《水工建筑物》系列课程设计
--------重力坝电算课程设计
指 示 书
一、设计任务：浆砌石重力坝典型剖面设计
二、设计内容：根据提供的水文、水利计算成果，在分析研究所提供的资料的基础上，进行水工建筑物的设计工作，设计深度为初步设计。主要设计内容为： 1、确定水利枢纽工程和水工建筑物的等级、洪水标准 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、坝体排水及基础防渗和排水等。 三、设计作法
分析基本资料，根据课堂所学内容，参照规范[1～3]各相应部分进行设计，对设计参数进行选取、方案进行拟定等。
设计中所需基本资料，除已给定之外，还有自行研究确定的。 四、基本资料
(一)、设计标准：某水库位于某河道的上游，库区所在位置属高山峡谷地区。根据当地的经济发展要求需修建水库，该工程以发电、灌溉、防洪为主。拟建的水库总库容1.33亿立方米，电站装机容量9600kw。工程等级、建筑物级别以及各项控制标准、指标按现行的国家规范规范[4]自行确定。
(二)、坝基地质条件
1、开挖标准：本工程坝体在河床部分的基岩设计高程原定在827.20m。
2、力学指标：坝体与坝基面接触面的抗剪断摩擦系数f＇=1.05，粘结力系数c＇＝
900kPa。
3、基岩抗压强度：1500kg/cm2 (三)、特征水位
经水库规划计算，坝址上、下游特征水位如下：
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
荷载组合根据实际情况并参照规范[1～3]要求。具体计算时选取了1种有代表性或估计
其为控制性的组合进行设计计算。
有关荷载资料如下：
1、筑坝材料：浆砌石容重23.5kN/m3。
2、坝基扬压力、坝基防渗处理：根据水库地基情况，设置帷幕灌浆和排水孔幕，扬压力折减系数取0.3，折减位置距上游坝轴线8m。
3、风速与吹程：坝址洪水期多年平均最大风速18.1m/s，洪水期50年重现期最大风速25m/s，坝前吹程1公里。
4、水库淤沙：淤沙浮容重为8.0kN/m3，淤沙内摩擦角??12?。
5、坝址地震基本烈度：根据“中国地震烈度区划图”坝址位于7度区，设防烈度按7度考虑。
6、坝顶有一般交通要求。 五、设计步骤
(一)、工程等级确定
由于拟建的水库总库容1.33亿立方米，电站装机容量9600kw。按现行的国家规范规范[4]如下表
由以上工程等级规范可得出，工程等级为Ⅱ级。
(二)、初步拟定坝体断面
1、基本剖面尺寸的确定：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，确定满足强度和稳定条件下的最小坝底宽度T。 用设计洪水位（P=1%）初步拟定坝体断面，则有： 单位：m 上游水位 下游水位 校核洪水位(P=0.1%) 909.92 861.15 设计洪水位(P=1%) 907.32 859.80 正常挡水位 905.70 855.70 淤沙高程 842.2 ①按满足强度条件确定坝底的最小宽度T
当库满时： ?W?W1?W2?U?上游水深 下游水深 82.72 33.95 80．12 32.6 78．50 28．50 15 TH(?c??w????w) 2H2T2T2H?M?12(?c?2?c??3?w??2?w?2?2?w???w)
上游边缘铅直正应力?yu?H2??H??c?1?????w??2??????w??w2? (1)
T???H2??H??c???w??1?????w2? (2)
T??下游边缘铅直正应力?yd当库空时，令式(1)、式(2)中?w=0，得：
?W?W1?W2?U?T2H?M?12(?c?2?wTH(?c???w) 2H2T2???w)
上游边缘铅直正应力?yu??cH?1??? (3) 下游边缘铅直正应力?yd??cH? (4) 强度控制条件是坝基面不允许出现拉应力。当库空时，由式(3)可以看出：只要?在0～1之间，即上游坡度取正坡，坝基面不出现拉应力。当库满时要使上游不出现拉应力，可令式(2)中?yu?0，求得坝底宽度为：T?H?c?1??????2??????w，由该式可知，当H为
一定值时，?值越小，则底宽也越小。考虑库空时，下游坝面不出现拉应力，可取?=0，求得上游坝面为铅直面的三角形基本剖面的最小底宽
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