力矩设计值：211121cHmS =111315.0cHmBL-=11SGwk111kkGLM11kGGG111GLM )(1112cucHHHm

10、S-=112212cHmBL22SGwk=222kkGLM=22kGGG222GLM22321dHmS =-=dHmBL2331233SGwk333kkGLM33kGGGg=333GLM =（2）计算结果 水容重 c= 9.81kN/m3自重作用分项系数 G= 1 坝底宽度 B=70.4m 正常蓄水位： 上游水深Hu=77m下游水深 Hd=22.1第I部分水体第II部分水体第III部分水体合计面积（m2）193.6290.4195.364679.4力臂（m）32.26730.8-29.307荷载标准值（kN）1899.2162848.8241916.5216664.6力矩标准值（kNm）612

11、82.00387743.779-56167.48192858.3荷载设计值（kN）1899.2162848.8241916.5216664.6力矩设计值（kNm）61282.00387743.779-56167.48192858.3标准值：Gk= 6664.6 kN设计值：G= 6664.6 kNMk= 92858.3 kNmM= 92858.3 kNm 校核洪水位： 上游水深Hu=77.93m下游水深 Hd=30.4第I部分水体第II部分水体第III部分水体合计面积（m2）193.6298.584369.664861.8力臂（m）32.26730.8-27.093荷载标准值（kN）1899.

12、2162929.1093626.4048454.7力矩标准值（kNm）61282.00390216.557-98250.16453248.4荷载设计值（kN）1899.2162929.1093626.4048454.7力矩设计值（kNm）61282.00390216.557-98250.16453248.4标准值：Gk= 8454.7 kN设计值：G= 8454.7 kNMk= 53248.4 kNmM= 53248.4 kNm3.4、上、下游水平静水压力（1）计算公式上游水平静水压力：下游水平静水压力： 水容重 w= 9.81kN/m3静水压力作用分项系数 Q1= 1（2）计算结果（指向下游

13、为正） 正常蓄水位情况： 上游水深Hu=77m下游水深 Hd=22.1上游水平静水压力下游水平静水压力荷载标准值P1k(kN)29081.7P2k(kN)-2395.7荷载设计值P1(kN)29081.7P2(kN)-2395.7力臂L1(m)-25.667L2(m)-7.367力矩标准值M1k(kNm)-746440M2k(kNm)17649.1力矩设计值M1(kNm)-746440M2(kNm)17649.1 校核洪水位情况： 上游水深Hu=77.93m下游水深 Hd=30.4上游水平静水压力下游水平静水压力荷载标准值P1k(kN)29788.5P2k(kN)-4533荷载设计值P1(kN

14、)29788.5P2(kN)-4533力臂L1(m)-25.977L2(m)-10.133力矩标准值M1k(kNm)-773815.9M2k(kNm)45932.9力矩设计值M1(kNm)-773815.9M2(kNm)45932.92121uwkHPkQPP111g=2221dwkHPkQPP21231uHL =32dHL 3.5、浪压力（1）、输入基本数据正常蓄水位情况校核洪水位情况计算风速0(m/s)16.39.6有效吹程D(m)20002000重力加速度g(m/s2)9.819.81水位高程(m)848848.93坝基高程(m)771771安全超高hc(m)0.40.3迎水面深度H(m

15、)7777.93 浪压力作用分项系数Q4=1.2水容重w= 9.81kN/m3（2）、波浪要素计算及波态判别a、波浪要素按官厅水库公式计算（适用于V020m/s及D1.7h1%时，=0.5正常蓄水位情况： 771.7h1%= 1.443所以= 0.5校核洪水位情况： 77.931.7h1%= 0.745所以= 0.53/12012/10200076. 0VgDVVgh75. 3/12015. 2/1020331. 0=-VgDVVgLmmmLHcthLhh z22%1%1%122ln4hLhLLHmmmcrmwtfLHhhp2s e c%1%10hKpwi（3）、计算结果正常蓄水位情况波浪要素

16、等计算表HDV0V02gD/V02Lmhh1%h1%2/Lm2H/Lmcth(2H/Lm)hzHcrptfp077200016.3265.6973.8457.7080.6840.8490.29462.76710.2941.0458.32910.411 因为HHcr和HLm/2，所以按第一种浪压力分布计算：Pwk=wLm(h1%+hz)/4 荷载标准值Pwk= 21.6荷载设计值Pw= 25.92kN力臂： -77m力矩标准值Mwk= -1663.2 kNm力矩设计值Mw= -1995.8 kNm校核洪水位情况波浪要素等计算表HDV0V02gD/V02Lmhh1%h1%2/Lm2H/Lmcth(

17、2H/Lm)hzHcrptfp077.9320009.692.16212.8914.5360.3530.4380.133107.94710.1330.5084.2975.371 因为HHcr和HLm/2，所以按第一种浪压力分布计算：Pwk=wLm(h1%+hz)/4荷载标准值Pwk= 6.4荷载设计值Pw=7.68kN力臂：-77.93 m力矩标准值Mwk=-498.75kNm力矩设计值Mw=-598.5kNm3.6、淤沙压力（1）、输入基本数据淤沙浮容重 sb=5kN/m3淤沙内摩擦角= 28度淤沙高度 Hs= 31m淤沙压力作用分项系数 Q4=1.2（2）、计算公式（3）、计算淤沙压力标准

18、值Psk= 867.4kN力臂Ls= -10.333m淤沙压力设计值Ps= 1040.9kN力矩标准值Msk= -8962.8kNm力矩设计值Ms= -10755.6 kNm-=2452122sssbsktghP3.7、扬压力（1）、输入基本数据水容重 w= 9.81kN/m3渗透压力作用分项系数 Q3= 1.2浮托力作用分项系数Q2= 1主排水孔渗压系数 =0.25 坝基面高程 = 771m至坝踵距离与坝底厚之比= 0.07813 坝底宽度 B=70.4m 正常蓄水位高程 = 848m相应下游水位高程 = 793.1m 相应上游水深Hu=77m相应下游水深 Hd=22.1m 校核洪水位高程

19、= 848.93m相应下游水位高程 =801.4m 相应上游水深Hu=77.93m相应下游水深 Hd=30.4m（2）、计算公式第一部分渗透压力：力臂：第二部分渗透压力：力臂：第三部分渗透压力：力臂：第四部分浮托力：力臂： 0)1)(211duwkHHBU)3121(1BL)1)(212duwkHHBU)6132(2BL)(3duwkHHBU )1 (213h-=BLdwkB HU4（3）、计算结果正常蓄水位情况：wBHuHdL1L2L39.810.0781250.2570.47722.133.3678.06732.45标准值U1kU2kU3kU4kM1kM2kM3kM4k-1110.8-43

20、69.1-740.5-15262.8-37064-35246-240290设计值U1U2U3U4M1M2M3M4-1333-5242.9-888.6-15262.8-44478-42294-288350合计：标准值Uk= -21483.2 kNMk= -96339kNm设计值U= -22727.3 kNM= -115607kNm校核洪水位情况：wBHuHdL1L2L39.810.0781250.2570.477.9330.433.3678.06732.45标准值U1kU2kU3kU4kM1kM2kM3kM4k-961.7-3782.6-641.1-20995-32089-30514-20804

21、0设计值U1U2U3U4M1M2M3M4-1154-4539.1-769.3-20995-38506-36617-249640合计：标准值Uk= -26380.4 kNMk= -83407kNm设计值U= -27457.4 kNM= -100087kNm3.8、荷载代数和正常蓄水位情况荷载统计表坝体自重水重上游静水压力 下游静水压力浪压力淤沙压力扬压力荷载标准值(kN)62155.86664.629081.7-2395.721.6867.4-21483.2力矩标准值(kNm) 484010.5 92858.3-74644017649.1-1663.2-8962.8-96339荷载设计值(kN)

22、62155.86664.629081.7-2395.725.921040.9-22727.3力矩设计值(kNm) 484010.5 92858.3-74644017649.1-1995.84-10755.6-115607坝基面法向作用标准值之和WRK= 47337.2kN坝基面切向作用标准值之和PRK= 27575kN力矩标准值之和MRK= -258887.087 kNm坝基面法向作用设计值之和WR= 46093.1kN坝基面切向作用标准值之和PR= 27752.82kN力矩设计值之和MR= -280280.527 kNm校核洪水位情况荷载统计表坝体自重水重上游静水压力 下游静水压力浪压力淤沙

23、压力扬压力荷载标准值(kN)62155.88454.729788.5-45336.4867.4-26380.4力矩标准值(kNm) 484010.5 53248.4-773815.945932.9-498.752-8962.8-83407荷载设计值(kN)62155.88454.729788.5-45337.681040.9-27457.4力矩设计值(kNm) 484010.5 53248.4-773815.945932.9-598.5024 -10755.6-100087坝基面法向作用标准值之和WRK= 44230.1kN坝基面切向作用标准值之和PRK= 26129.3kN力矩标准值之和MR

24、K= -283492.639 kNm坝基面法向作用设计值之和WR= 43153.1kN坝基面切向作用标准值之和PR= 26304.08kN力矩设计值之和MR= -302065.189 kNm3.9、坝体混凝土与基岩接触面抗滑稳定验算（1）、输入基本数据 混凝土/基岩摩擦系数标准值fRk=0.65摩擦系数性能分项系数 rm2= 1.3 混凝土/基岩凝聚力标准值 CRk= 0.5Mpa凝聚力性能分项系数 rm2= 3 结构重要性系数 0=1 混凝土/基岩摩擦系数 fR=0.5混凝土/基岩凝聚力 CR=166.667 kN/m2 坝基面的面积AR=B=70.4m2（2）、有关正常蓄水位数据 设计状况系数 = 1抗滑基本组合结构系数 d1=1.2（3）、有关校核洪水位数据 设计状况系数 = 0.85抗滑偶然组合结构系数 d2=1.2（4）、计算结果正常蓄水位情况：（基本组合