河海大学水工建筑物复习温习.doc

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1、第一章总论水工建筑物：就是在水的静力或动力作用下工作，并与水发生相互影响的各种建筑物。水利枢纽：多种水工建筑物组成的综合体。分类：1挡水建筑物2泄水建筑物3引水建筑物4整治建筑物5专门建筑物。引水建筑物包括取水建筑物和输水建筑物。水利枢纽“三大件”：挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物水工建筑物的特点（1）由于水的作用，建筑物的工作条件复杂（2）设计独特性（3）施工条件复杂（4）意义重大，失事后果严重河川水利枢纽对环境的影响：物理影响1.淤积和冲刷：上游：流速降低，泥沙淤积，下游：清水下泄，加大冲刷2.气候

2、变化、诱发地震、边坡失稳。生态影响1.水库养鱼，但阻碍回游2.调蓄水量，但水温不一定适应作物生长3.增加了传播疾病有利条件（钉螺、疟蚊）4.库水化学成分改变，影响生物5.大库影响气候变化6.大量淹没水利枢纽分等：水利部《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》规定，水利水电枢纽工程分为五等。山区、丘陵区部分划分依据为（1）总库容：校核洪水位以下库容（2）防洪：保护城镇及工矿区，保护农田面积（3）灌溉面积（设计）（4）水电站装机。平原、滨海地区划分依据为（1）总库容：校核洪水位以下库容（2）防洪：保护城镇及工矿

3、区，保护农田面积（3）排涝面积（4）灌溉面积（设计）（5）供水——城镇、工矿区（6）水电站装机水工建筑物分级：根据工程等别、建筑物在枢纽中的重要性（永久、临时），确定水工建筑物的级别。在特殊情况下，可适当提高建筑物级别1-2级。（1）永久性建筑物—枢纽工程运行期间使用的建筑物。主要建筑物—失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益，如：坝、泄洪建筑物、输水建筑物、电站厂房等。次要建筑物—失事后对下游没有灾害或对工程效益影响不大，如导流墙作桥护岸等（2）临时性建筑物—枢纽施工期间使用的建筑物，如：导流建筑物不同

4、级别的水工建筑物不同的要求：不同级别的水工建筑物在规划、设计、施工管理方面的要求不同，级别越高，要求越高。主要表现为四个方面：抵御洪水的能力，结构的强度和稳定性，建筑材料，运行的可靠性。第二章水工结构上的作用荷载分类：水工建筑物的荷载按随时间的变异可分为三类：永久作用（基本荷载）、可变作用（基本荷载）、偶然作用（特殊荷载）。永久作用：建筑物及设备自重，地应力及围岩压力，土压力和淤沙压力，预应力可变作用：静水压力，动水压力，扬压力，水锤压力，浪压力，外水压力，风荷载，雪荷载，冰压力，冻胀力，活荷载，桥机和门

5、机荷载，温度（变）作用，土壤孔隙水压力，灌浆压力偶然作用：地震作用，校核洪水位时的静水压力自重：建筑物（坝体）及附属永久设备的重量。是维持重力坝稳定的主要荷载，由坝的体积和材料重度计算确定。较大孔洞应扣除，永久固定设备的重量应计入。坝面水压力：包括静水压力、动水压力、浪压力。静水压力，按水力学原理计算，沿坝面积分，可分解成水平和垂直两部分。动水压力，溢流坝泄水，专门研究确定，溢流坝挑流反弧段根据动量方程计算。假定反弧段起始和末端两断面的流速相等，可求得总水平分力和垂直分力。扬压力由两部分组成：下游水深产生

6、的浮托力，上下游水头产生的渗透压力。土压力：主动土压力、被动土压力、坝前泥沙压力。主动土压力和被动土压力仅部分岸坡或挡土坝段出现，坝前泥沙压力仅在存在淤积的坝段出现。泥沙淤积高程随时间增加而增加，需要确定淤积年限（50~100年）。由于逐年淤积，逐年固结，淤沙的容重和强度参数随时间而变，且随层而异，因此，计算困难。一般参照经验公式按土压力计算，斜面上的泥沙压力还应该考虑淤沙重力。浪压力：波浪遇坝反射，产生立波（超过浪高一倍）。首先计算浪高、波长、波浪中心线超出静水面的高度。深水波和浅水波：深水波，当坝前水

7、深大于半波长时，波浪运动不受库底的影响。浅水波，当坝前水深小于半波长而大于临界水深时，波浪运动受库底的影响，临界水深近似取为(3-5)倍半浪高。波峰所及高程决定坝高中要依据。冰压力：静冰压力，冬季水库表面结成冰盖，当气温升高时，冰层膨胀对坝面产生的挤压力。动冰压力，当冰盖破碎后发生冰块流动时，流冰撞击坝面而产生的冲击力。冰压力在高坝设计荷载中不起控制作用，特别是当水库操作频繁或冬季水位长期较低时，可忽略不计。但冰冻作用会破坏材料的耐久性。对低坝、闸墩、胸墙等结构，当冰层较厚或水库吹程不大时，是主要荷载，应

8、予以考虑。地震作用：1地震惯性力，《水工建筑物抗震设计规范》规定按拟静力法计算。在静力法（地震力等于建筑物的质量与设计加速度的乘积，加速度沿建筑物高度不变）的基础上，考虑到地震时建筑物发生变形，加速度沿其高度分布是不均匀的，参照动力计算结果，将加速度沿建筑物高度的分布用某种简化的图形（梯形或折线形）来代替，使计算结果更接近实际。2地震动水压力3地震土压力单一安全系数法：基本荷载：出现概率较大的荷载（坝体及其永久设备的自重，正常