水工建筑物课程设计

'湖南农业大学东方科技学院课程设计说明书课程名称：水工建筑物题目名称：重力坝非溢流坝段基本及实用剖面班级：20级水利水电专业班姓名：学号：指导教师：评定成绩：教师评语：指导老师签名：20年月日成绩评阅教师日期7 《水工建筑物》课程设计任务书一、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、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，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1∶500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、完成时间：一周五、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7 重力坝非溢流坝基本剖面及实用剖面设计一、基本剖面的拟定(一)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，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)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，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，需按应力控制条件和稳定条件来综合设计。1、基本剖面坝高H7 H=888.68-835.2=53.48m2、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：水平水压力：铅直水压力：扬压力：坝底水平截面形心的作用的条件为：(a)（2）按稳定条件确定基本剖面根据纯摩公式得：(b)（3）根据设计原则：联立（a）和（b）对进行求解，即7 =令=1.0,则=0.31或-0.852当=0.31>0.2时，坝踵会出现拉应力；当=-0.852<0时，坝上游坡倒悬太大，出现倒坡情况故取=0.2，代入（b）得=1/1.2则B=H/1.2=53.48/1.2m=44.57m故该坝底宽为：44.57m3、上下游边坡系数n、m一、实用剖面的确定拟定基本剖面时，只简单地考虑了坝体自重和与坝顶齐平的水压力和扬压力三项主要荷载，没有考虑对坝在运用上的要求。只确定了坝体剖面的大致轮廓。在实际运用中，由于运用和交通的需要，还需对基本剖面进行修改。(一)坝顶宽度由于运用和交通的需要，坝顶应有足够的宽度。在无特殊要求时，坝顶宽度可采用坝高的8%~7 10%，一般不小于2m。当有交通要求时，应按交通要求布置。当坝顶布置移动式启闭机时，坝顶宽度要满足安装门机轨道的要求。因此，坝顶宽度，取>2m(一)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=6m/s，D=5000m，则，浪高m波长1）波浪中心线高出静水面高度2）安全超高坝的级别为一级，则在设计情况下取则防浪墙超高：坝顶高程：h=H+△h=53.48+1.02=54.5m三、验算该重力坝的抗滑稳定性设计断面时，只考虑了重力坝与地基之间的摩擦力，实际上还应考虑胶结面上的凝聚力，所以采用抗剪断强度的公式验算抗滑稳定性。7 取坝体的单位长度计算根据以上的数值代入，得满足抗滑稳定性要求。四、参考文献[1]麦家煊.水工建筑物.清华大学出版社.2004[2]颜宏亮.水工建筑物.化学工业出版社五、基本剖面图和实用剖面图（如下）考虑到实际情况，节省材料和经济性等，实际剖面采用上游面上半部改成铅直面，下半部采用斜坡面的情况。7'