混凝土重力坝的应力分析.docx

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1、水工建筑物课程设计设计题目:混凝土重力坝的应力分析姓名：学号：年级专业：2013级水利水电工程指导老师：提交时间：2016年12月目录一、基本资料1二、确定工程等别和主要建筑物级别2三、非溢流坝剖面尺寸拟定3四、荷载计算及组合6五、抗滑稳定极限状态计算7六、坝址抗压强度极限状态计算7一、基本资料某高山峡谷地区规划的水利枢纽，拟定坝型为混凝土重力坝，其任务以灌溉为主、兼顾供水，水库总库容4亿m3。1．水电规划成果上游设计洪水位为355.0m，相应的下游水位为331.0m；上游校核洪水位356.3m，相应的下游水位为332.0m；正常高水位

2、354.0m；死水位339.5m。2．地质资料：河床高程320.0m，约有1～2m覆盖层，基础要求开挖至弱风化层，清基后岩石表面最低高程为318.0m。岩基为石灰岩，地质构造良好。坝体和基岩抗剪断摩擦系数=0.82，凝聚力=0.6MPa。3．其它有关资料：河流泥沙计算年限采用50年，据此求得坝前淤沙高程330.0m。泥沙浮重度为6.5kN/m3，内摩擦角φ=18°。枢纽所在地区洪水期的多年平均最大风速为15m/s，水库最大风区长度由库区地形图上量得D=0.9km。坝体混凝土重度γc=24kN/m3，地震设计烈度为4度。拟采用混凝土强度等

3、级C10，90d龄期，80%保证率，fckd强度标准值为10MPa，坝基岩石允许压应力设计值为4000kPa。二、确定工程等别和主要建筑物级别（1）水利水电枢纽工程等级划分：根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000）的规定，水利水电工程根据其工程规模、效益以及在国民经济中的重要性，划分为I、II、III、IV、V五等，适用于不同地区、不同条件下建设的防洪、灌溉、发电、供水和治涝等水利水电工程，见表格1：山区、丘陵区水利水电枢纽工程分等指标表格1工程等别工程规模水库总库容（108m）防洪治涝灌溉供水发电保护城镇及工矿企

4、业的重要性保护农田（104亩）治涝面积（104亩）灌溉面积（104亩）供水对象重要性装机容量（104kw）Ⅰ大（1）型≥10特别重要≥500≥200≥150特别重要≥120Ⅱ大（2）型10∼1重要500∼100200∼60150∼50重要120∼30Ⅲ中1∼0.1中等100∼3060∼1550∼5中等30∼5Ⅳ小（1）型0.1∼0.01一般30∼515∼35∼0.5一般5∼1Ⅴ小（2）型0.01∼0.001<5<3<0.5<1对于综合利用的水利水电工程，当按各分项利用项目的分等指标确定的等别不时，其工程等别应按其中的最高等别确定。（2）

5、水工建筑物的级别划分水利水电工程中水工建筑物的级别，反映了工程对水工建筑物的技术要求和安全要求。应根据所属工程的等别及其在工程中的作用和重要性分析确定。水利水电工程的永久性水工建筑物的级别应根据建筑物所在工程的等别，以及建筑物的重要性确定为五级，分别为1、2、3、4、5级，见表2永久性水工建筑物级别表格2工程等别主要建筑物次要建筑物Ⅰ13Ⅱ23Ⅲ34Ⅳ45Ⅴ55该工程水库总库容4亿m3；由表可知：工程等别为二等，工程规模为大（2）型，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时性建筑物为4级。三、非溢流坝剖面尺寸拟定1．坝顶高程的确定。坝顶

6、在水库静水位以上的超高∆h=h1+hz+hc对于3级建筑物，其安全级别为Ⅱ级的坝，查得安全超高设计洪水位时为0.5m，校核洪水位时为0.4m。分设计洪水位和校核洪水位，两种情况计算。（1）设计洪水位情况D风区长度（有效吹程）为0.9kM，v0计算风速在设计洪水情况下取多年平均年最大风速的2倍为30m/s。①波高hl=0.0076v0-112gDv0213×v02g=0.0076×30-1129.81××3029.81=0.0076×0.7532×2.1407×91.7431=1.124m②波长L=0.331v0-12.15gDv0213

7、.75×v02g=0.331×30-12.159.81×.75×3029.81=0.331×0.2056×1.8384×91.7431=11.478m③波浪中心线至计算水位的高度：hz=πhl2Lcth2πHL因为H>L，cth2πHL≈1，则:hz=πhl2L=3.14×1..478=0.346m∆h=1.124+0.346+0.5=1.97m坝顶高程=355+1.97=356.97m（2）校核洪水位情况D风区长度为0.9km，v0计算风速在校核洪水位情况取多年平均年最大风速的1倍为15m/s。①波高hl=0.0076v0-112gD

8、v0213×v02g=0.0076×15-1129.81××1529.81=0.0076×0.7980×3.3970×22.9358≈0.473m②波长L=0.331v0-12.15gDv0213.75×v