【水利水电】陈灵利 教材精讲班教案 08-第1篇-第1章-1.2.3-水工建筑物结构受力状况及主要设计方法

1.2.3水工建筑物结构受力状况及主要设计方法一､水工建筑物分类1.按功能分为以下类型:(1)挡水建筑物:各种坝和水闸,以及抗御洪水或沿江河海岸修建的堤防､海塘等｡(2)泄水建筑物:各种溢流坝､坝身泄水孔､岸边溢洪道､水闸和泄水隧洞等｡(3)输水建筑物:引水隧洞､引水涵管､渠道､渡槽､倒虹吸等｡(4)取(进)水建筑物:引水隧洞的进水口段､灌溉渠首和供水用的进水闸､扬水站等｡(5)渠系建筑物:渠道上的节制闸､分水闸､渡槽､沉沙池､冲沙闸､跌水､陡坡等｡(6)河道整治建筑物:丁坝､顺坝､导流堤､护底和护岸等｡(7)专门建筑物:水电站､船闸､升船机､鱼道､鱼闸､过木道(机)､筏道等｡溢流坝既起挡水作用,又起泄水作用;水闸既可挡水,又能泄水,还可作为灌溉渠首或供水工程的取水建筑物等｡2.按使用期限可分为永久性水工建筑物和临时性水工建筑物｡1)永久性建筑物(1)主要建筑物:失事后造成下游灾害或严重影响工程效益的水工建筑物｡如:坝､泄水建筑物､输水建筑物及电站厂房等｡(2)次要建筑物:失事后不影响主要建筑物和设备运行的挡土墙､导流墙､工作桥及护岸等｡2)临时性建筑物临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物,如围堰､导流隧洞､导流明渠等｡【强化练习】下列属于临时性建筑物的有()｡A.围堰B.导流隧洞C.导流明渠D.挡土墙E.导流墙答案:ABC解析:临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物,如围堰､导流隧洞､导流明渠等｡下列建筑物既起挡水作用,又起泄水作用的是()｡A.溢流坝B.水闸C.调压池D.泄水隧洞E.筏道答案:AB解析:溢流坝既起挡水作用,又起泄水作用;水闸既可挡水,又能泄水,还可作为灌溉渠首或供水工程的取水建筑物等｡二､水工建筑物结构荷载荷载类型常见荷载永久荷载建筑物结构自重、永久设备自重、地应力、围岩压力、土压力、预应力锚固荷载、淤沙压力（有排沙设施时可列为偶然荷载）

可变荷载静水压力、外水压力、扬压力、动水压力、风荷载、雪荷载、冰压力、冻胀力、浪压力、楼面活荷载、平台活荷载、桥机荷载、闸门启闭机荷载、温度荷载、灌浆荷载、土壤空隙水压力、系缆力、撞击力

偶然荷载校核洪水时的静水压力、地震荷载

【强化练习】1.校核洪水位时的静水压力属于()｡A.偶然作用荷载B.永久作用荷载C.可变作用荷载D.基本荷载答案:A解析:偶然作用荷载:包括地震作用､校核洪水位时的静水压力､扬压力､浪压力及水重等｡三､水工建筑物的基本设计方法(原理公式)(1)理论分析｡(2)试验研究｡(3)原型观测｡(4)工程类比｡四､水工建筑物结构设计的基本方法(一)单一安全系数法安全系数是大于1.0的系数｡(二)分项系数极限状态设计法水工混凝土结构的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类｡(比单一系数法更接近实际)五､典型水工建筑物结构受力分析1.重力坝重力坝因主要依靠自重维持稳定而得名｡2.水闸水闸是一种能调节水位､控制流量的低水头水工建筑物,具有挡水和泄(引)水的双重功能｡3.水工挡土墙水工挡土墙是水利水电工程中的承受土压力､防止土体坍塌的挡土建筑物｡图示:【强化练习】下列设计方法中,属于水工建筑物的基本设计方法的是()｡A.理论分析B.经验分析C.原型观测D.试验研究E.工程类比答案:ACDE解析:水工建筑物基本设计方法包括理论分析､试验研究､原型观测､工程类比｡六､抗滑稳定分析1.重力坝失稳一般发生在坝底与基岩的接触面｡2.重力坝抗滑稳定计算受力简图如图｡抗滑力与滑动力的比值反映了坝体稳定程度,称为抗滑稳定安全系数｡七､水工建筑物应力分析1.重力坝应力分析的方法可归纳为理论计算和模型试验两大类｡2.拱坝应力分析的方法有理论分析法､结构模型试验和原型观测等三类｡八､水工建筑物渗流分析主要内容:确定渗透压力;确定渗透坡降(或流速);确定渗流量｡对土石坝,还应确定浸润线的位置｡九､沉降计算常用分层总和法计算｡十､水工建筑物抗震设计水库的修建往往可以诱发地震｡基本烈度:指建筑物所在地区在今后一定时期内可能遭遇的最大地震烈度｡设计烈度:抗震设计中实际采用的烈度｡对于重要建筑物的设计烈度可在基本烈度的基础上提高1度｡【强化练习】碾压混凝土坝渗流分析的主要内容包括()｡【2015】A.确定渗透压力B.确定渗透