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　　1F411023  水工建筑物結(jié)構(gòu)受力狀況及主要設(shè)計方法

　　一、水工建筑物的分類

　　1.按功能分為以下類型：

　　(1)擋水建筑物：如各種壩和水閘以及抗御洪水，或沿江河海岸修建的堤防、海塘等。

　　(2)泄水建筑物：如各種溢流壩、壩身泄水孔、岸邊溢洪道和泄水隧洞等。

　　(3)輸水建筑物：如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸等。

　　(4)取(進)水建筑物：如引水隧洞的進水口段、灌溉渠首和供水用的進水閘、揚水站等。

　　(5)渠系建筑物：如渠道上的節(jié)制閘、分水閘、渡槽、沉沙池、沖沙閘、跌水、陡坡等。

　　(6)河道整治建筑物：如丁壩、順壩、導流堤、護底和護岸等。

　　(7)專門建筑物:用于發(fā)電、通航、過木、過魚等單一目的的建筑物，如水電站、船閘、升船機、魚道、魚閘、過木道(機)、筏道等。

　　有些水工建筑物的作用并不是單一的。例如溢流壩既起擋水作用，又起泄水作用;水閘既可擋水，又能泄水，還可作為灌溉渠首或供水工程的取水建筑物等。

　　2. 按使用期限可分為永久性水工建筑物和臨時性水工建筑物。

　　1)永久性建筑物

　　(1)主要建筑物：是指失事后造成下游災(zāi)害或嚴重影響工程效益的水工建筑物。例如：壩、泄水建筑物、輸水建筑物及電站廠房等。

　　(2)次要建筑物：例如：失事后不影響主要建筑物和設(shè)備運行的擋土墻、導流墻、工作橋及護岸等。

　　2)臨時性建筑物

　　臨時性建筑物是指工程施工期間使用的建筑物，如圍堰、導流隧洞、導流明渠等。

　　3. 一項水利工程往往有幾個不同作用的水 工建筑物相互配合，協(xié)同運行，形成水工建筑物綜合體，稱之為水利工程樞紐，分為蓄水樞紐、取水樞紐(又稱為引水樞紐、渠首工程)和提水樞紐等。

　　二、水工建筑物結(jié)構(gòu)荷載

　　1.永久荷載：結(jié)構(gòu)自重和永久設(shè)備自重、土壓力、淤沙壓力(有排沙設(shè)施時可列為偶然荷載)、地應(yīng)力、圍巖壓力、預應(yīng)力錨固荷載。

　　2.可變荷載：靜水壓力、外水壓力、揚壓力、動水壓力、風荷載、雪荷載、冰壓力、凍脹力、浪壓力、樓面活荷載、平臺活荷載、橋機荷載、閘門啟閉機荷載、溫度荷載、灌漿荷載、土壤空隙水壓力、系纜力、撞擊力等。

　　3.偶然荷載：包括地震荷載、校核洪水位時的靜水壓力等。

　　三、水工建筑物的基本設(shè)計方法

　　(1)理論分析。

　　(2)試驗研究。

　　(3)原型觀測。

　　(4)工程類比。

　　四、水工建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本方法

　　1.單一安全系數(shù)法

　　2.分項系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計法

　　水工混凝土結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩類。

　　五、典型水工建筑物結(jié)構(gòu)受力分析

　　1.重力壩

　　2.水閘

　　3.水工擋土墻

　　六、水工建筑物抗滑穩(wěn)定分析

　　穩(wěn)定分析采用整體宏觀的半經(jīng)驗法。

　　重力壩失穩(wěn)一般發(fā)生在壩底與基巖的接觸面，通常校核重力壩沿壩基面的抗滑穩(wěn)定。

　　七、水工建筑物應(yīng)力分析

　　1.重力壩應(yīng)力分析的方法可歸納為理論計算和模型試驗兩大類。

　　2.重力壩壩基面的最大垂直壓應(yīng)力應(yīng)小于壩基容許壓應(yīng)力，最小垂直壓應(yīng)力應(yīng)大于零;在地震情況下，壩基允許出現(xiàn)不大的拉應(yīng)力。

　　八、水工建筑物滲流分析【重要】

　　主要內(nèi)容：確定滲透壓力;確定滲透坡降(或流速);確定滲流量。

　　對土石壩，還應(yīng)確定浸潤線的位置。(13、15考點)

　　十、水工建筑物抗震設(shè)計

　　水庫的修建往往可以誘發(fā)地震。

　　地震荷載包括：地震慣性力、水平向地震動水壓力和地震動土壓力等。

　　基本烈度：指建筑物所在地區(qū)在今后一定時期內(nèi)可能遭遇的最大地震烈度。

　　設(shè)計烈度：抗震設(shè)計中實際采用的烈度。對于重要建筑物的設(shè)計烈度可在基本烈度的基礎(chǔ)上提高1度。