水工建筑物课程设计--重力坝非溢流坝基本剖面及实用剖面设计

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1、 1 课程设计说明书 课程名称：课程名称： 水水 工工 建建 筑筑 物物 题目名称：题目名称：重力坝非溢流坝段基本及实用剖面重力坝非溢流坝段基本及实用剖面 班班 级：级：20 级级 水利水电水利水电 专业专业 班班 姓姓 名：名： 学学 号：号： 指导教师：指导教师： 评定成绩：评定成绩： 教师评语：教师评语： 指导老师签名： 20 年 月 日 2 水工建筑物课程设计任务书 一、一、 设计课题名称 重力坝非溢流坝基本剖面及实用剖面设计 二、二、 设计基本条件 某重力坝坝底高程为835.2 米，满库水位高程为888.68 米， （摩擦系数）。；，；0.6fmt3.2mt0.10.1K5.0 3

2、h 3 1 三、三、 设计内容及要求 1. 计算基本剖面坝高 h 和坝底宽 B； 2. 计算上游边坡和下游边坡系数 n、m； 3. 确定实用剖面坝顶高程和坝顶宽度； 4. 分别用 1500 的比例画出基本剖面和实用剖面； 5. 验算该重力坝的抗滑稳定性。 四、四、 完成时间：一周 五、五、 参考资料：自行查阅相关资料 命题人：建筑工程教研室 20 年 月 日 3 重力坝非溢流坝基本剖面及实用剖面设计 一、一、 基本剖面的拟定基本剖面的拟定 ( (一一) ) 基本剖面的形状基本剖面的形状 重力坝承受的主要荷载是自重、 静水压力和扬压力。 坝体挡 水高度越大，需要用来维持稳定的自重应越大；自重越大

3、，需要用来 降低应力的剖面宽度应越大； 而三角形剖面最符合这个要求。三角形 剖面的重心低，剖面宽度随着水深的增加而加大，应力小，稳定性最 好。综合各方面因素考虑，重力坝的基本剖面采用三角形。 ( (二二) ) 基本剖面的尺寸基本剖面的尺寸 取单位宽度的坝体进行研究， 以最高水 位齐三角形基本剖面顶尖， 按下游无水情况 设计。图 1 中 T 为坝宽，H 为坝高，n、m 分别为坝上、下游面的边坡系数，为底宽 比例系数， 、 h 分别为混凝土及水的重 度。W 为坝体自重，P、W 分别为坝上游面的水平水压力和铅直水压 力，U 为坝基面扬压力。 因为 f=0.6 较小，因此需采用倾斜坝面，利用上游水重帮

4、助坝体 稳重；但由于受到应力条件限制，不能随意变化。因此，需按应力 4 控制条件和稳定条件来综合设计。 1、基本剖面坝高 H H=888.68-835.2=53.48m 2、基本剖面坝底宽 B （1）按应力控制条件拟定基本剖面尺寸 该坝库满时，如图，计算主要荷载 坝体自重： 2THW h 水平水压力：2HP 2 铅直水压力：2THW1 扬压力：2HTU 1 坝底水平截面形心的作用 1 B H W =W +QU = 2 h 22 h1 2 B H 232 12 h H M B 坝 底 水 平 截 面 的 边 缘 垂 直 正 应 力 ： 2 2 1hyu T H 21H 2 2 hyd T H H

5、 0 s y 根 据 设 计 要 求 ， 不 允 许 坝 基 面 出 现 拉 应 力 ， 则的条件为： 1 B1 H 12 h 即 (a) （2）按稳定条件确定基本剖面 5 根据纯摩公式得： B H 1 h K f (b) （3）根据设计原则：联立（a）和（b）对进行求解，即 1 1 12 h = 1 h K f 令K=1.0,则=0.31 或-0.852 当=0.310.2 时，坝踵会出现拉应力； 当=-0.8522m ( (二二) ) 坝顶安全超高坝顶安全超高 （1）对该坝体所处水库的浪高和波长按官厅公式计算 令 V0=6 m/s，D=5000 m， 则，浪高 27.05000600166.000166.0 3 1 4 5 3 1 4 5 0 DVhm 波长 mhL l 61.327.04.10)(4.10 8.08.0 1） 波浪中心线高出静水面高度 m L H L h h l z 05.0 59.4 48.5314