重力坝稳定及应力计算.pdf

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1、坝体强度承载能力极限状态 计算及坝体稳定承载能力极限状态计算（一）、基本资料 坝顶高程：1107.0 m 校核洪水位（P=0.5%）上游：1105.67 m 下游：1095.18 m 正常蓄水位上游：1105.5 m 下游：1094.89 m 死水位：1100.0 m 混凝土容重：24 KN/m3 坝前淤沙高程：1098.3 m 泥沙浮容重：5 KN/m3 混凝土与基岩间抗剪断参数值：f=0.5 c=0.2 Mpa 坝基基岩承载力：f=400 Kpa 坝基垫层混凝土：C15 坝体混凝土：C10 50 年一遇最大风速：v 0=19.44 m/s 多年平均最大风速为：v 0=12.9 m/s 吹程

2、 D=1000 m 文档（二）、坝体断面 1、非溢流坝段标准剖面(1)荷载作用的标准值计算（以单宽计算）A、正常蓄水位情况（上游水位 1105.5m，下游水位 1094.89m）竖向力（自重）W1=24517=2040 KN W2=2410.758.6/2=1109.4 KN W3=9.81（1094.5-1090）20.8/2=79.46 KN W=3228.86 KN W1作用点至 O 点的力臂为：(13.6-5)/2=4.3 m W2作用点至 O 点的力臂为：m067.16.83226.13 W3作用点至 O 点的力臂为：m6.58.0)10905.1094(3126.13 文档 竖向力

3、对 O 点的弯矩（顺时针为“”，逆时针为“+”）：MOW1=20404.3=8772 KNm MOW2=1109.41.067=1183.7 KNm MOW3=79.465.6=445 KNm MOW =7143.3 KNm 静水压力（水平力）P1=H12/2=9.81(1105.51090)2/2=1178.4 KN P2=H22/2=9.81(1094.89-1090)2/2=117.3KN P=1061.1 KN P1作用点至 O 点的力臂为：(1105.51090)/3=5.167m P2作用点至 O 点的力臂为：(1094.891090)/3=1.63m 静水压力对 O 点的弯矩（顺

4、时针为“”，逆时针为“+”）：MOP1=1178.45.167=6089 KNm MOP2=117.31.63=191.2 KNm MOP=5897.8 KNm 扬压力 扬压力示意图请见下页附图：H1=1105.51090=15.5 m H2=1094.891090=4.89 m(H1 H1)=15.54.89=10.61 m 计算扬压力如下：U1=9.8113.64.89=652.4 KN U2=9.81 13.610.61/2=707.8 KN U=1360.2 KN 文档 U1作用点至 O 点的力臂为：0 m U2作用点至 O 点的力臂为：13.6/213.6/3=2.267m 竖向力对

5、 O 点的弯矩（顺时针为“”，逆时针为“+”）：MOU1=0 KNm MOU2=707.82.267=1604.6 KNm MOU=1604.6 KNm 浪压力（直墙式）浪压力计算简图如下：由确定坝顶超高计算时已知如下数据：单位：m 文档 平均波长 Lm 波高 h1%坝前水深 H 波浪中心线至计算水位的高度 hZ 7.644 0.83 15.5 0.283 使波浪破碎的临界水深计算如下：%1%122ln4hLhLLHmmmcr 将数据代入上式中得到：013.183.02644.783.02644.7ln4644.7crH 由判定条件可知，本计算符合HHcr和 HLm/2，单位长度上的浪压力标准

6、值按下式计算：)(41%1ZmWWkhhLP 式中：w 水的重度=9.81 KN/m3 其余计算参数已有计算结果。浪压力标准值计算得：KNPWk865.20)283.083.0(644.781.941 对坝底中点 O 取矩为（顺时针为“”，逆时针为“+”）：MOPWK=(9.811.1130.862/2)(15.5+1.113/3)+(9.813.8220.862/2)(15.53.822/3)=(74.687+229.89)=304.577 KNm 淤沙压力 淤沙水平作用力：文档)245(2122SSSbsktghp 式中：Sb 淤沙浮容重=5 KN/m3 h S 挡水建筑物前泥沙淤积厚度=

7、8.3m SB 淤沙内摩擦角=18 代入上式得到淤沙压力标准值 PSK=90.911 KN 对 O 点的力臂为（1098.31090）/3=2.767m 对 O 点取矩 MOPSK =90.9112.767=251.552 KNm 将计算的各荷载进行汇总整理。结论请见附表 1。B、校核洪水位情况（上游水位 1105.67m，下游水位 1095.18m）竖向力（自重）W1=24517=2040 KN W2=2410.758.6/2=1109.4 KN W3=9.81（1095.34-1090）20.8/2=111.9 KN W=3261.3 KN W1作用点至 O 点的力臂为：(13.6-5)/

8、2=4.3 m W2作用点至 O 点的力臂为：m067.16.83226.13 W3作用点至 O 点的力臂为：m376.58.0)109034.1095(3126.13 竖向力对 O 点的弯矩（顺时针为“”，逆时针为“+”）：MOW1=20404.3=8772 KNm MOW2=1109.41.067=1183.7 KNm 文档 MOW3=111.95.376=601.6 KNm MOW =6986.7 KNm 静水压力（水平力）P1=H12/2=9.81(1105.671090)2/2=1204.4 KN ()P2=H22/2=9.81(1095.181090)2/2=131.6 KN()P

9、=1072.8 KN()P1作用点至 O 点的力臂为：(1105.671090)/3=5.223m P2作用点至 O 点的力臂为：(1095.181090)/3=1.727 m 静水压力对 O 点的弯矩（顺时针为“”，逆时针为“+”）：MOP1=1204.45.223=6290.6 KNm MOP2=131.61.727=227.3 KNm MOP=6063.3 KNm 扬压力 扬压力示意图请见下图：H1=1105.671090=15.67 m H2=1095.181090=5.18 m(H1 H1)=15.675.18=10.49 m 计算扬压力如下：文档 U1=9.8113.65.18=6

10、91.1 KN U2=9.8113.610.49/2=699.8 KN U=1390.9 KN U1作用点至 O 点的力臂为：0 m U2作用点至 O 点的力臂为：13.6/2 13.6/3=2.267m 竖向力对 O 点的弯矩（顺时针为“”，逆时针为“+”）：MOU1=0 KNm MOU2=699.82.267=1586.4 KNm MOU=1586.4 KNm 浪压力（直墙式）浪压力计算简图如下：由确定坝顶超高计算时已知如下数据：单位：m 文档 平均波长 Lm 波高 h1%坝前水深 H 波浪中心线至计算水位的高度 hZ 5.069 0.5 15.98 0.155 使波浪破碎的临界水深计算如

11、下：%1%122ln4hLhLLHmmmcr 将数据代入上式中得到：mHcr584.05.02069.55.02069.5ln4069.5 由判定条件可知，本计算符合HHcr和 HLm/2，单位长度上的浪压力标准值按下式计算：)(41%1ZmWWkhhLP 式中：w 水的重度=9.81 KN/m3 其余计算参数已有计算结果。浪压力标准值计算得：KNPWk143.8)155.05.0(069.581.941 对坝底中点 O 取矩为（顺时针为“”，逆时针为“+”）：MOPWK=(9.810.6550.521/2)(15.98+0.655/3)+(9.812.5350.521/2)(15.982.5

12、35/3)=(27.114+98.048)=125.162 KNm 淤沙压力 淤沙压力标准值 PSK=90.911 KN 文档 对 O 点的力臂为（1098.31090）/3=2.767m 对 O 点取矩 MOPSK =90.9112.767=251.552 KNm 将计算的各荷载进行汇总整理。结论请见附表 2。附表 1 正常蓄水位情况各项作用力统计表 单位：KN、KNm 序号 荷载效应 方向 力标准值 力矩标准值 分项系数 力设计值 力矩 M 设计值 1 自重 为正 3228.86 7143.3 1.0 3228.86 7143.3 2 静水压力 为正-1061.1-5897.8 1.0-1

13、061.1-5897.8 3 扬压力 为正-1360.2-1604.6 1.2-1632.24-1925.52 4 浪压力 为正-20.865-304.577 1.2-25.038-365.4924 5 淤沙压力 为正-90.911-251.552 1.2-109.093-301.8624 附表 2 校核洪水位情况各项作用力统计表 单位：KN、KNm 序号 荷载效应 方向 力标准值 力矩标准值 分项系数 力设计值 力矩 M 设计值 1 自重 为正 3261.3 6986.7 1.0 3261.3 6986.7 2 静水压力 为正-1072.8-6063.6 1.0-1072.8-6063.6

14、3 扬压力 为正-1390.9-1586.4 1.2-1669.08-1903.68 4 浪压力 为正-8.143-125.162 1.2-9.7716-150.1944 5 淤沙压力 为正-90.911-251.552 1.2-109.093-301.8624 按规范规定作用组合进行作用力的汇总如附表 3：附表 3 各种工况下的、M 统计表 单位：KN、KN m 工况 承载能力极限状态 正常使用极限状态 持久状态 偶然状态 持久状态 W()1596.62 1592.22 1868.66 P()-1195.2312-1191.6648-1172.876 M-1347.3748-1432.636

15、8-915.229 备注 均采用荷载设计值 均采用荷载标准值 文档 由规范 8.结构计算基本规定中可知大坝坝体抗滑稳定和坝基岩体进行强度和抗滑稳定计算属于 1）承载能力极限状态，在计算时，其作用和材料性能均应以设计值代入。基本组合，以正常蓄水位对应的上、下游水位代入，偶然组合以校核洪水位时上、下游水位代入。而坝体上、下游面混凝土拉应力验算属于 2）正常使用极限状态，其各设计状态及各分项系数=1.0，即采用标准值输入计算。此时结构功能限值 C=0。荷载各项标准值和设计值请见附表 1。坝体混凝土与基岩接触面抗滑稳定极限状态 a、基本组合时，取持久状态对应的设计状况系数=1.0，结构系数d1=1.2

16、，结构重要性系数0=0.9。基本组合的极限状态设计表达式),(1),(10kmkdkkQkGfRQGS 式中左边=0S()=0.91.01195.23=1075.7 KN 对于抗滑稳定的作用效应函数 S()=P 右边=)16.13320062.15963.15.0(2.11)1(2.11ACWfWW=1267.3 KN 对于抗滑稳定的抗力函数 R()=fRWR +CRAR 经计算：左边=1075.7 KN 右边=1267.3 KN 满足规范要求。b、偶然组合时，取偶然状态对应的设计状况系数=0.85，结构系文档 数d2=1.2，结构重要性系数0=0.9。偶然组合的极限状态设计表达式),(1),

17、(20kmkdkkkQkGfRAQGS 式中左边=0S()=0.90.851191.66=911.6 KN 对于抗滑稳定的作用效应函数 S()=P 右边=)16.13320022.15923.15.0(2.11)1(2.11ACWfWW=1265.88 KN 对于抗滑稳定的抗力函数 R()=fRWR +CRAR 经计算：左边=911.6 KN 右边=1265.88 KN 满足规范要求。坝趾抗压强度极限状态 a、基本组合时，取持久状态对应的设计状况系数=1.0，结构系数d1=1.8，结构重要性系数0=0.9。基本组合的极限状态设计表达式),(1),(10kmkdkkQkGfRQGS 对于坝趾抗压

18、的作用效应函数 S()=)1)(22mJTMAWRRRRR 式中左边=0S()=0.91.0)1)(22mJTMAWRRRRR 式中：m2 下游坝面坡比=0.8 TR 坝基面形心轴到下游面的距离=13.6/2=6.8m 文档 AR =bh=13.61=13.6 m2 JR =bh3/12=113.63/12=209.62m4 WR =1596.62 KN MR =1347.37 KNm 代入上式中：0S()=0.91.0)8.01)(2RRRRRJTMAW=237.8 KPa C15 混凝土的 fCK=14.3MPa=14300KPa，m=1.5 基岩的承载力为 400KPa，故以基岩的承载力

19、为控制条件进行核算。因本方案坝高仅 17m，各项系数可适当放低。对于坝趾抗压强度极限状态抗力函数 R()=fC或 R()=fR 右边=R()=fR=400 KPa 经计算：左边=237.8 KPa 右边=400 KPa 满足规范要求。b、偶然组合时，取偶然状态对应的设计状况系数=0.85，结构系数d2=1.8，结构重要性系数0=0.9。偶然组合的极限状态设计表达式),(1),(20kmkdkkQkGfRQGS 式中左边=0S()=0.90.85)8.01)(2RRRRRJTMAW=205.2 KPa 右边=400KPa 经计算：左边=205.2 KN 右边=400 KN 文档 满足规范要求。上

20、游坝踵不出现拉应力极限状态验算（正常使用极限状态）计算公式为：0RRRRRJTMAW 由上面的计算结果可得：WR=1868.66 KN MR=915.23 KNm AR=13.6 m2 JR=209.62 m4 TR=6.8 m 代入上式左边=071.107KPaJTMAWRRRRR 满足规范要求。在上游面距坝基垂直距离为 5m 处取一截面进行坝体应力及稳定验算。坝身材料采用 C10 砼，其 fCK=9.8MPa=9800KPa，材料分项系数m=1.5，常态砼层面黏结采用 90d 龄期的 C10 砼。fCK=1.081.25，取 fCK=1.1；CCK=1.161.45，取 CCK=1.3MP

21、a，fCK、CCK 的分项系数分别为 1.3 和 3.0。计算荷载简图请见下图：文档 1)荷载作用的标准值计算（以单宽计算）A、正常蓄水位情况（上游水位 1105.5m，下游水位 1094.89m）竖向力（自重）W1=24512=1440 KN W2=245.754.6/2=317.4 KN W3=0 KN W=1757.4 KN W1作用点至 O 点的力臂为：(9.65)/2=2.3m W2作用点至 O 点的力臂为：m733.16.43226.9 竖向力对 O 点的弯矩（顺时针为“”，逆时针为“+”）：MOW1=14402.3=3312 KNm MOW2=317.41.733=550 KNm

22、 MOW=2762 KNm 静水压力（水平力）P1=H12/2=9.81(1105.51095)2/2=540.8 KN P2=0 KN P=540.8 KN P1作用点至 O 点的力臂为：(1105.51095)/3=3.5m 静水压力对 O 点的弯矩（顺时针为“”，逆时针为“+”）：MOP1=540.83.5=1892.8 KNm MOP=1892.8 KNm 扬压力（本方案因坝为低坝，只设帷幕灌浆，未设排水孔）因计算的截面在大坝底面以上 5m，为安全计，不考虑帷幕处扬文档 压力折减系数，即令=1.0；且下游无水，故 H2=0m。则扬压力示意图请见下图：H1=(1105.51095)=10

23、.5m B=9.6 m 计算扬压力如下：U=U=9.8110.59.6/2=494.4 KN U 作用点至 O 点的力臂为：m6.136.926.9 竖向力对 O 点的弯矩（顺时针为“”，逆时针为“+”）：MOU=MOU=494.41.6=791 KNm 浪压力（直墙式）由前面计算已知浪压力标准值为：KNPWk865.20)283.083.0(644.781.941 对坝底中点 O 取矩为（顺时针为“”，逆时针为“+”）：MOPWK=(9.811.1130.862/2)(10.5+1.113/3)+(9.813.8220.862/2)(10.53.822/3)=(51.158+133.185)

24、文档=184.343 KNm 淤沙压力 淤沙水平作用力：)245(2122SSSbsktghp 式中：Sb 淤沙浮容重=5 KN/m3 h S 挡水建筑物前泥沙淤积厚度=(1098.3-1095)=3.3m SB 淤沙内摩擦角=18 代入上式得到淤沙压力标准值 PSK=19.78 KN 对 O 点的力臂为（1098.31095）/3=1.1m 对 O 点取矩 MOPSK =19.781.1=21.758 KNm 将计算的各荷载进行汇总整理。结论请见附表 4。B、校核洪水位情况（上游水位 1105.98m，下游水位 1095.34m）竖向力（自重）与情况 A 相同：W1=1440 KN MOW1

25、=3312 KNm W2=317.4 KN MOW2=550 KNm W=1757.4 KN MOW=2762 KNm 静水压力（水平力）P1=H12/2=9.81(1105.981095)2/2=591.3 KN P=591.3 KN P1作用点至 O 点的力臂为：(1105.981095)/3=3.66m 静水压力对 O 点的弯矩（顺时针为“”，逆时针为“+”）：MOP1=591.33.66=2164.2 KNm 文档 MOP=2164.2 KNm 扬压力 H1=(1105.981095)=10.98m B=9.6 m 计算扬压力如下：U=U=9.8110.989.6/2=517 KN U

26、 作用点至 O 点的力臂为：m6.136.926.9 竖向力对 O 点的弯矩（顺时针为“”，逆时针为“+”）：MOU=MOU=5171.6=827.2 KNm 浪压力（直墙式）由前面计算已知浪压力标准值为：KNPWk143.8 对坝底中点 O 取矩为（顺时针为“”，逆时针为“+”）：MOPWK=(9.810.6550.521/2)(10.98+0.655/3)+(9.812.5350.521/2)(10.982.535/3)=(18.744+65.657)=84.4 KNm 淤沙压力与情况 A 相同 淤沙压力标准值为：PSK=19.78 KN 对 O 点取矩 MOPSK =19.781.1=2

27、1.758 KNm 将计算的各荷载进行汇总整理。结论请见附表 5。文档 附表 4 正常蓄水位情况各项作用力统计表 单位：KN、KNm 序号 荷载效应 方向 力标准值 力矩标准值 分项系数 力设计值 力矩 M 设计值 1 自重 为正 1757.4 2762 1.0 1757.4 2762 2 静水压力 为正-540.8-1892.8 1.0-540.8-1892.8 3 扬压力 为正-494.4-791 1.2-593.28-949.2 4 浪压力 为正-20.865-184.343 1.2-25.038-221.2116 5 淤沙压力 为正-19.78-21.758 1.2-23.736-26

28、.1096 附表 5 校核洪水位情况各项作用力统计表 单位：KN、KNm 序号 荷载效应 方向 力标准值 力矩标准值 分项系数 力设计值 力矩 M 设计值 1 自重 为正 1757.4 2762 1.0 1757.4 2762 2 静水压力 为正-591.3-2164.2 1.0-591.3-2164.2 3 扬压力 为正-517-827.2 1.2-620.4-992.64 4 浪压力 为正-8.143-84.4 1.2-9.7716-101.28 5 淤沙压力 为正-19.78-21.758 1.2-23.736-26.1096 按规范规定作用组合进行作用力的汇总如附表 6：附表 6 各种

29、工况下的、M 统计表 单位：KN、KN m 工况 承载能力极限状态 正常使用极限状态 持久状态 偶然状态 持久状态 W()1164.12 1137 1263 P()-589.574-624.8076-581.445 M-327.3212-522.2296-127.901 备注 均采用荷载设计值 均采用荷载标准值 文档 2)坝体抗滑稳定极限状态（砼接触层）a、基本组合时，取持久状态对应的设计状况系数=1.0，结构系数d1=1.2，结构重要性系数0=0.9。基本组合的极限状态设计表达式),(1),(10kmkdkkQkGfRQGS 式中左边=0S()=0.91.0589.6=530.6 KN 对于

30、抗滑稳定的作用效应函数 S()=P 右边=)16.9320012.11643.15.0(2.11)1(2.11ACWfWW=906.4 KN 对于抗滑稳定的抗力函数 R()=fRWc +CcAc 经计算：左边=530.6 KN 右边=906.4 KN 满足规范要求。b、偶然组合时，取偶然状态对应的设计状况系数=0.85，结构系数d2=1.2，结构重要性系数0=0.9。偶然组合的极限状态设计表达式),(1),(20kmkdkkkQkGfRAQGS 式中左边=0S()=0.90.85624.8=478 KN 对于抗滑稳定的作用效应函数 S()=P 右边=)16.9320011373.15.0(2.

31、11)1(2.11ACWfWW=897.8 KN 文档 对于抗滑稳定的抗力函数 R()=fRWc +CcAc 经计算：左边=478 KN 右边=897.8 KN 满足规范要求。3)坝体选定截面下游端点的抗压强度承载力极限状态 a、基本组合时，取持久状态对应的设计状况系数=1.0，结构系数d1=1.8，结构重要性系数0=0.9。基本组合的极限状态设计表达式),(1),(10kmkdkkQkGfRQGS 对于坝趾抗压的作用效应函数 S()=)1)(22mJTMAWccccc 式中左边=0S()=0.91.0)1)(22mJTMAWccccc 式中：m2 下游坝面坡比=0.8 Tc 坝基面形心轴到下

32、游面的距离=9.6/2=4.8m Ac =bh=9.61=9.6 m2 Jc =bh3/12=19.63/12=73.7 m4 Wc =1164.12 KN Mc =327.32 KNm 代入上式中：0S()=0.91.0)1)(22mJTMAWccccc=210.4 KPa C10 混凝土的 fCK=9.8MPa=9800KPa，m=1.5 文档 右边=KPafRmcdd63.36295.198008.111)(111 经计算：左边=210.4 KPa 右边=3629.63 KPa 满足规范要求。b、偶然组合时，取偶然状态对应的设计状况系数=0.85，结构系数d2=1.8，结构重要性系数0=

33、0.9。偶然组合的极限状态设计表达式),(1),(20kmkdkkQkGfRQGS 式中：Wc =1137 KN Mc =522.23 KNm 左边=0S()=0.90.85)1)(22mJTMAWccccc=191.3 KN 右边=KPafRmcdd63.36295.198008.111)(111 经计算：左边=191.3 KN 右边=3629.63 KN 满足规范要求。4)选定坝体截面上游面的垂直应力不出现拉应力极限状态验算 该验算属于正常使用极限状态长期组合效应。因按规范规定，正常使用极限状态的长期组合系数1，故持久状态下短期组合与长期组合值相同。计算公式为：0cccccJTMAW 文档

34、 由上面的计算结果可得：Wc=1263 KN Mc=127.9 KNm Ac=9.6 m2 Jc=73.7 m4 Tc=4.8 m 代入上式左边=02.123cccccJTMAW 满足规范要求。文档 2、非溢流坝段标准剖面 (1)荷载作用的标准值计算（以单宽计算）因非溢流坝段标准剖面图形不规则，采用偏于安全的近似计算方法，折算后面积如上图所示。A、正常蓄水位情况（上游水位 1105.5m，下游水位 1094.89m）竖向力（自重）W1=242.2456.962=375.1 KN W2=245.576.962/2=465.3 KN W3=2414.66.038=2115.7 KN 上游附加重量：

35、W4=（250248.7263.57）/13.5387.47KN W=3343.57 KN W1作用点至 O 点的力臂为：(14.62.245)/2=6.178m W2作用点至 O 点的力臂为：m198.3357.5245.226.14 W3作用点至 O 点的力臂为：0m 文档 W4作用点至 O 点的力臂为：14.6/2 25.3m 竖向力对 O 点的弯矩（顺时针为“”，逆时针为“+”）：MOW1=375.16.178=2317.4 KNm MOW2=465.33.198=1488 KNm MOW3=0 KNm MOW4=387.475.3=5859KNm MOW=3805.4 KNm 静水压

36、力（水平力）P1=H12/2=9.81(1105.51090)2/2=1178.4 KN P2=H22/2=9.81(1094.89-1090)2/2=117.3 KN P=1061.1 KN P1作用点至 O 点的力臂为：(1105.51090)/3=5.167m P2作用点至 O 点的力臂为：(1094.891090)/3=1.63m 静水压力对 O 点的弯矩（顺时针为“”，逆时针为“+”）：MOP1=1178.45.167=6089 KNm MOP2=117.31.63=191.2 KNm MOP=5897.8 KNm 扬压力 扬压力示意图请见下页附图：H1=1105.51090=15.

37、5 m H2=1094.891090=4.89 m(H1 H1)=15.54.89=10.61 m 计算扬压力如下：U1=9.8114.64.89=700.4 KN 文档 U2=9.81 14.610.61/2=759.8 KN U=1460.2 KN U1作用点至 O 点的力臂为：0 m U2作用点至 O 点的力臂为：14.6/2 14.6/3=2.433m 竖向力对 O 点的弯矩（顺时针为“”，逆时针为“+”）：MOU1=0 KNm MOU2=759.82.433=1848.8 KNm MOU=1848.8 KNm 浪压力（直墙式）由非溢流坝段标准剖面计算已知浪压力标准值为：KNPWk86

38、5.20)283.083.0(644.781.941 对坝底中点 O 取矩为（顺时针为“”，逆时针为“+”）：MOPWK=(9.811.1130.862/2)(15.5+1.113/3)+(9.813.8220.862/2)(15.53.822/3)=(74.687+229.89)=304.577 KNm 淤沙压力 文档 由非溢流坝段标准剖面计算已知淤沙压力标准值为：PSK=90.911 KN 对 O 点的力臂为（1098.31090）/3=2.767m 对 O 点取矩 MOPSK =90.9112.767=251.552 KNm 将计算的各荷载进行汇总整理。结论请见附表 7。B、校核洪水位情

39、况（上游水位 1105.67m，下游水位 1095.18m）竖向力（自重）由情况 A 计算已知：W=3343.57 KN 竖向力对 O 点的弯矩（顺时针为“”，逆时针为“+”）：MOW=5859 KNm 静水压力（水平力）P1=H12/2=9.81(1105.671090)2/2=1204.4 KN ()P2=H22/2=9.81(1095.181090)2/2=131.6 KN()P=1072.8 KN()P1作用点至 O 点的力臂为：(1105.671090)/3=5.223m P2作用点至 O 点的力臂为：(1095.181090)/3=1.727 m 静水压力对 O 点的弯矩（顺时针为

40、“”，逆时针为“+”）：MOP1=1204.45.223=6290.6 KNm MOP2=131.61.727=227.3 KNm MOP=6063.3 KNm 扬压力 扬压力示意图请见下图：文档 H1=1105.671090=15.67 m H2=1095.181090=5.18 m(H1 H1)=15.675.18=10.49 m 计算扬压力如下：U1=9.8114.65.18=764.8 KN U2=9.8114.610.49/2=751.2 KN U=1516 KN U1作用点至 O 点的力臂为：0 m U2作用点至 O 点的力臂为：14.6/214.6/3=2.433m 竖向力对 O

41、 点的弯矩（顺时针为“”，逆时针为“+”）：MOU1=0 KNm MOU2=751.22.433=1827.7 KNm MOU=1827.7 KNm 浪压力（直墙式）由非溢流坝段标准剖面计算已知浪压力标准值为：KNPWk143.8)155.05.0(069.581.941 对坝底中点 O 取矩为（顺时针为“”，逆时针为“+”）：文档 MOPWK=(9.810.6550.521/2)(15.98+0.655/3)+(9.812.5350.521/2)(15.982.535/3)=(27.114+98.048)=125.162 KNm 淤沙压力 淤沙压力标准值 PSK=90.911 KN 对 O

42、点的力臂为（1098.31090）/3=2.767m 对 O 点取矩 MOPSK =90.9112.767=251.552 KNm 将计算的各荷载进行汇总整理。结论请见附表 8。附表 7 正常蓄水位情况各项作用力统计表 单位：KN、KNm 序号 荷载效应 方向 力标准值 力矩标准值 分项系数 力设计值 力矩 M 设计值 1 自重 为正 3343.57 5859 1.0 3343.57 5859 2 静水压力 为正-1061-5897.8 1.0-1061-5897.8 3 扬压力 为正-1460.2-1848.8 1.2-1752.24-2218.56 4 浪压力 为正-20.865-304.

43、56 1.2-25.038-365.472 5 淤沙压力 为正-90.91-251.55 1.2-109.092-301.86 附表 8 校核洪水位情况各项作用力统计表 单位：KN、KNm 序号 荷载效应 方向 力标准值 力矩标准值 分项系数 力设计值 力矩 M 设计值 1 自重 为正 3343.57 5859 1.0 3343.57 5859 2 静水压力 为正-1072.8-6063.3 1.0-1072.8-6063.3 3 扬压力 为正-1516-1827.7 1.2-1819.2-2193.24 4 浪压力 为正-8.143-125.16 1.2-9.7716-150.192 5 淤

44、沙压力 为正-90.91-251.55 1.2-109.092-301.86 文档 按规范规定作用组合进行作用力的汇总如附表 9：附表 9 各种工况下的、M 统计表 单位：KN、KN m 工况 承载能力极限状态 正常使用极限状态 持久状态 偶然状态 持久状态 W()1591.33 1524.37 1883.37 P()-1195.13-1191.6636-1172.775 M-2924.692-2849.592-2443.71 备注 均采用荷载设计值 均采用荷载标准值 由规范 8.结构计算基本规定中可知大坝坝体抗滑稳定和坝基岩体进行强度和抗滑稳定计算属于 1）承载能力极限状态，在计算时，其作用

45、和材料性能均应以设计值代入。基本组合，以正常蓄水位对应的上、下游水位代入，偶然组合以校核洪水位时上、下游水位代入。而坝体上、下游面混凝土拉应力验算属于 2）正常使用极限状态，其各设计状态及各分项系数=1.0，即采用标准值输入计算。此时结构功能限值 C=0。荷载各项标准值和设计值请见附表 9。1)坝体混凝土与基岩接触面抗滑稳定极限状态 a、基本组合时，取持久状态对应的设计状况系数=1.0，结构系数d1=1.2，结构重要性系数0=0.9。基本组合的极限状态设计表达式),(1),(10kmkdkkQkGfRQGS 文档 式中左边=0S()=0.91.01195.13=1075.62 KN 对于抗滑稳

46、定的作用效应函数 S()=P 右边=)16.14320033.15913.15.0(2.11)1(2.11ACWfWW=1321.2KN 对于抗滑稳定的抗力函数 R()=fRWR +CRAR 经计算：左边=1075.62 KN 右边=1321.2 KN 满足规范要求。b、偶然组合时，取偶然状态对应的设计状况系数=0.85，结构系数d2=1.2，结构重要性系数0=0.9。偶然组合的极限状态设计表达式),(1),(20kmkdkkkQkGfRAQGS 式中左边=0S()=0.90.851191.66=911.6 KN 对于抗滑稳定的作用效应函数 S()=P 右边=)16.14320037.1524

47、3.15.0(2.11)1(2.11ACWfWW=1299.7 KN 对于抗滑稳定的抗力函数 R()=fRWR +CRAR 经计算：左边=911.6 KN 右边=1299.7 KN 满足规范要求。2)坝趾抗压强度极限状态 a、基本组合时，取持久状态对应的设计状况系数=1.0，结构系数d1=1.8，结构重要性系数0=0.9。文档 基本组合的极限状态设计表达式),(1),(10kmkdkkQkGfRQGS 对于坝趾抗压的作用效应函数 S()=)1)(22mJTMAWRRRRR 式中左边=0S()=0.91.0)1)(22mJTMAWRRRRR 式中：m2 下游坝面坡比=0.8 TR 坝基面形心轴到

48、下游面的距离=14.6/2=7.3m AR =bh=14.61=14.6 m2 JR =bh3/12=114.63/12=259.34m4 WR =1591.33 KN MR =2924.69 KNm 代入上式中：0S()=0.91.0)8.01)(2RRRRRJTMAW=282.4 KPa C15 混凝土的 fCK=14.3MPa=14300KPa，m=1.5 基岩的承载力为 400KPa，故以基岩的承载力为控制条件进行核算。对于坝趾抗压强度极限状态抗力函数 R()=fC或 R()=fR 右边=R()=fR =400 KPa 经计算：左边=282.4 KPa 右边=400 KPa 满足规范要

49、求。b、偶然组合时，取偶然状态对应的设计状况系数=0.85，结构系数d2=1.8，结构重要性系数0=0.9。文档 偶然组合的极限状态设计表达式),(1),(20kmkdkkQkGfRQGS 式中：WR =1524.37 KN MR =2849.59 KNm 左边=0S()=0.90.85)8.01)(2RRRRRJTMAW=231.6 KN 右边=R()=fR =400 KPa 经计算：左边=231.6 KN 右边=400 KN 满足规范要求。3)上游坝踵不出现拉应力极限状态验算（正常使用极限状态）计算公式为：0RRRRRJTMAW 由上面的计算结果可得：WR=1883.37 KN MR=2443.7 KNm AR=14.6 m2 JR=259.34 m4 TR=7.3 m 代入上式左边=02.60KPaJTMAWRRRRR 满足规范要求。