重力坝坝体应力计算

合集下载

4重力坝的应力分析

(四) 坝体内部应力
坝内应力计算微分体
应力分布规律： σy呈直线分布； τ呈二次抛物线分布；
σx呈三次抛物线分布。
坝内应力分布示意
4.3 强度指标
1、坝基面垂直正应力的控制标准
y max 坝基 y min 0
运用期
施工期
计入扬压力
下游坝基(坝趾)处允许有不大于0.1MPa 的拉应力
第四节重力坝的应力分析

应力分析的目的：
① 检验坝体在施工期和运用期是否满足强度方面的要求。
② 确定坝体混凝土材料分区。
③ 为坝体的某些部位配置钢筋提供依据。
4.1 应力分析方法综述
光测法模型试验法脆性材料电测法材料力学法
Hale Waihona Puke 理论计算法弹性理论解析法弹性理论差分法
弹性理论有限单元法
4.2 材料力学法 (一) 基本假定
出现在坝面，所以应该首先校核坝体边缘应力是否满足强度要求。 (1) 水平截面上的正应力（如图）
yu
yd
W
B

6 M B
2
kPa kPa
W
B
-
6 M B
2
(2) 边缘剪应力（如图）由上游坝面的微分体，根据平衡条件Σ Fy=0可得：
令
式中：pu为上游坝面的水压力强度。
⑤分期施工对坝体应力的影响
极限状态法采用概率极限状态设计时，对重力坝应分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行强度验算。（见第八章） 1.坝趾抗压强度极限状态 2.上游坝踵不出现拉应力极限状态因为上游坝踵不出现拉应力极限状态属于正常使用极限状态
下一节
符号规定
坝体应力计算图

重力坝设计计算书

水利水电工程专业专项设计说明书水工建筑物课程设计题目：重力坝设计（西山水利枢纽）班级：水电1141姓名韩磊指导教师：**长春工程学院水利与环境工程学院水工教研室2013 年3月3日目录1 挡水坝段 (1)1.1 剖面轮廓及尺寸 (1)1.1.1 坝顶高程的确定 (1)1.2 坝体稳定应力分析 (4)1.2.1 挡水坝段荷载计算 (4)1.2.2 稳定验算 (18)1.2.3 坝基面应力计算 (19)1.2.4 坝体内部应力的计算 (25)2 溢流坝段 (34)2.1 孔口尺寸和泄流能力 (34)2.1.1 确定孔口尺寸和孔口数量 (34)2.1.1.2溢流坝最大高度和坡度的拟定。

(35)2.1.2 泄洪能力的验算 (35)2.2 检修门槽空蚀性能验算 (37)2.2.1校核洪水位时堰顶压力验算 (37)2.2.2 平板门门槽空蚀验算 (37)2.3 溢流坝曲面设计 (37)2.3.1 上游前缘段计算 (37)2.3.2顶部曲线段 (38)2.3.3 中间直线段 (38)2.3.4 反弧段 (38)2.3.5 桥面布置 (39)2.4 堰面水深的校和计算 (40)2.4.1堰面水深计算 (40)2.4.2 直线段水深计算 (41)2.4.3 反弧段水深计算 (41)2.4.4 渗气后水深计算 (42)2.5 消力池的计算 (42)2.5.1判断消能方式 (42)2.5.2 判断是否要修消力池 (42)2.5.3 消力池尺寸的计算 (43)2.5.4 基本组合(2) (44)2.6 溢流坝算段的稳定、应力计 (48)2.6.1 荷载计算 (48)2.6.2 稳定验算 (52)2.6.3 坝基面应力计算 (53)2.6.4 坝体内部应力的计算 (54)3、设计参考资料 (55)谢辞 (55)1 挡水坝段1.1 剖面轮廓及尺寸1.1.1 坝顶高程的确定由于设计洪水位低于正常洪水位，故取正常洪水位和校核洪水位作为控制情况。

重力坝应力与稳定计算

10
9
校核洪水位
8
设计洪水位
7
正常水位
6
5 前填土 4
反弧段
后填土
3
2
1
0 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8
-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8
0.000
0.000 0.900 0.330
0.100
0.006 1.000 0.401
0.200
0.020 1.100 0.478
淤沙压力(Kpa)
坝前土压力(Kpa)
37.39
37.39
37.39
37.39
坝后土压力(Kpa) -29.86 -29.86
-29.86 -29.86
浪压力(Kpa)
冰压力(Kpa)
反弧段离心分力
(Kpa)
地震荷载(Kpa)
2、 ∑W
垂直重力
坝自重
坝上水重
反弧段离心分力
扬压力
α
3 抗滑验算
4
抗剪断强度抗滑安全系数(K')
-8.84 -3.86
0.00 221.67
-0.37 -0.73 -1.31 -0.13 -493.86
8.16 245.22
8.16 245.22
0.00 221.67
-0.37 -0.73 -1.31 -0.13 -497.73
7.23 246.14
7.23 246.14
式中：X----计算点到中轴的距离； J----计算截面的惯心距
2.02
2.52 2.5
0.7
2110.33
2110.32 2110.3
2108.5
坝前土高

附录三--用材料力学方法计算坝体应力

附录三--用材料力学方法计算坝体应力附录三用材料力学方法计算坝体应力一、说明混凝土重力坝一般均用材料力学方法计算坝的应力指标并设计断面，所以本附录仍列入该法的有关计算公式，至于电子计算机的程序另见本规范参考资料。

本法假定坝体各水平截面上的垂直正应力σy呈直线分布，因此，可以按材料力学中的偏心受压公式来确定σy，然后依次应用平衡条件确定剪应力τ，水平正应力σx以及主应力σz 1，σz 2和其方向。

作用在计算截面上的扬压力，通常呈折线形分布(附图6a )，这个图形，可分解为一个在全截面上呈梯形(或三角形)分布的图形(附图6b )和一些在上游部分呈局部三角形或矩形分布的图形，如附图6c 、d 、e 。

当扬压力沿全截面呈直线分布时(即附图6b 所示情况)，其所产生的应力为：=-==τσσvy x p附图6p为计算点的扬压力，因此，这种扬压力所v产生的应力可以不必专门计算，只须先不考虑扬压力的影响，确定各点上的应力σx，σy及τ，然后在正应力中扣去扬压力v p即可，对于仅作用在截面局部部分上的扬压力(渗透压力)，则必须作专门计算，以确定其所产生的应力。

用材料力学方法计算坝体应力时，以压应力为正，拉应力为负，y为垂直轴，以向下为正，x 为水平轴，以向上游为正，原点取在计算截面与下游坝面的交点上(附图7)，其余所用符号如下：T——坝体计算截面沿上、下游方向的长度；n——上游坝坡，n=tgφs；m——下游坝坡，m=tgφxi；γh——混凝土容重；γ、'γ——上、下游水的容重('γ在数值上常等于γ)；p、'p——计算截面在上、下游坝面所受的水压力(如有泥沙压力时应计入在内)；py、'p y——计算截面在上、下游坝面所受地震动水压力；λ——地震惯性力总系数，λ=k H C z F以入乘混凝土重量W，即为地震惯性力，应按《水工建筑物抗震设计规范》计算；p、vxi p——计算截面在上、下游坝面处的扬压力；vsηγH——在上游的渗透压力(H为计算截面以上的上游水深，η为扬压力系数)；ΣW——计算截面上全部垂直力的总和(包括坝体自重、水重、泥沙重及计算的扬压力等)，以向下为正，对于实体重力坝，均切取单位宽度坝体为准(下同)；ΣP——计算截面上全部水平推力的总和(包括水压力、泥沙压力和地震水压力等)，以指向上游为正；ΣM——计算截面上全部垂直力及水平力对于计算截面形心的力矩的总和，以使上游面产生压应力者为正；其他符号将在宽缝重力坝计算中再加说明。

#重力坝计算参考

目录第一章调洪演算错误！未定义书签。

第二章非溢流坝设计计算12.1坝高的计算12.2坝挡水坝段的稳定及应力分析2第三章溢流坝设计计算93.1堰面曲线93.2中部直线段设计93.3下游消能设计103.4水力校核113.5WES堰面水面线计算13第四章放空坝段设计计算174.1放空计算174.2下游消能防冲计算184.3水力校核194.4水面线计算21第五章电站坝段设计计算235.1基本尺寸拟订23第六章施工导流计算266.1河床束窄度266.2一期围堰计算266.2二期围堰高程的确定27附录一经济剖面选择输入及输出数据30附录二坝体的稳定应力计算输入输出数据34附录三调洪演算源程序及输入数据44第二章非溢流坝设计计算2.1 坝高的计算坝顶高出静水面Δh=2h 1+h 0+h c 2h 1——波浪高度校核时，V=16m/s 2h 1=0.0166×V 5/4×D 1/3=0.0166×165/4×0.51/3=0.42m 设计时，V=24m/s2h 1=0.0166×V 5/4×D 1/3=0.0166×245/4×0.51/3=0.70m h0——波浪中心线高出静水位高度校核时，2L 1=10.4×(2h 1>0.8=10.4×0.420.8=5.21mm L h 11.024h 1210==π设计时，2L 1=10.4×(2h 1>0.8=10.4×0.700.8=7.81mm L h 20.024h 1210==πh c ——安全超高，等知：校核时，h c =0.3m ；设计时，h c =0.4m 。

由以上可得坝顶超高为：校核时Δh=2h 1+h 0+h c =0.42+0.11+0.3=0.83m设计时Δh=2h 1+h 0+h c =0.70+0.20+0. 4=1.30m 则确定坝顶高程为：校核时 Z 坝顶=324.7+0.83=325.53m 设计时 Z 坝顶=324.5+1.30=325.80m取其中大者即325.80m,作为坝顶高程<如图2-1所示）。

重力坝抗滑稳定及应力计算

项目名称：几内亚凯勒塔（KALETA）水电站工程项目阶段：复核阶段计算书名称：重力坝抗滑稳定及应力计算审查：校核：计算：黄河勘测规划设计有限公司Yellow River Engineering Consulting Co. ,Ltd.二〇一二年四月目录1.计算说明 (1)1.1 目的与要求 (1)1.2 基本数据 (1)2.计算参数和研究方法 (2)2.1 荷载组合 (2)2.2 计算参数及控制标准 (2)2.3 计算理论和方法 (3)3.计算过程 (5)3.1 荷载计算 (5)3.1.1 自重 (5)3.1.2 水压力 (6)3.1.3 扬压力 (10)3.1.4 地震荷载 (14)3.2 安全系数及应力计算 (17)4.结果汇总 (22)1.计算说明1.1 目的与要求下列计算是有关挡水坝段、溢流坝段、进水口、底孔坝段抗滑稳定性和基底应力计算。

1.2 基本数据正常蓄水位：110m；设计洪水位：112.94m；校核洪水位：113.30m；大坝设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为1000年一遇；坝址区地震动峰值加速度为0.15g（g=9.81m/s²），地震动反应周期为0.25s，相应的地震基本烈度为7度，本工程抗震设计烈度为7度。

计算选取的挡水坝段坝顶高程114.00m，坝基底高程92.00m，坝高22m，坝顶宽5m。

上游坝面竖直，下游坝坡在107.33m高程以上竖直，在107.33m 高程以下坡度为1:0.75。

计算选取的溢流坝段堰顶高程110.00m，坝基底高程96.00m，坝高14m，上游坝面竖直，下游坝坡在108.59m高程以上为Creager剖面，在108.59m 高程以下坡度为1:0.85。

正常蓄水位时，溢流坝段下游无水；设计洪水位112.94m时，下游水位104.80m；校核洪水位113.30m时，下游水位105.42m。

进水口坝段顶高程114.00m，坝基底高程87.80m，坝高26.2m，顶宽13.06m，上游坝坡为1:0.25，下游坝坡在107.33m高程以上竖直，在107.33m 高程以下坡度为1:0.75。

第四节--重力坝的应力分析

第四节重力坝的应力分析
Gravity Dam Located onBatholith
第四节重力坝的应力分析
目的：
1、为了检验大坝在施工期和运用期是否满足强度要求；
2、为解决设计和施工中的某些问题，如砼分区，某些部位的配筋等提供依据。
应力分析的过程：
1、进行荷载计算及荷载组合 2、选择合适的方法进行应力计算 3、检验大坝各部位的应力是否满
位等）的局部应力、个别部位（如宽缝重力坝的头部、闸墩、导墙等）的应力等步骤，必要时分析坝基的上、下游局部应力及内部应力。
三、材料力学方法
（一）基本假定 1、坝体砼为均质，连续各向同性
的弹性材料。 2、取单宽坝体作为固结在地基上
的悬臂梁计算，且不受两侧坝体的影响。
3、水平断面上的垂直正应力σy是直线分布。（二）**边缘应力的计算
2)短期组合下游坝面的垂直拉应力核算
•施工期属短暂状况，坝体下游面的垂直拉应力应不大于
100kPa，其计算式为
Wc M cTc 100 (kPa)
Ac
Jc
第四节重力坝的应力分析
其他：坝体内一般不容许出现主拉应力，但以下情况例外：①宽
缝重力坝离上游面较远的局部区域，可出现拉应力，但不得超过混凝土的容许拉应力；②当溢流坝堰顶部位出现拉应力时，可考虑配置钢筋；③廊道及其它孔洞周边的拉应力区域，宜配置钢筋，以承受拉应力。
坝体主应力分布示意图
作业2
图与荷载同作业1，砼强度等级C10，标准抗压强度fkc=10MPa，坝基为较完整的微风化花岗片麻岩，标准抗压强度fkR=80MPa 试核算基本组合的设计洪水位情况下 (1)计算坝基面A、B及折坡处水平面C、D点的应力x、y、及主应力； (2)坝趾B抗压强度和坝踵A应力是否满足要求； (3)根据所计算的稳定安全系数及应力情况．讨论此坝断面设计是否得当；

大型坝体结构的应力分析与设计

大型坝体结构的应力分析与设计引言：大型坝体结构是水利工程中的重要组成部分，也是保障人们生产生活用水的重要策略。

在坝体结构设计中，应力分析是至关重要的环节。

本文将探讨大型坝体结构的应力分析与设计。

一、坝体结构的分类根据坝体材料和结构形式的不同，坝体结构可分为重力坝、拱坝、引力坝和填土坝等几种类型。

不同类型的坝体结构在力学特性及受力条件上存在差异，因此应力分析与设计也有所不同。

二、应力分析的基本原理坝体结构受到各种内外力的作用，主要包括水压力、浸渍力、温差应力、地震力以及重力等。

在应力分析中，需要考虑这些力的大小和方向，并计算出坝体结构的应力分布情况，以确保其稳定性和安全性。

三、材料力学参数的确定在应力分析与设计中，材料力学参数的确定是非常重要的。

常用的参数包括杨氏模量、泊松比、拉伸强度、抗压强度等。

这些参数需要通过试验或经验来确定，以保证所选取的材料能够满足工程要求。

四、应力分析的方法常用的应力分析方法包括解析方法和数值方法。

解析方法是基于数学模型和方程组的推导和求解，具有精确性和可靠性；而数值方法则是通过将坝体结构离散化为小单元，并应用数学模型和计算程序进行求解，具有较高的计算效率。

五、应力分布的计算和分析在应力分析中，需要计算和分析坝体结构的应力分布情况。

通常可以采用有限元分析等数值方法来求解复杂坝体结构的应力分布。

通过分析应力分布情况，可以评估结构的稳定性，并作出合理的修正和优化设计。

六、应力分析的结果与设计优化应力分析的结果对于坝体结构的设计优化非常重要。

通过分析结果，可以判断结构的强度和稳定性是否满足要求，并作出合理的调整和改进。

在设计优化中，需要综合考虑结构的安全性、经济性和实用性等因素。

七、结构施工与监测应力分析与设计只是坝体结构的一部分，施工与监测也同样重要。

在施工中，需要根据设计要求进行施工工艺选择，并对结构的质量进行严格控制。

同时，还需要设置合理的监测系统，及时获取结构的变形和应力信息，以便及时采取措施保障结构的安全。

基于弹性力学理论的重力坝应力计算方法

（）：＝ｒ００
Ｚ）ｙａｔ＋ｍ（）ｙａａ＝（＝ｔｎ￣ｔｎ０
．
１９．１
ｌ（）ｙａｏ＋ｍ（）ｙａｏ＝＝ｔｎＬ＝ｔｎｔ０
（）４
整理则得：
Ｄ＝ｐｇ，＝０，Ｃ
Ａｐ１ｏｏ — ａｇｃｔＯ，ｇｃｒｔｐｏ‘ ｔ
１坝体受力的等效转化．
一
般情况下，体重力坝的上游坡率取１０２—１０下游坝坡可采用１０８～１０６实：．：，：．：．。在合理情况下，做
如图１的简化，上游取１０下游取１０７，：，：．５同时下游水位和土压力等暂不考虑。进行这种简化的目的旨在给出合理的公式，以体现该计算方法与材料力学的比较并便于计算。如图１为一般重力坝简化模型，以求给出坝体内部由于自重以及上游水压力产生的应力的计算公式。当考虑其他荷载作用时，算模型可做同等计简化。图２为图１的受力情况，水位ｈ为任意高度，坝顶宽度，的密度用Ｐ表示，ｂ为水坝体的密度用Ｐ表示，面其他尺寸如图１所示，断由叠加原理可知图２的受力等效于图３图４图５与图６的受力叠加。、、
第２９卷
Ｖｏ１２．９
第３期
Ｎｏ３．
中州大学学报
ＪＲＮＡＬＯＦＺＯＵＨＯＮＧＨＯＵＮＩＥＲＳＴＺＵＶＩＹ
２１０２年６月

基于重力坝应力计算及稳定分析的优化设计

基于重力坝应力计算及稳定分析的优化设计重力坝是一种常见的水利工程结构，其稳定性是设计中需要考虑的重要问题。

在设计重力坝时，需要对其应力进行计算和稳定性进行分析，并进行优化设计。

首先，重力坝的应力计算需要考虑以下几个方面。

首先是坝体自重的计算，包括坝体上升水压力和上升地下水压力。

其次是坝顶压力的计算，包括抗倾覆稳定和抗滑移稳定的力学分析。

还需要考虑水侧坝体的压力计算，包括水压头的作用和大坝的承压强度。

最后是岩质坝体的应力分析，考虑岩性、节理的影响及坝体的变形与稳定性。

为了保证重力坝的稳定性，需要进行稳定分析。

稳定分析主要包括抗倾覆稳定和抗滑移稳定两个方面。

抗倾覆稳定分析是为了防止重力坝在承受水压力的作用下发生倾覆。

抗滑移稳定分析是为了防止重力坝在地基土的滑移力的作用下发生移动。

通过合理选择坝体的高度、坝基的强度和选择合适的岩质材料，可以有效地提高重力坝的稳定性。

在重力坝的优化设计中，可以从以下几个方面进行考虑。

首先是合理选择重力坝的形式，可以是三角形、梯形或者圆弧形等不同形式，根据工程实际情况进行选择。

其次是选择合适的坝基处理措施，包括混凝土垫层、防渗墙等，可以提高坝体的稳定性。

另外，可以考虑采用辅助措施，如设置消能防冲设施、阻水排水系统等，提高重力坝的安全性。

最后，可以进行不同形式的优化设计，如遗传算法、模拟退火算法等，寻找最优设计方案，既能满足工程要求，又能提高工程的经济性和可行性。

综上所述，基于重力坝的应力计算及稳定分析的优化设计是一个综合性的工程问题。

通过合理的应力计算和稳定分析，可以提高重力坝的稳定性。

同时，通过优化设计，可以选择合适的形式和措施，提高工程的安全性和经济性。

因此，在重力坝的设计中，需要综合考虑各种因素，进行全面的分析和优化设计。

重力坝分析与计算

一、计算荷载组合：坝体自重：区域① W11=10*125*24=30000KN 方向↓ 区域② W12=0.5*113*73.45*24=99598.2KN 方向↓ W1=W11+W12=30000+99598.2=129598.2KN 方向↓ 静水压力：垂直水压力PV=0.5*17*17*0.65*9.8=920.47KN 方向↓ 水平水压力，上游PH1=0.5*γw*H ²=0.5*9.8*120²=70560KN 方向→ 下游PH2=0.5*γw*H ²=0.5*9.8*17²=1416.1KN 方向← 淤沙压力：Ps=0.5*γsb*hs ²*tan ²（45-ⱷs/2）0.5*8.5*21.8²*tan ²（45-27/2）=758.47KN 方向 → 扬压力：浮托力 U1=γw*H*B=9.8*17*83.45=13902.77 KN 方向↑ 渗流力，区域a U2=ωγα***)1(*5.01L H -=0.5*（1-0.2）*103*7*9.80=2826.32KN 方向↑区域b U3=ωγα**1H L =7*0.2*103*9.80=1413.16KN 方向 ↑区域c U4=ωγα***5.02L H =0.5*0.2*103*76.45*9.80=7716.86KN 方向↑ U=U1+U2+U3+U4=13902.77+2826.32+1413.16+7716.86=25859.11KN 方向↑ 荷载计算如下图所示：二、沿坝基面的抗滑稳定分析以单宽坝段作为计算单元，按抗剪断强度公式计算，认为坝体混凝土与基岩接触良好，接触面面积为A ，采用接触面上的抗剪断参数'f 和'c 计算抗滑稳定安全系数。

A=83.45㎡PA c U W f K s∑+-∑=''')(=(0.92*（129598.2+920.47-25859.11）+750*83.45)/(70560-1416.1+758.47)=2.273 满足要求。

重力坝坝体应力计算(好用未考虑扬压力)

1、计算依据：《混凝土重力坝设计规范》（DL5108-1999）2、计算工况：按正常使用极限状态设计，考虑下列两种作用效应组合：a 、短期组合：持久状况或短暂状况下，可变作用的短期效应永久作用效应的组合。

b 、长期组合：持久状况下，可变作用的短期效应永久作用效应的组合。

3、计算公式：a 、短期组合采用下列公式：b 、长期组合采用下列公式：式中： C 1、C 2—结构的功能限值，Ss （·）、S l （·）—作用效应的短期组合、长期组合时的效应函数，γd3、γd4—正常使用极限状态短期组合、长期组合时的结构系数，ρ—可变作用标准值的长期组合系数，规范取ρ=1G K —永久作用标准值，Q K —可变作用标准值，f k —材料性能的标准值，a k —几何参数的标准值（可作为定值处理）4、计算计算中考虑将正常水位作为长期组合，设计水位和校核水位作为短期组合，计算中不考虑扬压力（因为上游面设置了C20混凝土防渗墙）。

因坝体横剖面有两个折点，因此计算分两个截面进行,分别为1078.770和1066.000高程。

计算内容为各截面在各种组合下上、下面的应力（拉应力和压应力）荷载水平方向以向右为正，垂直方向以向下为正，力矩以顺时针方向为正。

4.1 1078.770m 截面4.1.1荷载计算(1).永久作用标准值（自重）：坝顶宽度 3.000m坝顶高程1083.452则截面高4.682m ，截面以上面积S=14.046m 2坝体材料容重为γ= 2.300t/m 3所以坝体自重G K 为：32.3058t 自重到截面中心的力臂为：0.000m 自重到截面中心的力距为：0t·m (2).可变作用标准值：正常水位1081.500水压力=0.5·γ·H 2=3.726t 水压力到截面中心力臂为：0.91m 水压力到截面中心力距为： 3.391t·m坝体应力计算书()310/,,,d K K K K S C a f Q G S g g £()420/,,,d K K K K l C a f Q G S g r g £设计水位1082.300水压力=0.5·γ·H 2=6.230t 水压力到截面中心力臂为：1.177m 水压力到截面中心力距为：7.331t·m校核水位1082.520水压力=0.5·γ·H 2=7.031t水压力到截面中心力臂为： 1.250m水压力到截面中心力距为：8.789t·m4.1.2应力计算：应力计算参照《土力学》，公式如下：式中：Pmin,Pmax—截面最小、最大压力，Mx —荷载对x—x 轴的力矩，Ix —基础底面积对x—x 轴的惯性矩P=32.3058(正常、设计、校核)A=B×1= 3.000M x= 3.391正常水位7.331设计水位8.789校核水位34.1.1荷载计算(1).永久作用标准值（自重）：永久作用荷载计算分矩形和三角形两部分A 、矩形部分坝顶宽度 3.000m坝顶高程1083.452则截面高17.452m,截面以上矩形面积S 52.356m 2坝体材料容重为γ= 2.300t/m 3所以坝体自重G 1K 为：120.4188t自重到截面中心的力臂L 1为：-5.100m自重到截面中心的力距M 1为：-614.136t·mB 、三角形部分三角形高:12.77截面底宽：13.216则三角形底面宽度=10.216三角形面积S △=65.229坝体材料容重为γ= 2.300t/m 3y I M A P p x x ±=maxmin,所以坝体自重G 2K 为：150.027t自重到截面中心的力臂L 2为：-0.203m自重到截面中心的力距M 2为：-30.405t·m(2).可变作用标准值：正常水位1081.500水压力=0.5·γ·H 2=120.125t水压力到截面中心力臂为： 5.1666667m水压力到截面中心力距为：620.646t·m设计水位1082.300水压力=0.5·γ·H 2=132.845t 水压力到截面中心力臂为：5.433m 水压力到截面中心力距为：721.791t·m校核水位1082.520水压力=0.5·γ·H 2=136.455t水压力到截面中心力臂为： 5.507m水压力到截面中心力距为：751.413t·m4.1.2应力计算：应力计算参照《土力学》，公式如下：式中：Pmin,Pmax—截面最小、最大压力，Mx —荷载对x—x 轴的力矩，Ix —基础底面积对x—x 轴的惯性矩P=120.4188(正常、设计、校核)A=B×1=13.216M x=-23.896正常水位77.250设计水位106.872校核水位3 本工程坝体材料为C10混凝土砌毛石，毛石石料等级为500，查《浆砌石重力坝设计规范》，其允许压力值为，基本组合82.9t/m 2，特殊组合110t/m 2因此，根据上述计算可知，坝体满足最小应力大于0，最大压应力小于坝体允许抗压应力。

重力坝计算书

精品文档。

I 欢迎下载目录摘要 ............................................................... Ⅳ ABSTRACT (Ⅴ)第一章非溢流坝设计计算 .............................. 错误！未定义书签。

1.1堤顶及防浪墙高程确定 (1)1.1.1堤顶高程计算公式 (1)1.1.2安全加高 (1)1.1.3波高及雍高计算公式 (1)1.1.4坝顶超高计算 (2)1.2重力坝剖面设计 (5)1.3重力坝挡水坝段荷载计 (6)1.3.1基本原理与荷载组合 (6)1.3.2坝体自重计算 (6)1.3.2.1坝体自重计算公式 (6)1.3.3.2按实体重力坝计算坝体自重及力矩 (6)1.4静水压力计算 (8)1.4.1静水压力计算公式 (8)1.4.2设计工况 (8)1.4.3校核工况 (10)1.4.4正常使用工况 (12)1.5扬压力计算 (14)1.5.1扬压力 (14)1.5.2设计工况 (14)1.5.3校核工况 (15)1.5.4正常使用工况 (16)1.6淤沙压力 (17)1.6.1水平淤沙压力公式 (17)1.6.2淤沙浮容重计算 (17)1.6.3淤沙高程 (18)1.6.4淤沙压力及其力矩计算 (18)1.7波浪压力及其力矩 (19)1.7.1波浪压力公式 (19)1.7.2设计工况 (19)1.7.3校核工况 (19)1.7基本作用荷载各种工况下的W ∑、∑P 和M ∑ (20)1.8极限状态设计法分析挡水坝段稳定 (21)1.8.1承载能力极限状态设计式 (21)1.8.2正常使用极限状态设计式 (23)1.8.3坝段抗滑稳定验算 (24)1.8.3.1基本组合工况 (24)1.8.3.2偶然组合工况 (24)1.8.4坝段坝趾抗压强度验算 (24)1.8.4.1计入扬压力时的基本组合工况 (24)1.8.4.2计入扬压力时的偶然组合工况 (25)1.8.4.3不计入扬压力时的基本组合工况 (25)1.8.4.4不计入扬压力时的偶然组合工况 (25)1.8.4.5坝段坝蹱不出现拉应力计算 (25)1.9挡水坝段应力分析 (26)1.9.1基本假定 (26)1.9.2不考虑扬压力时的边缘应力计算 (26)1.9.2.1边缘应力计算公式 (26)1.9.2.2设计工况边缘应力计算 (27)1.9.2.3校核工况边缘应力计算 (28)1.9.3考虑扬压力时的边缘应力计算 (29)1.9.3.1边缘应力计算公式 (29)1.9.3.2设计工况边缘应力计算 (30)1.9.3.3校核工况边缘应力计算 (31)第二章溢流坝设计计算 (33)2.1溢洪堰堰型选择 (33)2.2溢洪道水力计算 (33)2.3溢流堰堰面曲线 (34)2.3.1溢流堰堰顶高程 (34)精品文档。

重力坝稳定及应力计算

坝体强度承载能力极限状态计算及坝体稳定承载能力极限状态计算〔一〕、基本资料坝顶高程：m校核洪水位〔P = 0.5 %〕上游：m下游：m正常蓄水位上游：m下游：m死水位：m混凝土容重：24 KN/m3坝前淤沙高程：m泥沙浮容重：5 KN/m3混凝土与基岩间抗剪断参数值：f `c `= 0.2 Mpa坝基基岩承载力：［f］= 400 Kpa坝基垫层混凝土：C15坝体混凝土：C1050年一遇最大风速：v 0 = 19.44 m/s多年平均最大风速为：v 0 `= 12.9 m/s吹程D = 1000 m〔二〕、坝体断面1、非溢流坝段标准剖面(1)荷载作用的标准值计算〔以单宽计算〕 m ，下游水位1094.89m 〕 ① 竖向力〔自重〕W 1 = 24×5×17 = 2040 KN W 2 = 24×× /2 = KN W 3×〔〕2× /2 = KN ∑W = KNW 1作用点至O 点的力臂为： (13.6-5) /2 = 4.3 m W 2作用点至O 点的力臂为：m 067.16.83226.13=⨯- W 3作用点至O 点的力臂为：m 6.58.0)10905.1094(3126.13=⨯-⨯-竖向力对O点的弯矩〔顺时针为“－”，逆时针为“+”〕：M OW1 = 2040×4.3 = 8772 KN·mM OW2 = －×1.067 = －1183.7 KN·mM OW3 = －×5.6 = －445 KN·m∑M OW = 7143.3 KN·m②静水压力〔水平力〕P1 = γH12×－1090)2 /2= －1178.4 KNP2 =γH22×(1094.89-1090)2 /2 = KN∑P = －KNP1作用点至O点的力臂为：－P2作用点至O点的力臂为：－静水压力对O点的弯矩〔顺时针为“－”，逆时针为“+”〕：M OP1 ×5.167 = －6089 KN·mM OP2 ×1.63 = 191.2 KN·m∑M OP = －5897.8 KN·m③扬压力扬压力示意图请见下页附图：H1 = －1090 = 15.5 mH2 = －1090 = m(H1 －H1) = －m计算扬压力如下：U1××= KNU2 = 9.81 ××/2 = KN∑U = KNU1作用点至O点的力臂为：0 mU2作用点至O点的力臂为：13.6 / 2－竖向力对O点的弯矩〔顺时针为“－”，逆时针为“+”〕：M OU1 = 0 KN·mM OU2 = －×2.267 = －1604.6 KN·m∑M OU = －1604.6 KN·m④浪压力〔直墙式〕浪压力计算简图如下：由确定坝顶超高计算时已知如下数据：单位：m使波浪破碎的临界水深计算如下：%1%122ln 4h L h L L H m m m cr πππ-+=将数据代入上式中得到： 013.183.02644.783.02644.7ln 4644.7=-+=πππcr H 由判定条件可知，本计算符合⑴H ≥H cr 和H ≥L m /2，单位长度上的浪压力标准值按下式计算：)(41%1Z m W Wkh h L P +=γ 式中：γw ── KN/m 3 其余计算参数已有计算结果。

重力坝毕业设计计算书

3.3.1 反弧段半径及特征点的确定.................................... - 32 3.3.2 水面线的计算................................................ - 33 3.3.3 直线段与曲线段的切点计算.................................... - 34 3.3.4 自然掺气后水面线的确定 ...................................... - 35 3.4 闸门设计 ..........................................................- 35 3.5 边墙设计 ..........................................................- 36 3.6 堰顶上游剖面设计 ..................................................- 36 -
参考文献 .................................................. - 44 -
精品资料
_______ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ______________________________________________________________________________________________________
1.1 建筑物级别 .........................................................- 1 1.2 设计洪水的计算 .....................................................- 1 -

混凝土重力坝坝体应力数值计算的可视化

维普资讯
第６卷第１期２００８年３月
水利与建筑工程学报
ＪｕｎｌｆＷａｅｓｕｃｓａｄＡｒｈｔｃｕａＥｇｎｅｉｇｏｒａｏｔｒＲｅｏｒｅｎｃｉｔｒｌｎｉｅｒｎｅ
Ｖｏ．．１６Ｎｏ１Ｍａ．２０８ｒ，０
ｍｅｈｄ，ａｌａｅｄｓｒｕｉｎｆｔｅａｅｒｉｅ，ｉａｒｖｄｒｍｐｅｎｉｃｓｅｓｉｌｒｄ — ｔｏｓｗｅｓｔｉｉｔｓｒｓｔｃｅｇｖｎｗｈｃｃｎｐｏｉｅｍｏｅｓｌａｄｄｒｔｔｓｅｆｅ１ｈｔｂｏｏｓｒａｈｉｅｒｆｄｏ
ｇｉｅｈｄｏｈｈｎｅｔｐｌｎｔｒｄｍｔｏｆｔｅｃａｇｄｓｅｅｇｈ．Ｔｈｉｌａｃｌｔｎｆｒｓｒｓｏｉｅｓｂｏｇｔａｏｔｂｐｉｅｉｔｒｏａｉｎｅｓｍｐｅｃｌｕａｉｏｔｅｓｉｌｓｉｒｕｈｂｕｙａｓｌｎｅｐｌｔｏｏｓｎｎ
混凝土重力坝应力计算的主要方法是理论计算法，分为
材料力学法、性理论法和弹塑性理论法，材料力学法至弹但
今仍被认为是计算重力坝应力和设计坝剖面的基本的常用
方法【．。该方法是沿坝纵向取单位长度的坝段来研究，Ｉｊ２应力计算的实质是利用截面法，坝段不同高度上用水平计算在截面将坝体截断，计算截面以上的坝体为研究对象，研取该究坝段可以认为是固接在计算截面以下的坝体或基础上的矩形变截面悬臂梁。对不同计算截面上各个点处微元体上的应力计算，文在建立不随计算截面变化的统一坐标系本图１重力坝应力函数计算断面图

重力坝计算稿（excel）

重⼒坝计算稿（excel）2.1 基本资料⑴⽔库⽔位⑵泥沙⑶计算基本参数2.2 ⾮溢流坝断⾯尺⼨拟定2.3 荷载计算符号规定：竖向作⽤⼒以向下为“+”、⽔平向作⽤⼒以指向下游为“+”、弯矩以逆时针为“+”。

⑴坝体⾃重G1（↓）及其对坝基截⾯形⼼轴的⼒矩M G1（逆时针）计算公式：2 ⾮溢流坝实⽤剖⾯沿建基⾯稳定及应⼒计算()?++=2211121hbhbbHGcγ---+?-+?--= 2 1 2 2 1 1 1 12 13 2 2 2 1 2 1 2 b b b B h b b B h b b b B bH M c G γ⑵上游⽔平向⽔压⼒P 1（→）及其对坝基截⾯形⼼轴的⼒矩M P1（顺时针）计算公式：坝体⾃重G 1计算成果表坝体⾃重G 1对坝基截⾯形⼼轴的⼒矩M G1计算成果表23121h P w γ=33161h Mw P γ-=式中：h 3——上游⾯作⽤⽔头上游⽔平向⽔压⼒P 1及其对坝基截⾯形⼼轴的⼒矩M P1 23121h P w γ=242321h m G w γ=--=4233312h m B G M G⑹上游⽔平向淤沙压⼒P sk （→）及其对坝基截⾯形⼼轴的⼒矩M psk （顺时针）计算公式：⑺上游⽔平向浪压⼒P wk （→）及其对坝基截⾯形⼼轴的⼒矩M pwk （顺时针）计算公式：上游⽔平向浪压⼒P wk 及其对坝基截⾯形⼼轴的⼒矩M Pwk上游⽔平向淤沙压⼒P sk 及其对坝基截⾯形⼼轴的⼒矩M Psk下游竖直向⽔压⼒G 3及其对坝基截⾯形⼼轴的⼒矩M G3s sk Psk h P M 31-=()z m w wk h h L P +=%141γ()%13%13%132312h h L h L L h h h h h L P M z m m m z z m wkPwk +?---++??? ??++-=??? ?-=245tan 2122s s sb sk h P γ⑻扬压⼒U（↑）及其对坝基截⾯形⼼轴的⼒矩M U （顺时针）①当坝基设有防渗帷幕和排⽔孔，⽽未设下游副排⽔孔和抽排系统时按如下图形及公式计算扬压⼒。

重力坝抗滑稳定与应力计算

项目名称：几亚凯勒塔（KALETA）水电站工程项目阶段：复核阶段计算书名称：重力坝抗滑稳定及应力计算审查：校核：计算：黄河勘测规划设计Yellow River Engineering Consulting Co. ,Ltd.二〇一二年四月目录1.计算说明 (1)1.1 目的与要求 (1)1.2 基本数据 (1)2.计算参数和研究方法 (1)2.1 荷载组合 (1)2.2 计算参数及控制标准 (2)2.3 计算理论和方法 (3)3.计算过程 (4)3.1 荷载计算 (4)3.1.1 自重 (4)3.1.2 水压力 (4)3.1.3 扬压力 (6)3.1.4 地震荷载 (7)3.2 安全系数及应力计算 (9)4.结果汇总 (11)1.计算说明1.1 目的与要求下列计算是有关挡水坝段、溢流坝段、进水口、底孔坝段抗滑稳定性和基底应力计算。