混凝土重力坝

《混凝土重力坝电算》

课程设计

学生姓名：

学号：

专业班级： 2010级水利(2)班

指导教师：

二○一三年六月二十一日

目录

1 课程设计目的 (2)

2 课程设计的任务和内容 (2)

3 课程设计的要求成果 (2)

4 基本资料 (3)

5 课程设计报告内容 (4)

6 课程设计总结 (24)

7 结论 (24)

参考文献 (24)

附录I 主要电算成果原始文件 (25)

1. 课程设计的目的

1、巩固和加强学生对《水工建筑物》这门课程知识的理解；借助课设这一环节，培养学生综合运用已所学的理论知识和专业知识来解决基本工程设计问题的初步技能。

2、学会初步设计重力坝基本剖面，通过稳定、强度分析，拟定坝体经济断面；计算坝体应力，并满足规范要求；培养设计计算、绘图、编写设计文件和应用计算机的能力。

3、在课设中查阅和应用相关参考文献和资料，培养按规范设计的良好习惯。

2. 课程设计的任务和内容

1、设计任务：

碧流河水库混凝土挡水段第28号坝段剖面设计。

2、设计内容：

1）通过稳定、强度分析，拟定坝体经济断面尺寸；

2) 通过坝基水平截面处坝体内部应力分析，定出坝体混凝土分区方案；

3) 坝体细部构造设计：廊道布置、坝体止水、坝体排水及基础防渗和排水等。

3. 课程设计的要求成果

1) 设计计算说明书一份；

2) A3设计图纸二张。

4. 基本资料

1、 流域概况及枢纽任务

碧流河水库位于碧流河中游干流上，坐落在新金县双塔镇与庄河县荷花山镇的交界处沙河口，距大连170公里。总库容亿3m 。是一座以供水为主，兼顾防洪、灌溉、发电、养鱼等综合利用的大II 型水库，是大连城市用水的主要水源。 2、地形地质

坝址处的岩体可大致分为新鲜岩石、微风化及覆盖层。河槽高程为m ，河槽处为半风化的花岗岩，风化层厚度为 2 m ，基岩具有足够的抗压强度，岩体较完整，无特殊不利地质构造。两岸风化较深呈带状，覆盖层较少，坝址两岸均为花岗岩，岩石坚硬，裂隙不发育。河床可利用基岩高程定为m 。

坝基的力学参数：坝与基岩之间抗剪断系数为93.0'=f ,kPa c 430'=；坝与基岩之间抗剪摩擦系数值为；基岩的允许抗压强度15000kPa 。 地震的基本烈度为7度，设计烈度为8度。 3、建筑材料

砂料、卵石在坝址上、下游均有，坝址下游5km 以内砂储量丰富，可供建筑使用。 4、特征水位

经水库规划计算，坝址上、下游特征水位如下： P=%校核洪水位为m ，相应下游水位为m ； P=1% 设计洪水位为m ，相应下游水位为m ； 正常挡水位为m ，相应下游水位为m ； 死水位为m ； 淤沙高程为m ； 总库容亿3m . 5、气象

坝址洪水期多年平均最大风速s m /7.19，洪水期50年重现期最大风速

s m /27，坝前吹程校核洪水位时m D 1500=,设计洪水位时m D 1300=。 6、其它有关资料

淤沙干容重3/14m kN sd =γ，空隙率4.0=n ，淤沙内摩擦角016=ϕ。坝体材料为混凝土,其容重采用3/24m kN c =γ。

5 课程设计报告内容

确定工程等别

根据SL252-2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》，该工程拟建的水库总库容亿3m ，属于Ⅱ等、大(2)型工程。相应的其主要建筑物等级为2级，次要建筑物等级为3级。

非溢流坝的剖面设计 基本剖面尺寸的拟定

假定基本剖面为三角形，坝顶与校核洪水位齐平，在自重、扬压力、静水压力3项主要荷载作用下，满足强度和稳定要求，并使工程量最小的三角形剖面。剖面，如图5-1所示：

图5-1 重力坝基本三角形剖面图 1）按满足强度条件确定坝底的最小宽度T 。

当库满时： )(2

21w w c TH

U W W W αγγγ-+=-+=∑ )2232(12222

2w w w w c c T

H H T W αγγβγβγβγγ---+-=∑ 上游边缘铅直正应力 2

6T M T

W yu ∑∑+

=σ

⎥⎦⎤⎢⎣

⎡---+-=22)2()1(T H H w w w c yu

γαγββγβγσ（ (5-1)

下游边缘铅直正应力 2

6-T M T

W yu

∑∑=σ

⎥⎦⎤

⎢⎣

⎡+--=22)1(T H H w w c yd

γββγβγσ (5-2)

当库空时，令式5-1、式5-2中0=w γ，得：

上游边缘铅直正应力 )1(βγσ-=H c yu (5-3) 下游边缘铅直正应力 βγσH c yu = (5-4) 强度控制条件是坝基面不允许出现拉应力。当库空时，由式5-3可以看出：只要β在0～1之间，即上游坡度取正坡，坝基面不出现拉应力。当库满时要使上游不出现拉应力，可令式5-2中0=yu σ，求得坝底宽度为： αβββγγ--+-=

)2()1(w

c

H

T

由该式可知，当H 为一定值时，β值越小，则底宽也越小。考虑库空时，下游坝面不出现拉应力，可取0=β，求得上游坝面为铅直面的三角形基本剖面的最小底宽：

m H

T w

c

02.35.250-81

.924

90

.51-==

=

αγγ

2）按满足稳定条件确定坝底的最小宽度T ，水深H 取校核水位对应的水深。水位与水深关系如表5-1所示：

表5-1 水位与水深关系表

由上求得m T 02.35=，可得：

m kN H P w

/16.1321290.5181.92

12122=⨯⨯==∑γ