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文档简介
1、4-3 稳定与强度稳定安全系数 水利工程水利工程中各类水工建筑物的稳定安全系中各类水工建筑物的稳定安全系数仍沿用数仍沿用单一安全系数法单一安全系数法。影响建筑物稳定。影响建筑物稳定计算的因素很多,它与建筑物的等级、荷载计算的因素很多,它与建筑物的等级、荷载及组合、地基类别、抗剪指标的取值、抗滑及组合、地基类别、抗剪指标的取值、抗滑模式、计算方法以及建筑物的型式等密切相模式、计算方法以及建筑物的型式等密切相关。关。 4-3-1 泵站设计规范 GB 50265-2010a)6.3.5 泵房沿基础底面抗滑稳定安全系数的允许值应按表6.3.5采用。b)6.3.7 泵房抗浮稳定安全系数的允许值,不分泵站
2、级别和地基类别,基本荷载组合下不应小于1.10,特殊荷载组合下不应小于1.05。摘编说明摘编说明对于土基和岩基上的泵房,条文中都并列提出了抗剪断和抗剪两种计算公式,可由设计者根据具体情况选用:1) 抗剪断公式中f和c值,特别是c值,影响因素较多。泵房对基础的要求一般比重力坝对基础的要求低。2)泵房单向挡水的水头一般较小,其水下部分结构尺寸往往由机电设备布置需要较大,除特殊情况外,泵房整体抗滑稳定往往不是控制因素。3)泵房抗浮稳定一般受检修工况和校核洪水运行工况控制,规范规定以控制泵房不发生浮起为原则,无需按建筑物的级别和地基类别规定抗浮稳定安全系数。检查要点和方法检查要点和方法1)土基上泵房的
3、抗滑稳定可按抗剪断和抗剪两种方法计算,安全系数应按建筑物级别分别取值; 岩基上泵房的抗滑稳定按抗剪方法计算时,安全系数也应按建筑物级别分别取值,当按抗剪断方法计算安全系数时,安全系数则与建筑物级别无关。2)安全系数的取值是否与计算公式和抗剪指标相对应。3)泵房抗浮稳定安全系数不分建筑物级别和地基类别,是否分基本荷载组合和特殊荷载组合。4-3-2蓄滞洪区设计规范 GB50773-2012a)3.2.10 蓄滞洪区安全台台坡的抗滑稳定安全系数,应不小于表3.2.10的规定。摘编说明摘编说明安全台是建筑在蓄滞洪区或沿堤地带高于设计洪水位的土台,为临时性的避洪场所,可按照4级堤防抗滑稳定安全系数控制。
4、1)本规范规定的安全系数标准,是按采用瑞典圆弧法计算确定的。2)安全台的抗滑稳定考虑正常运用条件和非常运用条件两种工况,正常运用条件即为设计洪水工况,非常运用条件包括地震和施工期工况。检查要点和方法检查要点和方法1)本规范规定的安全系数应采用瑞典圆弧法计算确定。2)抗滑稳定标准是半经验性的,安全台的填筑材料的抗剪强度指标、计算方法和安全系数三者是否相互配套。3)安全台的抗滑稳定是否考虑了正常运用条件和非常运用条件。4-3-3小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范SL189-2013 8.2.3 对于圆弧滑动法,可采用瑞典圆弧法或简化毕肖普法计算,坝坡抗滑稳定安全系数应不小于表8.2.3的规定。摘
5、编说明摘编说明 在全国水库垮坝事故中,小型土石坝占绝大多数,主要为漫坝和质量问题。为规范小型水利水电工程碾压式土石坝的设计,制定了小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则SL18996。2013年按照水利部统一安排,对该导则进行了全面修订和补充,将“导则”改为“规范”。 该规范适用于4、5级且坝高小于30的碾压式土石坝的设计。摘编说明摘编说明(1)原导则推荐采用不计土条间作用力的瑞典圆弧法,计算相对简单,已积累了丰富的经验,但该方法在理论上有缺陷。随着计算机技术的发展和普及,修订增加了计入土条间作用力的简化毕肖普法,更为严谨。(2)本次修订增加了“校核洪水位有可能形成稳定渗流的情况”。(3)本次修
6、订将“正常运用条件遇地震”列为非常运用条件2,与原导则相比最小安全系数有所降低。检查要点和方法检查要点和方法(1) 计算工况是否包含表3中的几种工况。每种计算工况的安全系数不得小于规定的数值。(2) 坝的静力稳定计算,对于均质坝、心墙坝和厚斜墙坝可按刚体极限平衡理论采用圆弧法;对于薄斜墙坝、薄心墙坝、坝基有软土夹层的坝体可采用滑楔法。(3) 坝坡稳定计算分为有效应力法和总应力法。有效应力法的抗剪强度指标采用排水剪试验成果,最好用三轴仪测定,如无三轴仪,也可用直剪仪测定。4-3-4水工混凝土结构设计规范SL191-20083.1.9 未经技术鉴定或设计许可,不应改变结构的用途和使用环境。3.2.
7、2 承载能力极限状态计算时,结构构件计算截面上的荷载效应组合设计值应按3.2.3-13式计算3.2.4 承载能力极限状态计算时,结构构件的承载力安全系数K不应小于表3.2.4的规定。 摘编说明摘编说明1)SL191-2008规范把永久荷载分为两类,一类是变异性很小的自重、设备重等;另一类为变异性稍大的土压力、围岩压力等。可变荷载也分为两类,一类是一般可变荷载;另一类是可严格控制其不超出规定限值的可变荷载,如按制造厂家铭牌额定值设计的吊车轮压,以满槽水位设计时的水压力等。2)承载力安全系数K,由SL/T191-96中3个系数(结构系数,结构重要性系数,设计状况系数)合并而成,因此当荷载效应由永久
8、荷载控制时,表3.2.4所列安全系数应增大0.05。3)基本组合时,永久荷载分对结构有利或不利两种情况分别考虑。4-3-4水工混凝土结构设计规范SL191-20084.1.4 混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度标准值fck、ftk 应按表4.1.4确定。 4.1.5 混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度设计值fc、ft应按表4.1.5确定。4.2.2 钢筋的强度标准值应具有不小于95%的保证率。普通钢筋的强度标准值 应按表4.2.2-1采用;预应力钢筋的强度标准值 应按表4.2.2-2采用。4.2.3 普通钢筋的抗拉强度设计值fy及抗压强度设计值fy应按表4.2.3-1采用;预应力钢筋的抗拉强度设计值fpy
9、及抗压强度设计值fpy应按表4.2.3-2采用。案例分析案例分析 某小型泵站(4级建筑物)内有一单跨简支板,板厚80mm(保护层厚度取15mm),计算跨度l0l0=3.0m,承受均布恒荷载标准值gk k=2kN/m2(包括板自重),均布活荷载标准值qk k=3kN/m2,混凝土强度等级C20,级钢筋,求板的纵向钢筋。案例分析案例分析1)有关系数 按(SL191-2008)3.2.2条规定,永久荷载对结构不利时,自重、设备等永久荷载系数为1.05,一般可变荷载系数为1.20。 按(SL191-2008)3.2.4条规定,4级建筑物基本组合的安全系数K=1.15。 砼、钢筋强度设计值分别为fc=9
10、.6N/mm2,fy=210 N/mm2。案例分析案例分析2)弯矩设计值计算 取1000mm 板带作为计算单元,h0=65mmM=(G gk+Qqk)L02/8 =(1.052+1.23)3.02/8=6.41 kNm3)配筋计算as=K*M/fc/b/h02 =1.15*6.41*105/9.6/1000/652=0.1817=1-(1-2*as)1/2=0.202As=fc*b*h0/fy=600.2 mm24-3-4水工混凝土结构设计规范SL191-20085.1.1 素混凝土不得用于受拉构件。9.2.1 纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度(从钢筋外边缘算起)不应小于钢筋直径及表9.2.1所
11、列的数值,同时也不应小于粗骨料最大粒径的1.25倍。9.3.2 当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时,受拉钢筋伸入支座的锚固长度不应小于表9.3.2中规定的数值。纵向受压钢筋的锚固长度不应小于表9.3.2所列数值的0.7倍。4-3-4水工混凝土结构设计规范SL191-20089.5.1 钢筋混凝土构件中纵向受力钢筋的配筋率不应小于表9.5.1规定的数值。9.6.6 预制构件的吊环必须采用HPB235级钢筋制作,严禁采用冷加工钢筋。9.6.7 预埋件的锚筋应采用HPB235级、HRB335级或HRB400级钢筋,严禁采用冷加工钢筋。锚筋采用光面钢筋时,端部应加弯钩。检查要点和方法检查要点和方法 水工
12、混凝土结构设计时,构造要求应注意以下几点:1)素混凝土不得用于受拉构件。2)纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度,从钢筋外边缘算起,主要检查内容:环境条件;钢筋直径;粗骨料最大粒径;混凝土强度等级以及抗冲耐磨要求等。 3)钢筋的最小锚固长度主要检查内容:钢筋类型、直径和受力特征;混凝土强度等级。4)纵向受力钢筋的最小配筋率检查内容:钢筋类型;构件受力特征;配筋率的计算等。5)吊环和预埋件严禁采用冷加工钢筋。SL 253-2000第4.3.11条规定: 4.3.11 4.3.11 堰(闸)沿基底面的抗滑稳定堰(闸)沿基底面的抗滑稳定安全系数不得小于表安全系数不得小于表4.3.114.3.11规定值:规
13、定值: 4-3-5 溢洪道溢洪道抗滑稳定安全系数K值 表4.3.11注 地震情况为特殊情况(2), 其它情况的特殊组合为特殊组合(1)。 4.7.7 4.7.7 当按公式当按公式(4.3.10)(4.3.10)计算边墙计算边墙抗滑稳定安全系数抗滑稳定安全系数K K时,时,K K值应不小于表值应不小于表4.3.114.3.11规定值;当按公式规定值;当按公式(4.7.6)(4.7.6)计算边计算边墙抗滑稳定安全系数墙抗滑稳定安全系数KcKc时,时,KcKc值应不小值应不小于表于表4.7.74.7.7规定值规定值. .SL 253-2000第4.7.7条规定:表格如下表格如下边墙抗滑稳定安全系数K
14、c值 表4.7.7注 地震情况为特殊情况(2), 其它情况的特殊组合为特殊组合(1)。SL 253-2000第4.7.11条对边墙抗倾覆、稳定提出了要求: 对于合力偏心距大于等于对于合力偏心距大于等于1/41/4基底宽基底宽的边墙,应核算其抗倾覆稳定。的边墙,应核算其抗倾覆稳定。 对于计入地震的特殊荷载组合对于计入地震的特殊荷载组合K K0 01.31.3,其余各种荷载组合,其余各种荷载组合K K0 01.51.5。 摘编说明摘编说明1)溢洪道堰(闸)和边墙抗滑稳定安全系数和计算工况、计算公式等均与混凝土重力坝一致。2)经验表明,边墙抗倾覆稳定, 当基底面的合力偏心距e0B/4(B为基底宽)时
15、,重力式挡土墙的抗滑稳定安全系数有可能小于1.5,因此,当溢洪道边墙e0B/4时,需校核抗倾稳定。新型水闸实例新型水闸实例新型水闸实例新型水闸实例新型水闸实例新型水闸实例SL 265-2001第7.3.2条规定: 土基上的闸室稳定计算应满足下列要求土基上的闸室稳定计算应满足下列要求: : 1 1 在各种计算情况下在各种计算情况下, , 闸室平均基底闸室平均基底应力不大于地基允许承载力,最大基底应力应力不大于地基允许承载力,最大基底应力不大于地基允许承载力的不大于地基允许承载力的1.21.2倍;倍; 2 2 闸室基底压力的最大值与最小值之比闸室基底压力的最大值与最小值之比不大于本规范不大于本规范
16、7.3.57.3.5条规定的允许值;条规定的允许值; 3 3 沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数不沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数不小于本规范小于本规范7.3.137.3.13条规定的允许值。条规定的允许值。 4-3-6 水闸水闸注意如下注意如下土基上闸室基底应力最大值与最小值之比的允许值 表7.3.5SL265-2001第7.3.5条规定: 土基上闸室基底应力最大值与最小值之土基上闸室基底应力最大值与最小值之比的允许值,见表比的允许值,见表7.3.57.3.5。土基上沿闸室基底面抗滑稳定安全系数的允许值 表7.3.13SL 265-2001第7.3.13条规定: 土基上沿闸室基底抗滑稳定安全系数的
17、土基上沿闸室基底抗滑稳定安全系数的允许值,见表允许值,见表7.3.137.3.13。摘编说明摘编说明(1) 土基上的闸室稳定计算,包括两方面:一是地基承载能力的计算,要求在各种计算情况下地基不致发生剪切破坏而失去稳定;另一是闸室抗倾覆和抗滑稳定的计算,要求在各种计算情况下闸室不致发生倾覆或过大的沉降差,且不致发生沿地基表面的水平滑动。(2) 闸室基底应力最大值与最小值之比允许值,决定于地基土质的松软或坚实程度,此外,荷载组合的不同类别而有所区别。检查要点和方法检查要点和方法1)在要求闸室平均基底应力不大于地基容许承载力的同时,还要求最大基底应力不大于地基容许承载力的1.2倍。2)对特别重要或位
18、于地震区的水闸,闸室基底应力最大值与最小值之比的允许值可在表7.3.5的基础上适当调整。3)表7.3.13安全系数的允许值与采用的计算公式、计算参数要配套使用。SL 265-2001第7.3.3条规定: 岩基上的闸室稳定计算应满足下列要求岩基上的闸室稳定计算应满足下列要求: : 1 1 在各种计算情况下,闸室最大基底应在各种计算情况下,闸室最大基底应力不大于地基允许承载力;力不大于地基允许承载力; 2 2 在非地震情况下,闸室基底不出现拉在非地震情况下,闸室基底不出现拉应力应力; ;在地震情况下,闸室基底拉应力不大于在地震情况下,闸室基底拉应力不大于100kPa;100kPa; 3 3 沿闸室
19、基底面的抗滑稳定安全系数不沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数不小于本规范小于本规范7.3.147.3.14条规定的允许值。条规定的允许值。 要求岩基上闸室最大基底应力不大于地基容许承载力,要求岩基上闸室最大基底应力不大于地基容许承载力,及基底应力的最大值与最小值之比不受限制。及基底应力的最大值与最小值之比不受限制。岩基上沿闸室基底面抗滑稳定安全系数的允许值 表7.3.14SL 265-2001第7.3.14条规定: 岩基上沿闸室基底面抗滑稳定安全系数岩基上沿闸室基底面抗滑稳定安全系数的允许值,见表的允许值,见表7.3.147.3.14。 检查要点和方法检查要点和方法必须指出,表7.3.14规定的岩
20、基上沿闸室基底面抗滑稳定安全系数允许值的采用应与表中规定的计算公式配套使用。SL 265-2001第7.4.2条规定: 土基上的岸墙、翼墙稳定计算应满足下列土基上的岸墙、翼墙稳定计算应满足下列要求:要求: 1 1 在各种计算条件下,岸墙、翼墙平在各种计算条件下,岸墙、翼墙平均基底应力不大于地震允许承载力,最大基底均基底应力不大于地震允许承载力,最大基底应力不大于地基允许承载力的应力不大于地基允许承载力的1.21.2倍;倍; 2 2 岸墙、翼墙基底应力的最大值与最岸墙、翼墙基底应力的最大值与最小值之比不大于本规范小值之比不大于本规范7.3.57.3.5条规定的允许值;条规定的允许值; 3 3 沿
21、岸墙、翼墙基底面的抗滑稳定安沿岸墙、翼墙基底面的抗滑稳定安全系数不小于本规范全系数不小于本规范7.3.137.3.13条规定的允许值。条规定的允许值。 说明如下说明如下 按照按照SL 252-2000的有关规定,在同一工程中,的有关规定,在同一工程中,当工程等别确定后,次要建筑物的级别应比主要当工程等别确定后,次要建筑物的级别应比主要建筑物低建筑物低1级或级或2极,由表极,由表7.3.13查出的岸墙、翼查出的岸墙、翼墙结构抗稳定安全系数允许值就比闸室结构低一墙结构抗稳定安全系数允许值就比闸室结构低一档或两档,因此,无须对岸墙、翼墙结构抗滑稳档或两档,因此,无须对岸墙、翼墙结构抗滑稳定安全系数的
22、允许值另作规定。定安全系数的允许值另作规定。SL 265-2001第7.4.3条规定: 岩岩基上的岸墙、翼墙稳定计算应满足下列基上的岸墙、翼墙稳定计算应满足下列要求:要求: 1 1 在各种计算情况下,岸墙、翼墙最在各种计算情况下,岸墙、翼墙最大基底应力不大于地基允许承载力;大基底应力不大于地基允许承载力; 2 2 翼墙抗覆稳定安全系数不小于本翼墙抗覆稳定安全系数不小于本规范规范7.4.87.4.8条规定的允许值;条规定的允许值; 3 3 沿岸墙、翼墙基底面的抗滑稳定沿岸墙、翼墙基底面的抗滑稳定安全系数不小于本规范安全系数不小于本规范7.3.147.3.14条规定的允许条规定的允许值。值。 SL
23、 265-2001第7.4.8条规定: 不论水闸级别,在基本荷载组合条件不论水闸级别,在基本荷载组合条件下,岩基上翼墙的抗倾覆安全系数不应小下,岩基上翼墙的抗倾覆安全系数不应小于于1.501.50;在特殊荷载组合条件下,岩基上;在特殊荷载组合条件下,岩基上翼墙的抗倾覆安全系数不应小于翼墙的抗倾覆安全系数不应小于1.301.30。检查要点和方法检查要点和方法1)抗滑稳定安全系数允许值应与表中规定的计算公式配套使用。2)当基底面的抗滑稳定安全系数计算值小于允许值时,可采用下列一种或几种抗滑措施: ()适当增加底板宽度; ()在基底增设凸榫; ()在墙后增设阻滑板或锚杆; ()墙后填摩擦角较大的填料
24、,并增设排水; ()在不影响水闸正常运用的条件下,适当限制墙后的填土高度,或在墙后采用其它减载措施。SL 266-2001第3.3.4条规定: 厂房整体抗滑和深层抗滑稳定安全厂房整体抗滑和深层抗滑稳定安全系数应不小于表系数应不小于表3.3.43.3.4规定的数值。规定的数值。 4-3-7水电站厂房水电站厂房表格如下表格如下抗滑稳定最小安全系数 表3.3.4说明如下说明如下4-3-7 水电站厂房设计规范SL2662001 3.3.5 厂房抗浮稳定性可选择表3.2.11特殊组合中的机组检修、机组未安装、非常运行三种情况中最不利的情况按下列公式计算:检查要点和方法检查要点和方法1)土基上厂房抗滑稳定
25、安全系数应按建筑物等级分别取值;岩基上厂房抗滑稳定安全系数与建筑物等级无关。2)厂房抗浮稳定安全系数任何情况下不得小于1.1。 (1)计算公式选用。)计算公式选用。 (2)计算参数的选取。)计算参数的选取。 0、C0值采用野外试验峰值的小值采用野外试验峰值的小值平均值或野外和室内试验峰值的小值平均值或野外和室内试验峰值的小值平均值。值平均值。 需说明的问题:坝坡抗滑稳定最小安全系数 表8.3.10SL 274-2001第8.3.10条规定: 采用计及条块间作用力的计算方法时,采用计及条块间作用力的计算方法时,坝坡抗滑稳定的安全系数,应不小于表坝坡抗滑稳定的安全系数,应不小于表8.3.108.3
26、.10规定的数值。规定的数值。 4-3-8 碾压式土石坝碾压式土石坝SL 274-2001第8.3.11条规定: 采用不计条块间作用力的瑞典圆弧法采用不计条块间作用力的瑞典圆弧法计算坝坡抗滑稳定安全系数时,对计算坝坡抗滑稳定安全系数时,对1 1级坝正级坝正常运用条件最小安全系数应不小于常运用条件最小安全系数应不小于1.301.30,其他情况应比本规范表其他情况应比本规范表8.3.108.3.10规定的数值规定的数值减小减小8%8%。 说明如下说明如下8.3.12 采用滑楔法进行稳定计算时,若假定滑楔之间作用力平行于坡面和滑底斜面的平均坡度,安全系数应符合本规范表8.3.10的规定;若假定滑楔之
27、间作用力为水平方向,安全系数应符合本规范8.3.11的规定。 (1)碾压式土石坝的抗滑稳定标准是半经验碾压式土石坝的抗滑稳定标准是半经验性的,坝料的抗剪强度指标、计算方法和最小性的,坝料的抗剪强度指标、计算方法和最小安全系数标准三者是相互配套的安全系数标准三者是相互配套的。 (1)抗剪强度指标与安全系数标准的配套)抗剪强度指标与安全系数标准的配套问题。从材料的力学特性而言,无论是细颗粒问题。从材料的力学特性而言,无论是细颗粒土料还是粗颗粒的堆石料和砂砾石料,内摩擦土料还是粗颗粒的堆石料和砂砾石料,内摩擦角随法向应力增加而减小,呈现明显的非线性角随法向应力增加而减小,呈现明显的非线性现象,即抗剪
28、强度是小主应力的函数。现象,即抗剪强度是小主应力的函数。 检查要点和方法检查要点和方法 说明采用非线性抗剪强度指标计算土石坝说明采用非线性抗剪强度指标计算土石坝的抗滑稳定是合理的。的抗滑稳定是合理的。 (2)计算方法问题)计算方法问题 。SL 274-2001专门规专门规定,当采用不计及条块间作用力的瑞典圆弧法定,当采用不计及条块间作用力的瑞典圆弧法计算时,允许的最小安全系数应减小计算时,允许的最小安全系数应减小5%10%。 (3)计及条块间作用力对稳定安全系数)计及条块间作用力对稳定安全系数的影响问题。的影响问题。续书如下续书如下 (4)稳定安全系数标准问题)稳定安全系数标准问题 。 200
29、1年规范修订将安全系数标准比原规年规范修订将安全系数标准比原规范瑞典圆弧法的标准提高范瑞典圆弧法的标准提高7.00%,使采用计及,使采用计及条块间作用力的方法计算的稳定安全系数与采条块间作用力的方法计算的稳定安全系数与采用瑞典圆弧法的安全度一致。用瑞典圆弧法的安全度一致。 这样计及条块这样计及条块间作用力方法增加幅度为间作用力方法增加幅度为8.0%10.0%。续书如下续书如下SL 282-2003第6.3.1条规定: 6.3.1 6.3.1 用拱梁分载法计算时,坝体的用拱梁分载法计算时,坝体的主压应力和主拉应力,应符合以下应力控制主压应力和主拉应力,应符合以下应力控制指标的规定:指标的规定:
30、4-3-9 混凝土拱坝混凝土拱坝 拱坝应力控制指标是衡量拱坝强度安全的标准,拱坝应力控制指标是衡量拱坝强度安全的标准,应力分析多采用拱梁分载法计算。应力分析多采用拱梁分载法计算。 考虑抗渗性以防止渗透变形及使基岩中的渗流考虑抗渗性以防止渗透变形及使基岩中的渗流场有利于减少渗透压力与降低两岸地下水。场有利于减少渗透压力与降低两岸地下水。 1 1 容许压应力。混凝土的容许压应容许压应力。混凝土的容许压应力等于混凝土的极限抗压强度除以安全系力等于混凝土的极限抗压强度除以安全系数。对于基本荷载组合,数。对于基本荷载组合,1 1、2 2级拱坝的安级拱坝的安全系数采用全系数采用4.04.0,3 3级拱坝的
31、安全系数采用级拱坝的安全系数采用3.53.5;对于非地震情况特殊荷载组合,;对于非地震情况特殊荷载组合,1 1、2 2级拱坝的安全系数采用级拱坝的安全系数采用3.53.5,3 3级拱坝的级拱坝的安全系数采用安全系数采用3.03.0。 2 2 容许拉应力。在保持拱座稳容许拉应力。在保持拱座稳定的条件下,通过调整坝的体形来减小定的条件下,通过调整坝的体形来减小坝体拉应力的作用范围和数值。对于基坝体拉应力的作用范围和数值。对于基本荷载组合,拉应力不得大于本荷载组合,拉应力不得大于1.2MPa1.2MPa;对于非地震情况特殊荷载组合,拉应力对于非地震情况特殊荷载组合,拉应力不得大于不得大于1.5MPa
32、1.5MPa。 注:注:1.混凝土极限抗压强度,指混凝土极限抗压强度,指90d龄期龄期15cm立方体的强度立方体的强度,保证率为保证率为80%; 2.坝体局部结构的设计和计算,应符合坝体局部结构的设计和计算,应符合SL/T191-96水水工混凝土结构设计规范工混凝土结构设计规范的规定。的规定。检查要点和方法检查要点和方法混凝土极限抗压强度,指90d龄期15cm立方体的强度,保证率为80。SL 282-2003第6.3.2条规定: 用有限元法计算时,应补充计算用有限元法计算时,应补充计算“有限有限元等效应力元等效应力”。按。按“有限元等效应力有限元等效应力”求得的坝求得的坝体主拉应力和主压应力,
33、应符合下列应力控制指体主拉应力和主压应力,应符合下列应力控制指标的规定:标的规定: 1 1 容许压应力。按本规范容许压应力。按本规范6.3.16.3.1的规定的规定执行执行. . 2 2 容许拉应力。对于基本荷载组合,拉容许拉应力。对于基本荷载组合,拉应力不得大于应力不得大于1.5MP1.5MP;对于非地震情况特殊荷载;对于非地震情况特殊荷载组合,拉应力不得大于组合,拉应力不得大于2.0MPa2.0MPa。超过上述指标时,。超过上述指标时,应调整坝的体形减少坝体拉应力的作用范围和数应调整坝的体形减少坝体拉应力的作用范围和数值。值。 处理如下处理如下 (1)根据有限元法计算所得的拉应力值进)根据
34、有限元法计算所得的拉应力值进行控制。在角缘附近引起应力集中。对有限元行控制。在角缘附近引起应力集中。对有限元法分析所得的坝体应力进行面积分求出截面内法分析所得的坝体应力进行面积分求出截面内力,再用材料力学法求出截面应力,转化为有力,再用材料力学法求出截面应力,转化为有限元等效应力。限元等效应力。 (2)根据拉应力范围进行控制。)根据拉应力范围进行控制。 (3)根据开裂范围进行控制。)根据开裂范围进行控制。 处理方法:说明如下说明如下检查要点和方法检查要点和方法1)为了保证拱坝的强度安全,原则上对超过拉应力控制指标的拱坝,应通过拱坝体形的调整来减少拉应力的作用范围和拉应力的数值,直至满足规范要求
35、。2)对于200m以上的高拱坝,其容许拉应力和容许压应力可不受本规范6.3.1条和6.3.2条规定的限制,应作专门研究。 为了保证拱坝的强度安全,原则上对超过拉应为了保证拱坝的强度安全,原则上对超过拉应力控制指标的拱坝,应通过拱坝体形的调整来减少力控制指标的拱坝,应通过拱坝体形的调整来减少拉应力的作用范围和拉应力的数值,直至满足规范拉应力的作用范围和拉应力的数值,直至满足规范要求要求. 对于对于200m以上的高拱坝,其容许拉应力和容许以上的高拱坝,其容许拉应力和容许压应力可不受本规范压应力可不受本规范6.3.1条和条和6.3.2条规定的限制,条规定的限制,应作专门研究。应作专门研究。 为了保证
36、施工期坝体的安全,必须验算各单独为了保证施工期坝体的安全,必须验算各单独坝段的抗倾覆稳定性,要求任意一计算截面上的合坝段的抗倾覆稳定性,要求任意一计算截面上的合力作用点必须落在坝体范围内力作用点必须落在坝体范围内,并保留一定安全裕度并保留一定安全裕度.SL 282-2003第6.3.3条规定: 6.3.3 6.3.3 拱坝应力分析除研究运行期外,还拱坝应力分析除研究运行期外,还应验算施工期的坝体应力和抗倾覆稳定性。应验算施工期的坝体应力和抗倾覆稳定性。 在坝体横缝灌浆以前,按单独坝段分别在坝体横缝灌浆以前,按单独坝段分别进行验算时,坝体最大拉应力不得大于进行验算时,坝体最大拉应力不得大于0.5
37、MPa0.5MPa,并要求在坝体自重单独作用下,合力作用点落并要求在坝体自重单独作用下,合力作用点落在坝体厚度中间的在坝体厚度中间的2/32/3范围内。范围内。 坝体横缝灌浆前遭遇施工洪水时,坝体坝体横缝灌浆前遭遇施工洪水时,坝体抗倾覆稳定安全系数不得小于抗倾覆稳定安全系数不得小于1.21.2。抗滑稳定安全系数 表7.2.7SL 282-2003第7.2.7条规定: 7.2.7 7.2.7 按公式(按公式(7.2.6-17.2.6-1)或公式)或公式(7.2.6-2)7.2.6-2)计算时,相应安全系数应符合表计算时,相应安全系数应符合表7.2.77.2.7的规定的规定. . 说明如下说明如下
38、 (1)上表适用于)上表适用于大、中型工程中大、中型工程中岩基上的岩基上的1级、级、2级、级、3级拱坝,级拱坝,4级、级、5级混凝土拱坝可级混凝土拱坝可参照使用。对于坝高超过参照使用。对于坝高超过200m或有特殊问题或有特殊问题的工程,应进行专门研究。的工程,应进行专门研究。 (2)对)对1级、级、2级工程及高坝级工程及高坝(坝高超过坝高超过70m),应采用抗剪断公式计算,其他则可按抗剪公应采用抗剪断公式计算,其他则可按抗剪公式计算。式计算。说明的问题:续书如下续书如下检查要点和方法检查要点和方法1)采用刚体极限平衡法进行抗滑稳定分析时,对1级、2级工程及高坝,应采用抗剪断公式计算,其他则可按
39、抗剪公式计算。在选择拱坝坝址和坝轴线时,要特别慎重,注意坝基和两坝肩是否有影响稳定的软弱地层或结构面。2)表7.2.7中所列的安全系数应与抗剪强度参数的取值和工程经验相协调。SL 285-2003第3.2.3条规定: 建筑物整体稳定安全标准。建筑物整体稳定安全标准。 整体布置进水口的整体稳定安全标准应整体布置进水口的整体稳定安全标准应与大坝、河床式水电站和拦河闸等枢纽工程主体与大坝、河床式水电站和拦河闸等枢纽工程主体建筑物相同。建筑物相同。 对于独立布置进水口,当建基面为岩石对于独立布置进水口,当建基面为岩石地基时,沿建基面整体稳定安全标准应根据其建地基时,沿建基面整体稳定安全标准应根据其建筑
40、物等级及荷载组合按表筑物等级及荷载组合按表3.2.33.2.3规定采用;当建基规定采用;当建基面为土质地基时面为土质地基时, ,应按应按水闸设计规范水闸设计规范SL265-SL265-20012001有关规定采用。有关规定采用。 4-3-10 进水口工程进水口工程表格如下表格如下独立布置进水口整体稳定安全标准 表3.2.3说明如下说明如下 对于堤防涵闸式进水口,因一旦失事将造成对于堤防涵闸式进水口,因一旦失事将造成堤内严重灾害,故还应符合堤内严重灾害,故还应符合GB 50286-98的有的有关规定。关规定。 基于与本规范基于与本规范3.2.3条的相同理由,对修建在条的相同理由,对修建在岩基上的
41、整体布置进水口建基面允许应力标准,岩基上的整体布置进水口建基面允许应力标准,应与所在的主体建筑物相同。应与所在的主体建筑物相同。 摘编说明摘编说明 SL 285-2003第3.2.4条规定: 建基面应力标准。建基面应力标准。 整体布置进水口建基面应力标准应与大整体布置进水口建基面应力标准应与大坝、河床式水电站和拦河闸等枢纽工程主体建坝、河床式水电站和拦河闸等枢纽工程主体建筑物相同。筑物相同。 对于独立布置进水口,当建基面为岩石对于独立布置进水口,当建基面为岩石地基时,建基面允许应力标准应按表地基时,建基面允许应力标准应按表3.2.43.2.4规定规定采用;当建基面为土质地基时,地基容许承载采用
42、;当建基面为土质地基时,地基容许承载力应按力应按SL 265-2001SL 265-2001中有关地基整体稳定的规定中有关地基整体稳定的规定采用。采用。表格如下表格如下检查要点和方法检查要点和方法1) 进水口的型式是整体布置进水口还是独立布置进水口;2) 建基面为土质地基还是岩基;3) 应根据不同的型式,不同的基础,选用不同的标准要求。4-3-11水利水电工程施工组织设计规范SL303-20043.4.12 混凝土围堰、浆砌石围堰与土石围堰的稳定安全系数应满足下列要求: 1 重力式混凝土围堰、浆砌石围堰采用抗剪断公式计算时,安全系数K不小于3.0,若考虑排水失效情况,K不小于2.5;按抗剪强度
43、公式计算时,安全系数K不小于1.05。 2 混凝土拱围堰、浆砌石拱围堰的稳定安全系数及应力控制指标分别参照 SL 2822003和SL 251991的有关规定选取。 3 土石围堰边坡稳定安全系数:3级,K不小于1.20;45级,K不小于1.05。检查要点和方法检查要点和方法1)施工围堰特别是土石围堰失事的实例时有发生,对土石围堰除满足边坡稳定安全系数外,还应重视水流冲刷问题,防止水流冲刷堰基。2)对过水土石围堰的迎水面和堰顶应设置有效的保护措施,根据水流流速、施工条件等因素采用沉排、砌石或钢筋石笼、混凝土护面等防止冲刷的工程措施。4-3-12碾压混凝土坝设计规范SL31420044.0.4 碾
44、压混凝土重力坝坝体抗滑稳定分析应包括沿坝基面、碾压层(缝)面和基础深层滑动面的抗滑稳定。必要时,应分析斜坡坝段的整体稳定。碾压混凝土重力坝碾压层(缝)面的抗滑稳定计算应采用抗剪断公式,其安全系数应符合SL3192005中沿坝基面抗滑稳定安全系数的有关规定。检查要点和方法检查要点和方法1)坝体碾压层(缝)面的抗滑稳定计算应采用抗剪断公式,其安全系数值的控制标准应符合SL319-2005中沿坝基面抗滑稳定安全系数的有关规定。2)斜坡坝段,若横缝间距较大且基础面高差较大或坝基条件复杂时,应计算斜坡坝段的整体稳定。3)碾压层(缝)面抗剪断参数与施工质量、配合比、气候条件、是否及时覆盖以及取样方式等密切
45、相关,故离散性较大,碾压混凝土重力坝中坝、低坝在无抗剪断试验资料时,根据类似工程选用抗剪断参数时应慎重。4-3-13 混凝土重力坝设计规范 SL319-20056.3.2重力坝坝基面坝踵、坝趾的垂直应力应符合下列要求: 6.3.4重力坝坝体应力应符合下列要求:摘编说明摘编说明1) 应力计算应按材料力学公式进行。对于高坝,尤其当地质条件复杂,除用材料力学方法计算外,宜同时采用有限元法进行计算研究,2) 应力计算主要内容包括:计算坝体选定截面上的应力;计算坝体削弱部位(如孔洞、泄水流道部位)的局部应力;需要时分析坝基内部的应力。3) 当应力值不满足要求时,可通过适当调整坝体断面来达到。检查要点和方
46、法检查要点和方法1)混凝土重力坝应以材料力学法和刚体极限平衡法计算成果作为确定坝体断面的依据,有限元法作为辅助方法。2)混凝土极限抗压强度,指90d龄期的15cm立方体强度,强度保证率为80%。4-3-13 混凝土重力坝设计规范 SL319-20056.4.1坝体抗滑稳定计算主要核算坝基面滑动条件,应按抗剪断强度公式(6.4.1-1)或抗剪强度公式(6.4.1-2)计算坝基面的抗滑稳定安全系数。 1 1 抗剪断强度的计算公式 2 抗剪强度的计算公式 3 抗滑稳定安全系数的规定 4 坝基岩体内存在软弱结构面、缓倾角裂隙时,坝基深层抗滑稳定安全系数按附录E计算。 摘编说明摘编说明1)坝体抗滑稳定计算采用抗剪强度公式与抗剪断强度公式并列。对坝基岩体内存在软弱结构面、缓倾角裂隙时,应进行坝基深层抗滑稳定分析,对于双滑面、多滑面等情况,由于面是假定的,值
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