§ 2-1 水工建筑物的荷载计算 水工建筑物上的作用有:重力、水作用、渗透作用力、风及波浪作用、冰及冰冻作用、温度、土及泥沙作用、地震作用等。 一、自重 W=Vγ 一般素砼取23.5~24kN/m3,钢筋砼取24.5~25kN/m3,浆砌石取21.5~23kN/m3,对土石坝的材料重度应根据具体性能及不同部位,分别取湿重度、干重度、饱和重度、浮重度等几种情况计算。 水工建筑物上永久固定设备,如闸门、启闭机等,其自重标准值采用设备标牌重量 作用分项系数:大体积混凝土、土石坝取1.0;对普通水工混凝土、金属结构(设备)取 1.05, 当自重对结构有利时取0.95。地下工程的混凝土衬砌取1.1, 其对结构有利时取0.9。 二、水压力 水体对各种水工结构均发生作用,作用结果是对结构产生水压力,其可分为静水压力和动水压力。 1.静水压力 水体静止状态下对某结构表面的作用力称为静水压力 ( 1)作用在坝、闸等结构面上的水压力 PH=221Hw PV=wwV ( 2)管道及地下结构上的水压力计算。 内水压力:作用在管道内壁上的静水压力; 外水压力:作用于管道或衬砌外侧的水压力。 对内水压力,为计算方便,常将其分解成均匀内水压力和非均匀内水压力两部分。 hpww r' )cos1(''iww rrp 对有压隧洞的砼衬砌的外水压强标准值可按式(2-6)计算。 eeekHp ( 2-6) 式中:ekp——作用于衬砌上的外水压强标准值(KN/m2); e ——外水压力折减系数,可按表2-1 采用; eH ——作用水头(m),按设计采用的地下水位线与隧洞中心线的 高差确定。 同内水压力一样,外水压力也可分解成均匀外水压力和非均匀外水压力。 非均匀外水压力的合力方向垂直向上,合力的大小应等于单位洞长排开水体的重量。 2.动水压力 ( 1)渐变流时的时均压强: cosghpwtr 式中:trp ——过流面上计算点的时均压强代表值(N/m2); w ——水的密度(kg/m3); g——重力加速度(m/s2); h——计算点A 的水深(m); θ ——结构物底面与平面的夹角。 ( 2)闸坝反弧段上的动水压力。 RVqPwcr/ )cos(cos12VqPxr )sin(sin12VqPyr 式中:q——相应设计状况下反弧段上的单宽流量(m3/s.m); w ——水的密度; V——反弧段最低处的断面平均流速(m/s); R——反弧半径(m); 三、扬压力 水渗透引起的水压力称渗透压力, 由下游水深而引起的水压力称浮托力 渗透压力和浮托力之和称为...