文档介绍：荷载与结构设计方法
第三章水作用
第三章水作用
本章内容
第一节静水压力
第二节流水压力
第三节波浪作用力
第四节冰压力
第五节撞击力
第六节浮托力
第三章水作用
水以不同的存在形态和作用方式对结构物产生作用力。
水库堤坝、河流桥墩:静水压力和流水压力作用;
港口建筑、沿海堤坝:波浪冲击力作用。
第三章水作用
北方严冬,千里冰封,河流结冻,引起冻胀力;
春暖花开,河流解冻,冰堆推移,流冰冲击,产生冰压力。
第三章水作用 第一节静水压力
在实际工程中,设计和建造水闸、堤坝、桥墩和码头时,必须考虑水在结构物表面产生的静水压力。静水压力是指静止液体对其接触面产生的压力。
静水压强具有两个特征:
(1)静水压强垂直于作用面,并指向作用面内部;
(2)静止液体中任一点处各方向的静水压强都相等。
静水压强=液体表面压强+液体内部压强
第三章水作用 第一节静水压力
工程中只考虑相对压强(扣除大气压),即:
式中 pa——自由水面下作用在结构物任一点a的压强;
ha——结构物上的水压强计算点a到水面的距离(m);
g——水的重度(kN/m3)。
第三章水作用 第一节静水压力
静水压力的大小及分布:
(1)与水深呈线性关系,随水深按比例增加;
(2)水压力作用在结构物表面法线方向,其分布与受压面形状有关,分布图的外包线为直线或曲线。
第三章水作用 第二节流水压力
位于流水中的桥墩,其上游迎水面受到流水冲击作用。流水受到桥墩阻碍,对桥墩施加压力。
等速流动的河流可视为流速为v的平面流场,流线为互相平行的水平线。
第三章水作用 第二节流水压力
一、水流流经结构物特征
等速流动的河流中放置一桥墩,流线在接近柱体时流动受阻,在桥墩前一分为二,沿柱面两侧向后流动,桥墩后出现旋涡区。
第三章水作用 第二节流水压力
等速流动的河流中放置一圆柱体(桥墩),流线在接近圆柱体时流动受阻,流速减小,压强增大。
到达a点,流线停滞,流速为零,压强最大,a点称为停滞点。
a点开始,一分为二,沿柱面两侧向前流动,形成边界层流动,到达b点。
a
b
e