荷载计算演示.ppt

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1、五、浪压力水面在风作用下，形成波浪而产生压力，称浪压力。1．波浪要素平均波高(hm)，平均坡长（Lm），平均波周期（Tm）；其值大小与水面尺寸、形状、风力、、库区的地形等有关。当坝（闸）迎水面垂直时，反射作用形成驻波，其波高为2hm，波长不变。2．波浪要素计算1）对滨海地区、平原水闸等用莆田公式当当式中：hm——平均波高（m）；Tm——平均波周期（s）;Hm——水域平均水深（m）；vo——计算风速（m/s）；D——风区长度（m）。2)对丘陵、平原水库，值按鹤地公式计算：式中：h2%——累积频率为2%的波高（m）；Lm——平均波长

2、（m）。鹤地公式适用于水深较大，计算风速vo＜26.5m/s，风区长度D＜7.5km的水库。3）对内陆峡谷水库，宜按官厅公式计算：式中：当=20-250时，为频率5%的波高h5%。式中：当=250-1000时，为频率10%波高h10%。波浪受风速等影响，波浪参数并非定值。不同波高所对应的超值累积频率为P%的数值不同。在I、II、III级建筑物的设计中，宜用合适的超值累积频率为P%的波高hp计算波浪压力。累积频率波高hp与平均波高hm的关系可按表2-3进行换算。hp/Hmp(%)0.1123451013205002.972.422

3、.232.112.021.951.711.611.430.940.12.702.262.092.001.921.871.651.561.410.940.22.460.980.32.231.000.42.011.781.681.641.601.561.441.391.301.010.51.801.631.561.521.491.461.371.331.251.01表2-3累积频率波高hp与平均波高Hm的比值对计算风速，指水面以上10m高处10min多年最大平均风速，当测点在水面上Zm处，应乘以高度修正系数KZ（见表2-4）表2-4

4、风速高度修正系数水库为正常和设计洪水位时，宜采用相应洪水期多年平均最大风速或采用重现期为50年一遇的年最大风速的1.5—2.0倍；校核洪水位时，宜采用相应洪水期最大风速的多年平均值。高度（m）25101520修正系数1.251.101.00.960.903.波浪压力计算求出hm、hp、Lm等，并根据坝闸前水深，计算作用在坝闸上的波浪压力。1）当水深H≥HcrH≥Lm/2时,浪压力为：其中：坝的迎水面倾斜，波浪的反射作用将减弱当α＞45°时 与铅直面情况相近作用在铅直迎水面上的风浪压力计算示意图：2）当水深H≥HcrH＜Lm/2时

5、,浪压力为：建筑物底部浪压力剩余强度：3）当水深H＜Hcr时，浪压力为：水面处的浪压力强度p0：底坡影响系数Ki，按表2-5采用。底坡1/101/201/301/401/501/601/801/100系数1.891.611.481.411.361.331.291.25六、地震作用力1）土石坝和混凝土坝的水平向地震力，只考虑顺水流方向；两岸陡坡上的重力坝段和砼拱坝尚应计入垂直河流方向；2）闸墩、进水塔、闸顶机架桥和其它两个主轴方向刚度接近的水工结构，应考虑结构两个主轴方向的水平向地震作用；3）当设计烈度为8、9度，1、2级坝等挡水

6、建筑物和长悬臂、大跨度及高耸的水工砼结构，应同时计入水平向和竖直向地震作用；4）严格不对称或空腹等特殊型式的拱坝，以及设计烈度为8、9度的1、2级双曲拱坝，竖向地震作用宜作专门研究。对具体建筑物，应包括建筑物自重及其上部永久设备自重所产生的地震惯性力；地震作用于库内水介质后而产生的地震动水压力以及地震动土压力。地震作用力计算（1）地震惯性力地震时，各种水工建筑物随地壳而加速运动，由于其自重而产生地震惯性力。地震惯力的方向是任意的，和地震加速度的方向相反。其可分为水平和竖向地震惯性力。1）水平地震惯性力采用拟静力法计算地震作用效应

7、时，沿建筑物高度作用于质点i的水平向地震惯性力代表值应按下式计算：2）垂直地震惯性力作用于质点i的垂直向地震惯性力代表值应按下式计算：以上二式中：Fi、Fi—作用于质点i的垂直、水平地震惯性力代表值，KN/m；ξ—地震作用的效应折减系数，一般取ζ=0.25；GEi—集中在质点i的重力作用标准值，（KN）；g—重力加速度，取9.81m/s2；αh—垂直、水平向设计地震加速度代表值，可由表2-7确定。且：αv=1/3(αh）αi—质点i的动态分布系数；与坝型、高度等有关。设计烈度789备注αh0.1g0.2g0.4g表2—7对重力坝

8、：式中：hi、hj—分别分质点i、j的高度，（m）；H—坝高（m），溢流坝段的H应算至坝顶；GE——产生地震惯性力的建筑物总重力作用标准值，KN。对土石坝及拱坝，αi值可按表2-8确定。表中值在设计烈度为7，8，9度时，αm分别取3.0，2.5和2.0。水闸各结