文档介绍：水利水电工程建筑物
主讲教师:孙明权
辅导教师:漆志强
第一章
本章的重点内容:
1、水利枢纽组成;
2、水工建筑物分类、作用和特点;
3、水利枢纽分等及水工建筑物分级。
一、水利枢纽的概念
1、水利工程
(1)概念:水利工程是指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配,以达到除害兴利的目的而修建的工程。
(2)根本任务:除水害和兴水利
(3)分类:
2、水工建筑物:为达到防洪、发电、灌溉、供水等目的,需要修建各种不同类型的建筑物,来控制和支配水流,这样的建筑物统称为水工建筑物。
3、水利枢纽:集中建造的几种水工建筑物配合使用,形成一个有机的综合体。
二、水工建筑物分类、作用和特点
1、水工建筑物按在枢纽中的作用分类:
1、挡水建筑物 2、泄水建筑物 3、输水建筑物
4、取(进)水建筑物 5、整治建筑物 6、专门建筑物
2、水工建筑物特点:
(1)工作条件的复杂性(2)设计选型的独特性
(3)施工建造的艰巨性(4)工程效益的显著性
(5)环境影响的多面性(6)失事后的严重性
三、水利枢纽分等及水工建筑物分级
目的:为使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性恰当地统一起来,所以要对水利枢纽及其组成的建筑物进行分等分级。 分等分级的依据:
首先按水利枢纽工程的规模、效益及其在国民经济中的作用进行分等,然后再对各组成建筑物按其所属枢纽的等别、建筑物在枢纽中所起的作用和重要性进行分级。
第二章、挡水建筑物
重、难点
1、掌握重力坝的工作原理、细部构造及地基处理特点。
2、重点掌握重力坝的作用类型及组合、安全分析的内容和方法、
3、重点掌握拱坝的结构特点、受力特点、荷载特点,掌握拱坝的布置原则。
4、掌握土石坝的特点、土石坝的组成及作用、重点掌握土坝渗流、稳定分析方法。
一、岩基上的重力坝
重力坝的工作原理:在水压力及其他荷载的作用下,主要依靠自重在滑动面上产生的抗滑力来抵消坝前水压力满足稳定的要求,同时依靠坝体自重在水平截面上产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力满足强度的要求。
重力坝的类型:
按坝的高度分类为:高坝、中坝、低坝三类
按照筑坝材料分类可分为:混凝土重力坝和浆砌石重力坝。
按照坝体的结构型式分类可分为:实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝。
按照坝体是否过水可分为:溢流坝和非溢流坝。
按照施工方法分类可分为:浇筑式混凝土重力坝和碾压式混凝土重力坝。
重力坝的设计内容
1、总体布置首先选择坝址、坝轴线和坝的结构型式。确定坝体与两岸及交叉建筑物联接方式。最终确定坝体在枢纽中的布置。
2、剖面设计可参照已建的类似工程,初拟剖面尺寸。
3、稳定分析用单一安全系数法和可靠度理论法,核算坝体沿坝基面或沿地基深层软弱结构面抗滑稳定安全性能。
4、应力分析用材料力学法和可靠度理论法,对坝体材料进行强度较核。
5、构造设计根据施工和运行要求,确定坝体细部构造。(廊道、排水、坝体分缝、止水等)
6、地基处理地基的防渗(帷幕灌浆)、排水、断层、破碎带处理等。
7、溢流重力坝和泄水孔的孔口设计。
8、监测设计包括坝体内部和外部的观测设计,制定大坝的运行、维护和监测条例。
重力坝的稳定分析
单一安全系数法:
抗剪强度公式(摩擦公式)
该方法是把滑动面看成接触面,而不是胶结面,只计滑动面上的摩擦力,而不计凝聚力。抗剪断强度公式
该方法中反映了坝体上的作用(荷载)的不定性和变异性,荷载均为随机变量。设计状态按承载能力极限状态计算。
重力坝的应力分析
目的是为了检验大坝在施工期和运用期是否满足强度要求;并根据应力分布情况进行坝体混凝土标号分区;也为研究坝体某些部位的应力集中和配筋等提供依据。
方法: 1、模型试验法;2、材料力学法;3、弹性理论的解析法;4、弹性理论的有限元法
材料力学方法的基本假定有三条:
(1)坝体混凝土为均质、连续、各向同性的弹性材料。
(2)视坝段为固接于地基上的悬臂梁,不考虑地基变形对坝体应力的影响,并认为各坝段独立工作,横缝不传力。
(3)假定坝体水平截面上的正应力按直线分布,不考虑廊道等对坝体应力的影响。
当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。