重力坝课程设计报告样本

1.课程设计目

课程设计涉及重力坝设计重要理论与计算问题，通过课程设计可以达到综合训练目。

学会融会贯通“水工建筑物”课程所学专业理论知识，完毕重力坝较完整设计计算过程，以加深对所学理论理解与应用。培养综合运用已学基本理论知识和专业知识来解决基本工程设计问题初步技能，全面分析考虑问题思想办法、工作办法。

培养设计计算、绘图、编写设计文献、使用规范手册和应用计算机能力。提高查阅和应用参照文献和资料能力。

2.课程设计题目描述和规定

2.1设计任务、内容及作法

一、设计任务：重力坝典型剖面设计

二、设计内容

依照提供水文、水利计算成果，在分析研究所提供资料基本上，进行水工建筑物设计工作，设计深度为初步设计。重要设计内容为：

1、拟定水利枢纽工程和水工建筑物级别、洪水原则

2、通过稳定、强度分析，拟定坝体经济断面尺寸；

3、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；

4、坝体细部构造设计：廊道布置、坝体止水、坝体排水及基本防渗和排水等。

规定成果：

1、设计计算阐明书一份；

2、A3设计图纸两张。

三、设计作法

从分析基本资料做起，复习消化课堂内容，参照规范[1～3]

各相应某些进行设

计，对设计参数选用、方案拟定等要多加思考。

设计所需基本资料，除已给定之外，要自行研究拟定。 2.2基本资料

一、设计原则：某水库位于某河道上游，库区所在位置属高山峡谷地区。依照本地经济发展规定需修建水库，该工程以发电、灌溉、防洪为主。拟建水库总库容1.33亿立方米，电站装机容量9600kw 。工程级别、建筑物级别以及各项控制原则、指标按现行国家规范规范[4]自行拟定。

二、坝基地质条件

1、开挖原则：本工程坝体在河床某些基岩设计高程原定在827.2m 。

2、力学指标：坝体与坝基面接触面抗剪断摩擦系数f ＇=1.04，粘结力系数c ＇＝900kPa 。

3、基岩抗压强度：15002/cm kg 三、特性水位

经水库规划计算，坝址上、下游特性水位如下：

P=0.1%校核洪水位为909.92m ，相应下游水位为861.15m ；

P=1% 设计洪水位为907.32m ，相应下游水位为859.80m ； 正常挡水位为905.70m ；相应下游水位为855.70m ； 淤沙高程为842.20m ；

四、荷载及荷载组合

荷载应按实际状况进行分析，决定计算内容。荷载组合依照实际状况参照规范[1～3]规定。详细计算时每人选用1种有代表性或预计其为控制性组合进行设计计算。

关于荷载资料如下，未经列出者由设计者自行拟定。 1、筑坝材料：混凝土容重24=c γ3/m kN 。

2、坝基扬压力、坝基防渗解决：依照水库地基状况，设立帷幕灌浆和排水孔幕。为简化计算起见，扬压力折减系数取0.3。

3、风速与吹程：坝址洪水期近年平均最大风速18.1m/s，洪水期50年重现期最大风速25m/s，坝前吹程1公里。

ϕ。

4、水库淤沙：淤沙浮容重为8.03

/m

kN，淤沙内摩擦角

=

12

5、坝址地震基本烈度：依照“中华人民共和国地震烈度区划图”坝址位于7度区，设防烈度按7度考虑。

6、坝顶有普通交通规定。

3.课程设计报告内容

3.1工程等别及建筑物级别拟定

水利部、原能源部颁布水利水电工程分等分级指标，将水利水电工程依照其工程规模、效益和在国民经济中重要性分为五等，见表2-1-1

表3-1-1 水利水电工程分等指标

本设计中，水库总库容为1.33亿3

m，由表3-1-1可知，工程等别为Ⅱ级；电站装机容量为9600kW，由表3-1-1可知，工程等别为Ⅴ级。

故拟定该工程等别为Ⅱ级。

水利水电工程中永久性水工建筑物和暂时性水工建筑物，依照其所属工程等

别及在工程中作用和重要性划分为五等和三等，见表3-1-2。

表3-1-2 永久性水工建筑物级别

由于拟定了水利工程等别为Ⅱ级，查表3-2可知，重要建筑物级别拟定为2级，次要建筑物级别拟定为3级。

本设计未设计暂时性水工建筑物。 3.2初步拟定坝体断面 3.2.1基本剖面尺寸拟定

假定基本剖面为三角形，上游水位与坝顶齐平，扬压力、静水压力均为三角形分布，拟定满足强度和稳定条件下最小坝底宽度T 。

一、按满足强度条件拟定坝底最小宽度T 当库满时：()∑-+=

-+=w w c TH

U W W W αγβγγ2

21 ∑⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---+-=w w w w c c T H H T M αγγβγβγβγγ222

2223212 上游边沿铅直正应力()()⎥⎦⎤

⎢⎣⎡---+-=2221T H H w w w c yu

γαγββγβγσ (1)

下游边沿铅直正应力()⎥⎦⎤

⎢⎣

⎡+--=221T H H w w c yd

γββγβγσ (2)

当库空时，令式(1)、式(2)中w γ=0，得：

上游边沿铅直正应力()βγσ-=1H c yu (3) 下游边沿铅直正应力βγσH c yd = (4)

强度控制条件是坝基面不容许浮现拉应力。当库空时，由式(3)可以看出：只要β在0～1之间，即上游坡度取正坡，坝基面不浮现拉应力。当库满时要使上游不浮现拉应力，可令式(2)中=yu σ0，求得坝底宽度为：

()()αβββγγ--+-=

21w

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，下游坝面不浮现拉应力，可取β=0，求得上游坝面为铅直面三角形基本剖面最小底宽αγγ-=

w

c

H

T 。

本设计中取坝顶水位为校核洪水位，则

m m H 8372.822.82792.909≈=-=

m H

T w

c

573.081

.924

83

=--

-=

αγγ

kN P H w 55.337902

1218381.922

=⨯⨯==

∑γ kN W HT c 567725783242121=⨯⨯⨯==∑γ kN U HT w 67.6961578381.93.021

21=⨯⨯⨯⨯==γα

二、按满足稳定条件拟定坝底最小宽度T

将求得∑P 、∑W 、U 及由强度规定得出T 代入()∑∑+-=

P

A

c U W f K ''，

若满足规定，则由强度条件拟定最小坝底宽T 就是坝底最小宽度。若不满足规定则将坝底宽T 增大，直到满足抗滑稳定规定为止。

()5.219.355

.337901

57980)67.696156772(04.1'' =⨯⨯+-=

+-=∑∑P

A

c U W f K ，满足规

定。

综上：m T m H 57,83==