大工水工建筑物课程设计.doc

大工水工建筑物课程设计
网络教育学院《水工建筑物课程设计》
题目:非溢流段混凝土重力坝设计
学习中心: 安徽**奥鹏学习中心
专业: 水利水电工程
年级: 2012年春季
学号:
学生:
指导教师:
《水工建筑物》课程设计基本资料
气候特征
根据当地气象局50年统计资料,多年平均最大风速14 m/s,重现期为50年的年最大风速23m/s,吹程:设计洪水位 km, km 。
。
河流结冰期平均为150天左右,。
工程地质与水文地质

(1)左岸:覆盖层2~3m,全风化带厚3~5m,强风化加弱风化带厚3m,微风化厚4m。
(2)河床:岩面较平整。冲积沙砾层厚约0~,弱风化层厚1m
左右,微风化层厚3~6m。坝址处河床岩面高程约在38m左右,整个河床皆为微、弱风化的花岗岩组成,致密坚硬,强度高,抗冲能力强。
(3)右岸:覆盖层3~5m,全风化带厚5~7m,强风化带厚1~3m,弱风化带厚1~3m,微风化厚1~4m。

粘土料、砂石料和石料在坝址上下游2~3km均可开采,储量足,质量好。粘土料各项指标均满足土坝防渗体土料质量技术要求。砂石料满足砼重力坝要求。

①死水位:,死水位51m。
②正常蓄水位: 。
注:本次课程设计的荷载作用只需考虑坝体自重、静水压力、浪压力以及扬压力。
表一
1
本设计仅分析基本组合(2)及特殊组合(1)两种情况:
基本组合(2)为设计洪水位情况,其荷载组合为:自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。
特殊组合(1)为校核洪水位情况,其荷载组合为:自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。
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2 设计及计算内容
坝高计算
按照所给基本资料进行坝高计算,详细写明计算过程和最终结果。
挡水坝段剖面设计
按照所给基本资料进行挡水坝段剖面设计,详细写明计算过程和最终结果。
挡水坝段荷载计算
按照所给基本资料进行挡水坝段荷载计算,详细写明计算过程和最终结果。
挡水坝段建基面抗滑稳定计算
按照所给基本资料进行挡水坝段建基面抗滑稳定计算,详细写明计算过程和最终结果。
挡水坝段建基面边缘应力计算和强度校核
按照所给基本资料进行挡水坝段建基面边缘应力计算和强度校核,详细写明计算过程和最终结果。
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2 设计及计算内容
确定工程等级
,属于中型,永久性水工建筑物中的主要建筑物为3级,次要建筑物和临时建筑物为4级。
确定坝顶高程
(1)超高值Δh 的计算
Δh = h1% + hz + hc
Δh—防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差,m; H1% —累计频率为1%时的波浪高度,m;
hz —波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差,m; hc —安全加高,按表2-1 采用
表2-1 坝的安全加高hc
内陆峡谷水库,宜按官厅水库公式计算(适用于V0<20m/s 及 D<20km) 下面按官厅公式计算h1% , hz。
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?gD?gh
??2? 2v0?v0?gLm
?
hz?
?
?1120
?gD??2??v0?

?hl2
L
cth
2?H
L
式中:D——吹程,km,按回水长度计。
Lm——波长,m hz——壅高,m
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V0 ——计算风速 h——当
gD
?202v0
250 时,为累积频率5%的波高h5%;当
gD
?2501000 时, 2v0
为累积频率10%的波高h10%。
规范规定应采用累计频率为1%时的波高,对应于5%波高,应由累积频率为P(%)的波高hp 与平均波高的关系可按表2-2 进行换算
表2-2 累积频率为P(%)的波高与平均波高的比值
超高值Δh 的计算的基本数据
设计洪水位时,采用重现期为50 年的最大风速,本次设计v0?21m/s;校核洪水位时,采用多年平均风速,本次设计v0?14m/s。 计算:
波浪三要素计算如下: 波高:
13
?h21
2
??2600?
???? 2
21??
?1

?112
h= 波长: