重力坝设计例题—荷载计算

hL=0.59(m)，Lm=6.88(m)
由于gD/V02=27.25， hL=h5%， h1%=1.241h5%=0.737， hZ=0.248。
Hcr4LmlnL L(m m 22hh11% %) Hcr=0.89， H=33>Hcr，且H>Lm/2，深水波
PL=1/4×9.81×6.88×(0.737+0.248)=16.62(kN)
0.00 -5662.98 -131.32
0.00 -6795.58 -157.58
力臂=28.56/2－28.8×0.7×2/3=0.84(m)
力矩=－6967.296×0.84=－5852.529(kN•m)
静水压力计算
PH1=1/2×9.81×33×33×1=5341.545(kN) 力臂=1/3×33=11.0(m)
力矩=－5341.545×11.0=－58756.995(kN•m)
情
压力
PsH
211.37
253.65 -3.70 -782.08
-938.50
况
浪压力
PL
16.62
19.94 -33.00 -548.36
-658.04
浮托力 U1 -588.36
扬 压 力
U2 -522.90
渗透 压力
U3 -820.72
-588.36 -627.48 -984.87
0.00 10.83 0.16
12150.43 27992.56
12150.43 27992.56
W3 6967.30
6967.30
-0.84 -5852.53 -5852.53
设
水平
PH1
5341.55
5341.55 -11.00 -58757.00 -58757.00
计
水压力
PH2
-21.63
-21.63 -0.70
15.14
PH2=－1/2×9.81×2.1×2.1×1=－21.631(kN) 力臂=1/3×2.1=0.7(m)
力矩=21.631×0.7=15.142(kN•m)
PV1=9.81×(33－21)×21×0.2=494.424(kN)
力臂=28.56/2－21×0.2/2=12.18(m)
力矩=494.424×12.18=6022.084(kN•m)
U3=－9.81×1/2×(28.56－6.9)×0.25×(33－2.1)=－820.722(kN)
力臂=2/3×(28.56－6.9)－28.56/2=0.16(m)
力矩=－131.32(kN•m)
U4=－9.81×1/2×6.9×(1－0.25)×(33－2.1)=－784.346(kN)
力臂=28.56/2－1/3×6.9=11.98(m)
力矩=－15.142×13.79=－208.805(kN•m)
泥沙压力计算 PsH=1/2×6.5×11.1×11.1×tan2(45－18/2)=211.374(kN) 力臂=1/3×11.1=3.7(m)
力矩=－211.374×3.7=－782.084(kN•m)
PsV=1/2×6.5×11.1×11.1×0.2=80.087(kN) 力臂=28.56/2－11.1×0.2/3=13.54(m)
回
力矩=1058.4×11.48=12150.432(kN•m)
计
W2=24×4.2×34.8×1=3507.84(kN)
算
简
力臂=28.56/2－21×0.2－4.2/2=7.98(m)
图
力矩=3507.84×7.98=27992.563(kN•m)
W3=1/2×24×28.8×28.8×0.7×1=6967.296(kN)
重力坝设计例题
三、计算实例
大 坝 实 用 剖 面 图
34.8 33.0
28.8
21.0
1：0.2
1：0.7
11.1
6.9
2.1
O(形心)
0.0
荷
载
计
PsV
11.1
算
简
图 PsH
34.8
PL
33.0
28.8
PV1 21.0
1：0.7
PV2 PH1
1：0.2
W1
W2
6.9
U2
W3
Leabharlann Baidu
O(形心)
0.0
U1
15.14
洪 水
垂直 水压力
PV1 494.42 PV2 432.62 PV3 15.14
位
泥沙
Psv 80.09
494.42 432.62 15.14 80.09
12.18 12.88 -13.79 13.54
6022.08 5572.16 -208.80 1084.37
6022.08 5572.16 -208.80 1084.37
PV2=1/2×9.81×21×21×0.2=432.621(kN)
回 计
力臂=28.56/2－21×0.2/3=12.88(m)
算
简
力矩=432.621×12.88=5572.158(kN•m)
图
PV3=1/2×9.81×2.1×2.1×0.7=15.142(kN)
力臂=28.56/2－2.1×0.7/3=13.79(m)
力矩=－16.62×33=－548.36(kN•m)
回
计
算
简
图
扬压力计算
U1=－9.81×2.1×28.56×1=－588.365(kN)
力臂=0(m)
力矩=0(kN•m)
U2=－9.81×6.9×0.25×(33－2.1)=－522.898(kN)
力臂=28.56/2－6.9/2=10.83(m) 力矩=－5662.98(kN•m)
力矩=80.087×13.54=1084.378(kN•m) 回 计 算 简 图
浪压力计算
1/3
V g02hl 0.007V061/12Vg02D
gV02Lm 0.33V101/2.15V g02D1/3.75
hZ
h12% cth2H
Lm
Lm
计算风速V0=1.5×12=18(m/s)，D=900(m)
力矩=－9487.70(kN•m)
回 计 算 简 图
荷载
作用标准值
垂直荷载 (kN)
水平荷载 (kN)
作用设计值
垂直荷载 (kN)
水平荷载 (kN)
力臂 (m)
弯矩标准值 (kN·m)
弯矩设计值 (kN·m)
W1 1058.40
自 重
W2 3507.84
1058.40 3507.84
11.48 7.98
U3
坝体自重计算 静水压力 泥沙压力
浪压力计算 扬压力计算
PV3 2.1
PH2
U4
坝体自重计算
坝顶宽度=(34.8－28.8)×0.7=4.2(m)
坝基宽度=34.8×0.7+21×0.2=28.56(m)
W1=1/2×24×21×21×0.2×1=1058.4(kN)
力臂=28.56/2－2/3×21×0.2=11.48(m)