重力坝课程设计
重力坝课程设计(优.选)
1.课程设计目的课程设计包括重力坝设计的主要理论与计算问题，通过课程设计可以达到综合训练的目的。
学会融会贯通“水工建筑物”课程所学专业理论知识，完成重力坝较完整的设计计算过程，以加深对所学理论的理解与应用。
培养综合运用已学的基础理论知识和专业知识来解决基本工程设计问题的初步技能，全面分析考虑问题的思想方法、工作方法。
培养设计计算、绘图、编写设计文件、使用规范手册和应用计算机的能力。
提高查阅和应用参考文献和资料的能力。
2.课程设计题目描述和要求2.1设计任务、内容及作法一、设计任务：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。
要求成果：1、设计计算说明书一份；2、A3设计图纸两张。
三、设计作法从分析基本资料做起，复习消化课堂内容，参照规范[1～3]各相应部分进行设计，对设计参数的选取、方案的拟定等要多加思考。
设计所需基本资料，除已给定之外，要自行研究确定。
2.2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827.2m。
2、力学指标：坝体与坝基面接触面的抗剪断摩擦系数f＇=1.04，粘结力系数c＇＝900kPa。
3、基岩抗压强度：15002kg/cm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应按实际情况进行分析，决定计算内容。
重力坝课程设计doc
重力坝课程设计doc
一.重力坝概述
重力坝是一种在河流中建设的大型水利工程，通常由一组拱形结构的混凝土或石头堆
砌而成，它的作用是把流过的河水向上压抑，以提高河流的稳定性，防止洪水，并利用流
过的水势将水压转化为电能供给公众使用。
二.重力坝的设计及施工
1.首先要进行地质勘探研究，以确定建造重力坝的最佳位置和材料。
2.重力坝的设计，要考虑重力坝的高度、深度等参数，还要确定其弯曲度、抗压强度
等技术要求，确定防洪排污设施等。
3.施工难度较大，要求施工人员具备较强的技术水平，建造时需要按照规划进行，尤
其是对混凝土施工要求严格，大坝结构要求较高。
4.建造完毕后，要经常进行检查和维护，以保证重力坝的安全运行。
三.重力坝的应用
1.重力坝的水利社会化应用在于控制洪水、改变河流水质，防止水库中的污染，提高
水生态环境等；
2.在水力发电方面，重力坝利用发电厂结构附属设备，从水势中提取能量而产生电能
供人们使用；
3.重力坝在航向规划中也得到了重要的应用，它可以改变河流的流向，从而改变其航向，有助于渡河船只的安全航行；
4.此外，重力坝建设也是一种美化环境的手段，它不仅能使人们对河流的自然环境被
更好的保护，而且还可以利用湖面动态变化来丰富景观，使河流被点缀成一种美丽的风景。
四.总结
重力坝是水利工程建设中重要的一环，在水力发电、洪水防治、航航向规划及美化景
观等方面均有着重要作用。
但是，由于重力坝设计施工难度较大，施工需求较高，在建设
及运营中均需要考虑多方面的因素，以保证重力坝的安全可靠。
重力坝课程设计.doc88
b.校核洪水位时：
作用效应函数：
坝基面抗剪断系数设计值：
坝基面抗剪断黏聚力设计值：
抗滑稳定抗力函数：
验算抗滑稳定性：
持久状况（基本组合）设计状况系数 ；结构重要性参数 ，本组合结构系数 。根据式
计算结果表明，重力坝在设计洪水位情况下满足承载能力极限状态下的抗滑稳定要求。
上、下游面主应力
上游面主应力：
下游面主应力：
应力计算结果
计算情况
坝堹处
坝趾处
基本组合（设计洪水位）
479.18
0
39.97
497.18
39.97
1682.44
1261.83
946.37
2628.81
0
特殊组合（校核洪水位）
401.1
0
39.97
401.1
39.97
6
1301.7
976.28
设计内容
一、确定工程等级
由校核洪水位446.31m查水库水位———容积曲线读出库容为1.58亿 ，属于大（2）型，永久性水工建筑物中的主要建筑物为Ⅱ级，次要建筑物和临时建筑物为3级。
一、确定坝顶高程
(1)超高值Δh的计算
Δh = h1% + hz + hc
Δh—防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差，m；
圆心O′距C点距离xo’=
根据以上数据，就可以确定溢流坝曲面了。下图就是本次设计的溢流坝曲面。
(3)消能防冲设计
1.选择孔口尺寸和闸墩型式及尺寸：
基本公式：
——总下泄流量
B—计算截面的长度，m。
——上游坝坡；
重力坝教学设计方案
一、教学目标1. 知识目标：- 了解重力坝的基本概念、结构特点及设计原理。
- 掌握重力坝的受力分析、稳定性计算方法。
- 熟悉重力坝的设计流程和施工技术。
2. 能力目标：- 培养学生运用所学知识分析实际工程问题的能力。
- 提高学生进行重力坝设计的基本技能。
- 增强学生的团队协作能力和创新意识。
3. 情感目标：- 激发学生对水利工程学科的兴趣和热爱。
- 培养学生的责任感、使命感和工程伦理意识。
二、教学内容1. 重力坝的基本概念及发展历程。
2. 重力坝的结构特点及设计原理。
3. 重力坝的受力分析及稳定性计算。
4. 重力坝的设计流程及施工技术。
5. 重力坝的工程实例分析。
三、教学方法1. 讲授法：系统讲解重力坝的相关理论知识。
2. 案例分析法：通过实际工程案例，引导学生分析重力坝的设计与施工。
3. 讨论法：分组讨论重力坝设计中的关键问题，培养学生独立思考和解决问题的能力。
4. 实践操作法：通过计算机辅助设计（CAD）软件进行重力坝设计练习，提高学生的实际操作能力。
四、教学过程1. 导入新课：通过图片、视频等形式展示重力坝的实际应用，激发学生的学习兴趣。
2. 理论讲解：- 讲解重力坝的基本概念、结构特点及设计原理。
- 分析重力坝的受力情况，讲解稳定性计算方法。
3. 案例分析：- 选择具有代表性的重力坝工程案例，引导学生分析设计思路和施工技术。
- 通过案例分析，使学生了解重力坝在实际工程中的应用。
4. 小组讨论：- 将学生分组，讨论重力坝设计中的关键问题，如坝体结构、基础处理、施工技术等。
- 各小组汇报讨论成果，教师点评并总结。
5. 实践操作：- 利用CAD软件进行重力坝设计练习，使学生掌握重力坝设计的基本技能。
- 教师指导学生解决操作过程中遇到的问题。
6. 总结与评价：- 教师总结课程内容，强调重点和难点。
- 对学生的学习情况进行评价，鼓励学生继续努力。
五、教学评价1. 课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问和回答问题的情况。
课程设计重力坝设计
课程设计重力坝设计一、教学目标本课程的设计旨在通过学习重力坝的设计，使学生掌握重力坝的基本原理、结构特点和设计方法，培养学生的工程实践能力和创新思维。
1.掌握重力坝的定义、分类和基本原理。
2.了解重力坝的结构特点和设计要求。
3.熟悉重力坝的施工技术和质量控制要点。
4.能够运用所学知识分析和解决重力坝设计中的实际问题。
5.具备一定的工程图纸阅读和理解能力。
6.能够运用计算机软件进行重力坝的设计和模拟。
情感态度价值观目标：1.培养学生对水利工程的兴趣和热情，提高学生的专业素养。
2.培养学生团队合作意识和沟通能力，增强学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括重力坝的基本原理、结构特点、设计方法、施工技术和质量控制等方面。
1.重力坝的定义、分类和基本原理：介绍重力坝的概念、分类和基本工作原理，使学生了解重力坝的性质和功能。
2.重力坝的结构特点和设计要求：讲解重力坝的结构组成、特点和设计原则，使学生掌握重力坝的设计方法和步骤。
3.重力坝的施工技术和质量控制：介绍重力坝的施工工艺、技术和质量控制措施，培养学生解决实际工程问题的能力。
4.重力坝案例分析：分析典型的重力坝工程案例，使学生能够将所学理论知识与实际工程相结合。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握重力坝的基本原理、结构和设计方法。
2.讨论法：学生进行分组讨论，培养学生的思考能力和团队合作意识。
3.案例分析法：分析典型的重力坝工程案例，引导学生将理论知识应用到实际工程中。
4.实验法：安排学生进行重力坝模型实验，培养学生的实践操作能力和实验技能。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，如《重力坝设计与施工》等。
2.参考书：提供相关的参考书籍，如《水利工程概论》、《水利工程施工技术》等。
XZ水库重力坝课程设计
XZ水库重力坝课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握XZ水库重力坝的基本结构及其功能，包括坝体、坝基、排水系统等组成部分。
2. 使学生了解重力坝的工作原理，以及影响重力坝稳定性的主要因素。
3. 帮助学生掌握水库调度、防洪、发电等重力坝工程的主要应用。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识，分析XZ水库重力坝工程案例的能力。
2. 提高学生通过查阅资料、实地考察等方法，获取重力坝相关信息的能力。
3. 培养学生运用数学、物理等知识，解决与重力坝相关问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对水利工程产生兴趣，树立保护水资源、节约用水的意识。
2. 培养学生的团队合作精神，学会在小组讨论中分享观点、倾听他人意见。
3. 增强学生的社会责任感，认识到重力坝工程在国民经济和社会发展中的重要地位。
本课程针对初中年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合。
在教学过程中，充分考虑学生的认知水平和兴趣，以激发学生主动探究的积极性。
通过本课程的学习，期望学生能够掌握重力坝相关知识，提高分析问题和解决问题的能力，同时培养正确的情感态度价值观。
为实现课程目标，教师将采取多种教学手段，确保教学效果，使学生在课程结束后达到预定的学习成果。
二、教学内容1. 重力坝基础知识：介绍重力坝的定义、类型及结构，重点分析XZ水库重力坝的组成部分及其功能，对应教材第二章第一节。
2. 重力坝工作原理：讲解重力坝的工作原理，分析影响重力坝稳定性的因素，如坝体材料、基础处理、水位变化等，对应教材第二章第二节。
3. 重力坝工程应用：介绍重力坝在水库调度、防洪、发电等方面的应用，以XZ水库为例进行案例分析，对应教材第二章第三节。
4. 重力坝设计与施工：概述重力坝的设计原则、施工工艺及质量控制，结合XZ水库重力坝工程实例，对应教材第二章第四节。
5. 重力坝安全管理：分析重力坝安全管理的重要性，介绍安全管理措施及应急预案，以XZ水库为例进行讲解，对应教材第二章第五节。
河海大学重力坝课程设计
河海大学重力坝课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握重力坝的定义、结构及其在水利工程中的应用；2. 了解重力坝的设计原理、施工技术及质量控制标准；3. 熟悉重力坝的稳定性分析、应力应变计算及安全性评价方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识，对重力坝进行初步设计和方案比选；2. 能够运用相关软件对重力坝进行稳定性分析、应力应变计算；3. 能够根据实际情况，对重力坝的安全性进行合理评价。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱水利事业，关注国家水利建设，增强社会责任感；2. 培养学生严谨的科学态度和团队合作精神，提高实践操作能力；3. 培养学生自觉遵循工程伦理，注重工程质量，树立良好的职业道德。
本课程针对河海大学学生特点，结合重力坝课程内容，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的专业知识水平和实践能力。
课程目标具体、可衡量，便于教师进行教学设计和评估。
通过本课程学习，学生能够掌握重力坝的基本理论、设计方法和施工技术，为今后从事水利工程设计和施工奠定坚实基础。
二、教学内容1. 重力坝概述- 重力坝的定义、分类及特点- 重力坝在水利工程中的应用2. 重力坝设计原理- 设计基本原理和主要设计原则- 重力坝结构设计及稳定性分析- 荷载组合及荷载代表值3. 重力坝施工技术- 施工准备及施工组织设计- 施工工艺及质量控制- 施工安全及环保措施4. 重力坝应力应变计算- 应力应变基本理论- 重力坝应力应变分析方法- 相关软件操作及应用5. 重力坝安全性评价- 安全性评价标准和方法- 重力坝安全性评价流程- 案例分析及讨论教学内容按照课程目标进行科学性和系统性地组织，涵盖重力坝的基本理论、设计方法、施工技术、应力应变计算及安全性评价等方面。
教学大纲明确教学内容安排和进度，与教材章节相对应，确保学生能够逐步掌握重力坝相关知识。
通过本章节学习，学生将具备重力坝工程设计和施工的基本能力。
三、教学方法本章节采用多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性，提高教学效果。
(完整word版)重力坝课程设计
目录一、基本资料................................... - 1 -1.1工程概况................................... - 1 -1。
2设计基本资料.............................. - 4 -1。
3水库特征表................................ - 6 -1。
4电站建筑物基本数据........................ - 7 -二、剖面设计..................................... - 8 -2。
1坝顶高程: ................................. - 8 -2。
2波浪要素.................................. - 8 -2.3坝顶宽度.................................. - 13 -2。
4坝坡的确定。
............................. - 13 -2。
5坝体的防渗排水。
......................... - 13 -2。
6拟定非溢流坝基本剖面如图所示............. - 14 -2.7荷载计算及组合............................ - 14 -三、挡水坝稳定计算.............................. - 16 -3.1荷载计算.................................. - 16 -3.2稳定计算.................................. - 20 -四、挡水坝应力计算：............................ - 21 -4。
1坝址抗压强度极限状态计算: ................ - 21 -4.2坝体上下游面拉应力正常使用极限状态计算.... - 24 -五、重力坝的地基处理............................ - 25 -5。
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南昌工程学院
课程设计（论文）任务书
一1 课程设计(论文)题目重力坝课程设计
2课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求
某枢纽以了发电为主, 兼顾防洪灌溉. 水库建成后. 还可以提高下游二个水电站的出力的发电量. 该工程坝型为混凝土重力坝.
(一)水库特征;
一水库水位. 1.正常蓄水位--349M. 2. 设计洪水位---349.9M 3校核洪水位---350.4M 二下游流量及相应下游水位..
1 千年一遇洪水的下泄流量.13770 米3/秒.. 相应下流水位271.90米
2 五千年一遇洪水的下泄流量.15110 米3/秒.. 相应下流水位272.63米
三. 库容: 总库容为17.9亿. 考虑开挖后. 坝基面高程269M
(二) 综合利用效益: 装机容量20万千瓦, 年发电量.7.4亿度.,
防洪: 可将千年一遇洪峰流量以18200米3/秒削减至13770米3/秒: 可将五千年一遇洪峰流量以21200米3/秒削减至15110米3/秒: 可灌溉农田30万亩: 此外还可以改善航运条件, 库区可从事养殖.
(三)自然条件.
1 地形. 坝址位于峡谷出口段. 左岸地势较低.山坡较缓.右岸地势较高.山坡较陡.
2 地质. 坝址出露岩层为志留系圣母山绿色含砾片岩.岩性坚硬完整.新鲜岩石饱和极限抗压强度在60—80MPA以上. 坝上游坡角为绢云母绿泥石英片岩. 饱和极限抗压强度在30—40MPA.
坝基坑剪断擦系数F经野外试验及分析研究确定为 1.0—1.1: 坝基坑剪断凝聚力为为0.6—0.8MPA.
3 水文地质坝址水文地质较简单.相对不透水层埋藏深度一般在35米以内.库区无渗漏问题
4 气象资料最高气温为42度. 最低气温为-8度.多年平均最大风速为14米/秒. 水库吹程为1.4KM
5 淤泥:百年后坝前淤沙高程为286.6米.淤积泥沙内摩擦角取0度.淤沙浮容重为8000N/M
二、工程的等别和建筑物级别
水利部、能源部颁布的水利水电工程的分等分级指标，将水利水电工程根据其工程规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等。
水利水电工程中的永久性水工建筑物和临时性水工建筑物，根据其所属工程等别及其在工程中的作用和重要性划分为五级和三级。
永久性建筑物系指工程运行期间使用的建筑物。
根据其重要性分为：①主要建筑物，如堤坝、水闸、电站厂房及泵站等。
②次要建筑物，如挡土墙、导流墙及护岸等。
临时性建筑物系指工程施工期间使用的建筑物，入导流建筑物、施工围堰的。
对于本枢纽工程，由于工程同时兼有防洪、发电、灌溉、渔业等综合利用，所以枢纽工程等别等为Ⅰ等，相应的永久性主要建筑物为1级，永久性次要建筑物为3级。
三、重力坝非溢流坝段设计
重力坝剖面设计的原则是：①满足稳定和强度要求，保证大坝安全；②工程量小，造价低；③结构合理，运用方便；④利于施工，方便维修。
重力坝的基本剖面是指坝体在自重、静水压力（水位与坝顶齐平）和扬压力3项主要荷载作用下，满足稳定和强度要求，并使工程量最小的三角形剖面。
在拟好的基本三角形基础上，根据已确定的坝顶高程及宽度，初拟主要防渗，排水设施，即可得到重力坝实用剖面。
㈠ 非溢流坝剖面设计
⑴ 坝顶高程。
坝顶高程有静水位＋相应情况下的风浪壅高和安全超高定出。
即： ▽＝静水位＋△h △h ＝h l ＋h z ＋h c
h l ＝0.0166V 05/4D 1/3
① L=10.4(h l )0.8
② L
H
cth
L hl h z ππ22
=
③
由于建筑物级别为1级，查规范可知，设计工况下安全加高h c ＝0.7m ，校核工况
下安全加高h c ＝0.5m 。
⒈ 设计工况
设计洪水位H＝349.9 m 实测最大风速V0＝21m/s 吹程D＝1.4㎞由以上公式①可得h l＝0.834826m 由公式②得L＝9.00140m 由公式③可得h z＝0.243115m 又h c＝0.7m
则△h＝h l＋h z＋h c＝0.834826＋0.243115＋0.7＝1.777941m
坝顶高程▽＝静水位＋△h＝349.9＋1.777941=1351.6779m
⒉校核工况
设计洪水位H＝350.4m 多年平均最大风速V0＝14m/s 吹程D＝1.4㎞由以上公式①可得h l＝0.502895m 由公式②得L＝6.00088m
由公式③可得h z＝0.132333m 又h c＝0.5m
则△h＝h l＋h z＋h c＝0.502895＋0.132333＋0.5＝1.35228m
坝顶高程▽＝静水位＋△h＝350.4＋1.35228=351.75228m 经过比较选取大者，可以得出坝顶或放浪墙顶高程为351.75228 m，并取放浪墙高1.2 m，则坝顶高程为：351.75228+1.2＝352.95228 m
最大坝高为：352.95228－269＝82.75228m
三、坝顶及坝底宽度的确定
因无特殊要求，根据规范的规定，坝顶宽度可采用坝高的8%～10%取值，且不小于2m并应满足交通和运行管理的需要。
我取10%的坝高，即为8.27米.取整为 9米。
坝底的宽度约为坝高的0.7～0.9倍，这里取0.8倍，即B =0.8*82.75228 =66.201824 m。
取66.5米.
根据工程经验，上游坝坡系数常采用n=0～0.2；下游坝坡系数常采用m=0.6～0.8；在此坝的设计中，采用上游坝坡系数n=0.2,上游起坡点高度82.75228*1/2=41.376144经过m取各值的比较计算，采用下游坝坡系数m=0.7。
非溢流坝剖面图及有关计算尺寸
㈡荷载计算（取1m坝长进行计算）
⑴设计工况下的荷载计算
⒈自重W 取γc=24.0 kN/m3根据自重公式：W=Vγc 得：W1=1/2×8.28×41.38×24＝4111.5168KN↓
W2=9×82.75×24＝17874 KN↓
W3=（82.75－12.79）×（66.5－17.28）×24×1/2＝41321.1744 KN ↓
⒉水压力水深为H时，单位宽度上的水平静水压力P为P＝1/2γH2
斜面、折面、曲面承受的总静水压力，除水平静水压力外，还应计入其垂直分力。
垂直水压力按水重计算。
γ水＝9.81 kN/m3。
P H1＝1/2×9.81×（351.75－269）2＝33587.294KN→
P H2＝1/2×9.81×（271.9－269）2＝41.25KN←
P V1＝（349.9－310.38）×8.28×9.81＝3210KN↓
P V2＝1/2×41.38×8.28×9.81＝1680.58KN↓
P V3＝1/2×（271.9－269）×8.28×9.81＝117.78KN↓
⒊泥沙压力百年后坝前淤沙高程为286.6m，淤沙浮容重为8 kN/m3，内摩擦角为0°。
竖直方向的泥沙压力P SKV按作用面上的淤沙重量（按淤沙的浮重度）计算，水平压力按P SKH＝1/2γsb h s2tg2（45°－φs/2）计算。
P SKH＝1/2γ
h s2tg2（45°－φs/2）＝1/2×8×（286.6－269）2×tg2（45°－0°／2）＝1239.04KN→
sb
P SKV＝Vγ=1/2×（286.6－269）2×0.2×8＝247.8KN↓
⒋浪压力当＞L／2时，可假定浪顶以及水深等于L／2处的浪压力为零，静水位处的浪压力最大，并呈三角形分布。
L＝9m ，h l＋h z＝0.834826＋0.243115 Pi=[r×(h1+hz) ×L]/4=23.79KN→
P L1＝（h l＋h z＋L/2）×L/2×1/2×9.81＝123.12KN→
P L2＝L/2×L/2×9.81＝198.65KN←
⒌扬压力扬压力包括渗透压力和浮托力两部分。
渗透压力是由上下游水位差H产生的渗流在坝内或坝基面上形成的水压力；浮托力是由下游水面淹没计算截面而产生向上的水压力。
扬压力分布图如计算简图所示。
扬压力折减系数α＝0.25。
U1＝B×γH2＝66.5×9.81×（271.9－269）＝1892KN↑
U2＝12×αH＝12×0.25×9.81×（349.9－271.9）＝2296KN↑
U3＝（B－12）×αγH×1/2＝（66.5－12）×0.25×9.81×78×1/2＝5213KN↑U4＝12×（γH1―γH2―αγH）×1/2＝12×（9.81×80.9－9.81×2.9－0.25×
9.81×78）×1/2＝3443KN↑
合力计算以及力矩计算如下表所示：
非溢流坝荷载计算成果汇总（设计工况）。