河海大學水工建筑物復習

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1、第一章總論水工建筑物：就是在水的靜力或動力作用下工作，并與水發(fā)生相互影響的各種建筑物。水利樞紐：多種水工建筑物組成的綜合體。分類：1擋水建筑物2泄水建筑物3引水建筑物4整治建筑物5專門建筑物。引水建筑物包括取水建筑物和輸水建筑物。水利樞紐“三大件”：擋水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物水工建筑物的特點（1）由于水的作用，建筑物的工作條件復雜（2）設(shè)計獨特性（3）施工條件復雜（4）意義重大，失事后果嚴重河川水利樞紐對環(huán)境的影響：物理影響1.淤積和沖刷：上游：流速降低，泥沙淤積，下游：清水下泄，加大沖刷2.氣候變化、誘發(fā)地震、邊坡失穩(wěn)。生態(tài)影響1.水庫養(yǎng)魚，但阻礙回游2.調(diào)蓄

2、水量，但水溫不一定適應作物生長3.增加了傳播疾病有利條件（釘螺、瘧蚊）4.庫水化學成分改變，影響生物5.大庫影響氣候變化6.大量淹沒水利樞紐分等：水利部《水利水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計標準》規(guī)定，水利水電樞紐工程分為五等。山區(qū)、丘陵區(qū)部分劃分依據(jù)為（1）總庫容：校核洪水位以下庫容（2）防洪：保護城鎮(zhèn)及工礦區(qū)，保護農(nóng)田面積（3）灌溉面積（設(shè)計）（4）水電站裝機。平原、濱海地區(qū)劃分依據(jù)為（1）總庫容：校核洪水位以下庫容（2）防洪：保護城鎮(zhèn)及工礦區(qū)，保護農(nóng)田面積（3）排澇面積（4）灌溉面積（設(shè)計）（5）供水——城鎮(zhèn)、工礦區(qū)（6）水電站裝機水工建筑物分級：根據(jù)工程等別、建筑物在

3、樞紐中的重要性（永久、臨時），確定水工建筑物的級別。在特殊情況下，可適當提高建筑物級別1-2級。（1）永久性建筑物—樞紐工程運行期間使用的建筑物。主要建筑物—失事后將造成下游災害或嚴重影響工程效益，如：壩、泄洪建筑物、輸水建筑物、電站廠房等。次要建筑物—失事后對下游沒有災害或?qū)こ绦б嬗绊懖淮?，如導流墻作橋護岸等（2）臨時性建筑物—樞紐施工期間使用的建筑物，如：導流建筑物不同級別的水工建筑物不同的要求：不同級別的水工建筑物在規(guī)劃、設(shè)計、施工管理方面的要求不同，級別越高，要求越高。主要表現(xiàn)為四個方面：抵御洪水的能力，結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性，建筑材料，運行的可靠性。第二章水工結(jié)

4、構(gòu)上的作用荷載分類：水工建筑物的荷載按隨時間的變異可分為三類：永久作用（基本荷載）、可變作用（基本荷載）、偶然作用（特殊荷載）。永久作用：建筑物及設(shè)備自重，地應力及圍巖壓力，土壓力和淤沙壓力，預應力可變作用：靜水壓力，動水壓力，揚壓力，水錘壓力，浪壓力，外水壓力，風荷載，雪荷載，冰壓力，凍脹力，活荷載，橋機和門機荷載，溫度（變）作用，土壤孔隙水壓力，灌漿壓力偶然作用：地震作用，校核洪水位時的靜水壓力自重：建筑物（壩體）及附屬永久設(shè)備的重量。是維持重力壩穩(wěn)定的主要荷載，由壩的體積和材料重度計算確定。較大孔洞應扣除，永久固定設(shè)備的重量應計入。壩面水壓力：包括靜水壓力、動水壓

5、力、浪壓力。靜水壓力，按水力學原理計算，沿壩面積分，可分解成水平和垂直兩部分。動水壓力，溢流壩泄水，專門研究確定，溢流壩挑流反弧段根據(jù)動量方程計算。假定反弧段起始和末端兩斷面的流速相等，可求得總水平分力和垂直分力。揚壓力由兩部分組成：下游水深產(chǎn)生的浮托力，上下游水頭產(chǎn)生的滲透壓力。土壓力：主動土壓力、被動土壓力、壩前泥沙壓力。主動土壓力和被動土壓力僅部分岸坡或擋土壩段出現(xiàn)，壩前泥沙壓力僅在存在淤積的壩段出現(xiàn)。泥沙淤積高程隨時間增加而增加，需要確定淤積年限（50~100年）。由于逐年淤積，逐年固結(jié)，淤沙的容重和強度參數(shù)隨時間而變，且隨層而異，因此，計算困難。一般參照經(jīng)驗公

6、式按土壓力計算，斜面上的泥沙壓力還應該考慮淤沙重力。浪壓力：波浪遇壩反射，產(chǎn)生立波（超過浪高一倍）。首先計算浪高、波長、波浪中心線超出靜水面的高度。深水波和淺水波：深水波，當壩前水深大于半波長時，波浪運動不受庫底的影響。淺水波，當壩前水深小于半波長而大于臨界水深時，波浪運動受庫底的影響，臨界水深近似取為(3-5)倍半浪高。波峰所及高程決定壩高中要依據(jù)。冰壓力：靜冰壓力，冬季水庫表面結(jié)成冰蓋，當氣溫升高時，冰層膨脹對壩面產(chǎn)生的擠壓力。動冰壓力，當冰蓋破碎后發(fā)生冰塊流動時，流冰撞擊壩面而產(chǎn)生的沖擊力。冰壓力在高壩設(shè)計荷載中不起控制作用，特別是當水庫操作頻繁或冬季水位長期較低

7、時，可忽略不計。但冰凍作用會破壞材料的耐久性。對低壩、閘墩、胸墻等結(jié)構(gòu)，當冰層較厚或水庫吹程不大時，是主要荷載，應予以考慮。地震作用：1地震慣性力，《水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范》規(guī)定按擬靜力法計算。在靜力法（地震力等于建筑物的質(zhì)量與設(shè)計加速度的乘積，加速度沿建筑物高度不變）的基礎(chǔ)上，考慮到地震時建筑物發(fā)生變形，加速度沿其高度分布是不均勻的，參照動力計算結(jié)果，將加速度沿建筑物高度的分布用某種簡化的圖形（梯形或折線形）來代替，使計算結(jié)果更接近實際。2地震動水壓力3地震土壓力單一安全系數(shù)法：基本荷載：出現(xiàn)概率較大的荷載（壩體及其永久設(shè)備的自重，正常