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水工建筑物重力壩課程設計交大水利20xx級(編輯修改稿)

2026-07-04 02:09 本頁面

　

【文章內容簡介】度上的總地震動水壓力 F0為H 1為壩前水深，m。處。因設計的重力壩迎水面有折坡，且水面以下直立部分的高度小于水深的一半，所以應取水面與壩面的交點和坡腳點的連線作為替代坡度。計算地震動水壓力時，乘以折減系數θ/90176。，θ為建筑物迎水面與水平面的夾角。經計算，θ=90176。，故F0 =10=（6）其它荷載冰壓力、土壓力應根據具體情況來定。溫度荷載一般可以采取措施來消除，穩定和應力分析時可以不計入。風荷載、雪荷載、人群荷載等在重力壩荷載中所占比例很小，可以忽略不計。荷載計算結果匯總及相關荷載彎矩值參見附表（11）、（12）、（13）、（14）。穩定分析重力壩的抗滑穩定分析按單一安全系數法和分項系數極限狀態設計進行計算和驗算。抗滑穩定分析的目的是核算壩體沿壩基面或沿地基深層軟弱結構面抗滑穩定的安全度。抗滑穩定計算時取單寬作為計算單元。正常蓄水位情況和地震情況按單一安全系數法驗算，設計洪水位情況和校核洪水位情況按承載能力極限狀態驗算。：因壩體混凝土與基巖接觸良好，本次設計單一安全系數法采用抗剪斷強度計算公式進行穩定分析，計算公式如下：式中：K′—— 按抗剪斷強度計算的抗滑穩定安全系數；f′ —— 壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪斷摩擦系數，f′=；c′ —— 壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪斷凝聚力，KPa，c′=500KPa；A —— 壩基接觸面截面積，m2 。ΣW —— 作用于壩體上全部荷載（包括揚壓力）對滑動平面的法向分值，kN；ΣP —— 作用于壩體上全部荷載對滑動平面的切向分值，kN；按抗剪斷強度公式（318）計算的壩基面抗滑穩定安全系數K′值應不小于表36的規定。：承載能力極限狀態設計式抗滑穩定極限狀態作用效應函數為∑P,壩基面上全部切向作用之和,即作用設計值水平方向的代數和。抗滑穩定極限狀態抗力函數∑W 為壩基面上全部作用的法向作用設計值之和，既法向力設計值代數和。各基本變量及揚壓力系數α應以設計值代入計算。各分項系數可查附錄一附表。下面對不同荷載組合情況下大壩抗滑穩定進行分析。（1）基本組合單一安全系數法：=3滿足規范要求。：承載能力極限狀態設計法：荷載設計值及相應計算結果見附表，由附錄一附表查得各分項系數。（1）計算作用效應函數S(. )=∑P=41460 kN（2）抗滑穩定抗力函數查得 f′，C′的分項系數為。壩基面抗剪斷系數設計值 f′=壩基面抗剪斷黏聚力設計值C′=1300/=抗滑穩定抗力函數R(.)= f′∑W +c′A =+= kN（3）驗算抗滑穩定性持久狀況（基本組合）設計狀況系數ψ=；結構重要性參數γ0 =；基本組合結構系數γd =。根據式左邊=41460=41460 kN右邊=1/= kN41460 kN kN計算結果表明，重力壩在設計洪水位情況下滿足承載能力極限狀態下的抗滑穩定要求。：承載能力極限狀態設計法：荷載設計值及相應計算結果見附表，由附錄一附表查得各分項系數。（1）計算作用效應函數S(.)=∑P= kN（2）抗滑穩定抗力函數查得 f′，C′。壩基面抗剪斷系數設計值 f′=壩基面抗剪斷黏聚力設計值C′=1300/=抗滑穩定抗力函數R(.)= f′∑W +c′A = += kN（3）驗算抗滑穩定性偶然狀況（偶然組合）設計狀況系數ψ=；結構重要性參數γ0 =；根據《水工建筑物抗震設計規范》抗滑穩定結構系數γd =。根據式左邊== kN右邊=1/= kN kN kN計算結果表明，重力壩在校核洪水位情況下滿足承載能力極限狀態下的抗滑穩定要求。應力分析用材料力學法計算邊緣應力。在一般情況下，壩體的最大和最小應力都出現在壩面，應校核壩體邊緣應力是否滿足強度要求。當采用材料力學法分析壩體應力時，SL3192005《混凝土重力壩設計規范》規定的強度指標如下（本次設計只考慮運用期）。重力壩壩基面壩踵、壩趾的垂直應力應符合下列要求：運用期1）在各種荷載組合下（地震荷載除外），壩踵垂直應力不應出現拉應力，壩趾垂直應力應小于壩基容許壓應力；2）在地震荷載作用下，壩踵、壩趾的垂直應力應符合《水工建筑物抗震設計規范》（SL 20397）的要求；重力壩壩體應力應符合下列要求：運用期1）壩體上游面的垂直應力不出現拉應力（計揚壓力）。2）壩體最大主壓應力，應不大于混凝土的允許壓應力值。3）在地震情況下，壩體上游面的應力控制標準應符合《水工建筑物抗震設計規范》（SL 20397）的要求。同樣采用單一安全系數法和分項系數極限狀態設計式對四種情況分別分析水平截面上的正應力。因為假定σy按直線分布，所以按偏心受壓公式計算上、下游的邊緣應力σyu 和σyd 。ΣW—作用于計算截面以上全部荷載的鉛直分力的總和，kN；ΣM—作用于計算截面以上全部荷載對壩基截面垂直水流流向形心軸的力矩總和，kNm；B—計算截面的長度，m。壩體最大主應力按下游邊緣最大主應力計算：：（1）壩趾抗壓強度承載能力極限狀態：壩趾抗壓強度計入揚壓力情況下的極限狀態作用效應函數為壩趾抗壓強度極限狀態抗力函數為式中：R a為混凝土抗壓強度。（2）壩踵應力約束條件的正常使用極限狀態以壩踵鉛直應力不出現拉應力作為正常使用極限狀態。：利用承載能力極限狀態設計式和正常使用極限狀態設計判別大壩是否滿足強度要求。荷載及力矩設計值及相應計算結果見附表，由附錄

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