1、結(jié)構(gòu)計算分析,水利水電工程系 李守義,一、重力壩穩(wěn)定分析和應(yīng)力計算分析 (按NB/T 350262014),分別按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn) 行計算和驗(yàn)算。 1、作用和組合 （1）作用于水工建筑物上的荷載：自重、上下游靜 水壓力、揚(yáng)壓力、浪壓力、泥沙壓力、動水壓力、地 震作用等。 （2）荷載組合 基本組合： 正常蓄水位情況：自重、靜水壓力、揚(yáng)壓力、泥 沙 壓力、浪壓力（50年一遇風(fēng)速）、土壓力,設(shè)計洪水位情況：自重、靜水壓力、揚(yáng)壓力、泥沙壓力、浪壓力（50年一遇風(fēng)速）、動水壓力、土壓力 冰凍情況：自重、靜水壓力、揚(yáng)壓力、泥沙壓力、冰壓力、土壓力 短暫組合： 施工期臨時擋水情況：自重、

2、靜水壓力、揚(yáng)壓力、土壓力 偶然組合： 校核洪水位情況：自重、靜水壓力、揚(yáng)壓力、泥沙壓力、浪壓力、動水壓力、土壓力 地震情況：自重、靜水壓力（正常蓄水位情況）、揚(yáng)壓力、泥沙壓力、浪壓力（相應(yīng)洪水期最大風(fēng)速的多年平均值）、地震作用、土壓力,2、承載能力極限狀態(tài),（1）基本組合,（2）偶然組合,3、正常使用極限狀態(tài)計算 （1）正常使用極限狀態(tài)作用效應(yīng)函數(shù)的短期組合,（2）正常使用極限狀態(tài)作用效應(yīng)函數(shù)的長期組合,4、作用及材料性能標(biāo)準(zhǔn)值 （1）永久作用、可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值以及偶然作用的代表值按照DL5077（荷載規(guī)范）的規(guī)定確定。,（2）抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。,（3）抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。 P26,按現(xiàn)場或室內(nèi)試驗(yàn)

3、測定成果概率分布的0.2分位值確定，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件簡單時，可根據(jù)少量現(xiàn)場試驗(yàn)成果參照類似工程的試驗(yàn)成果分析確定。 可行性研究以前各設(shè)計階段及中型工程的所有設(shè)計階段可參考類似工程的試驗(yàn)成果或參考規(guī)范附錄D 所列標(biāo)準(zhǔn)值分析確定。,5、承載能力極限狀態(tài)包括： （1）壩址抗壓強(qiáng)度承載能力極限狀態(tài)作用效應(yīng)函數(shù),抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)抗力函數(shù),應(yīng)按材料的標(biāo)準(zhǔn)值和作用的標(biāo)準(zhǔn)值或代表值分別計算基本組合情況和偶然組合情況。 設(shè)計中主要考慮6種情況: 規(guī)范P29 因畢業(yè)設(shè)計時間有限,選、 或 兩種情況計算.,（2）壩體選定截面下游端點(diǎn)的抗壓強(qiáng)度承載能力極限狀態(tài) 作用效應(yīng)函數(shù),抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)抗力函數(shù),應(yīng)按材料的標(biāo)準(zhǔn)值和作用

4、的標(biāo)準(zhǔn)值或代表值分別計算基本組合情況和偶然組合情況。 選定截面一般從壩頂?shù)綁蔚?10m選一截面，另外在壩體橫剖面輪廓尺寸突變處選為截面。,因畢業(yè)設(shè)計時間有限，只選一個截面，僅只選用、 或 兩種情況進(jìn)行計算。,（3）壩體混凝土與基巖接觸面的抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài) 作用效應(yīng)函數(shù),抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)抗力函數(shù),基本組合和特殊組合各選一種組合進(jìn)行計算。,（4）壩體混凝土層面的抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài) 作用效應(yīng)函數(shù),抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)抗力函數(shù),從壩頂?shù)綁蔚走x若干截面進(jìn)行計算，每一截面按6種工況分析計算。 本次畢業(yè)設(shè)計選一個截面進(jìn)行計算。,（5）壩基巖體內(nèi)存在軟弱夾層或不利構(gòu)造時，需要核算深層抗滑穩(wěn)定。分單截面、雙截面、多截

5、面模型，用剛體極限平衡法計算（見規(guī)范附錄F）。必要時，可用有限元法、地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)法核算深層抗滑穩(wěn)定，并進(jìn)行綜合評定。 本次畢業(yè)設(shè)計不考慮。,6、正常使用極限狀態(tài)計算包括： （1）壩踵垂直正應(yīng)力不出現(xiàn)拉應(yīng)力（計揚(yáng)壓力）計算公式為 按作用的標(biāo)準(zhǔn)值分別計算作用的短期組合和長期組合。本次畢業(yè)設(shè)計只按工況計算。 （2）壩體上游面的垂直應(yīng)力不出現(xiàn)拉應(yīng)力（計揚(yáng)壓力）計算公式為,按作用的標(biāo)準(zhǔn)值計算作用的長期組合。 應(yīng)從壩頂?shù)綁蔚走x若干截面進(jìn)行計算，本次畢業(yè)設(shè)計只選一個截面計算。 （3）短期組合下下游壩面垂直拉應(yīng)力，計算公式為,應(yīng)選若干水平截面進(jìn)行計算，本次畢業(yè)設(shè)計不計算。,二、溢流壩閘墩結(jié)構(gòu)計算,（1）閘

6、墩承受最大縱向力、相應(yīng)側(cè)向力、豎向力及自重情況下，核算縱向強(qiáng)度。 核算縱向強(qiáng)度時應(yīng)使墩內(nèi)不產(chǎn)生拉應(yīng)力，此時閘墩周邊可按構(gòu)造或其他條件配置鋼筋。如拉應(yīng)力較難避免時，應(yīng)按小偏心受壓的混凝土構(gòu)件設(shè)計。,（2）閘墩承受最大不平衡側(cè)向力、相應(yīng)縱向力、豎向力及自重情況下，核算其橫向強(qiáng)度。 核算橫向強(qiáng)度時，應(yīng)將閘墩視為固端的整體結(jié)構(gòu)構(gòu)件，根據(jù)拉應(yīng)力大小，按照小偏心受壓砼構(gòu)件設(shè)計或按偏心受拉的鋼筋砼構(gòu)件設(shè)計。 （3）對閘門槽和弧形閘門鉸支座等部位進(jìn)行強(qiáng)度校核,三、土壩滲流計算和邊坡穩(wěn)定分析,（1）土壩滲流計算采用水力學(xué)法計算確定最大橫剖面浸潤線和單寬滲流量。 （2）采用圓弧法或折線法計算壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。 計算工況： 施工期（包括竣工時）的上下游壩坡。 穩(wěn)定滲流期的下游壩坡。 水庫水位降落期的上游