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水力分析与计算主讲人:陈擎伟图解法计算平面壁静水总压力图解法计算平面壁静水总压力P静水总压力是指受压面上各部分所受作用力的合力,主要确定静水总压力的大小、方向和作用点位置。静水总压力因平面壁上静水压强分布为平行分布力系,由工程力学可知,作用于平面壁上的静水总压力大小就等于压强分布图的体积。因矩形平面壁上压强分布图形状较规则,可以很容易地根据静水压强分布图求出静水总压力,这种利用压强分布图计算总压力的方法称为图解法。图解法图解法计算平面壁静水总压力对于矩形平面壁,整个受压面上的静水压强分布图为一棱柱体,压强分布图的剖面图即为棱柱体的底,棱柱体的高即受压面宽度b,若压强分布图的面积用Ω表示,则棱柱体的体积即作用于矩形平面壁上的静水总压力为:
图解法计算平面壁静水总压力倾斜放置于静水中的矩形平板闸门AB,门宽为b、门高为L,其静水压强分布图为梯形,梯形上、下底分别为A、B点的压强大小,即γh1和γh2,则作用于闸门上的静水总压力为:
当压强分布为三角形时:
当压强分布为矩形时:
图解法计算平面壁静水总压力
若压力中心位置用D至受压面底边缘的垂直距离e表示,则
举例水工隧洞的进口,倾斜设置一矩形平板闸门,倾角α为60°,门宽b为2m,门高L为4m,门顶在水面以下的淹没深度h1为3m。计算闸门上静水总压力。
静水总压力大小h2=h1+Lsinα
举例图解法计算平面壁静水总压力静水总压力方向及作用点位置:静水总压力方向垂直指向受压面。如图中P所示。
小结图解法计算平面壁上静水总压力,步骤如下:绘制静水压强分布图;求静水总压力的大小P=Ωb;确定压力中心位置e。思考在渠道侧壁上开有圆形放水孔如图所示,放水孔直径d=0.
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