重力坝稳定及应力计算

2.计算简图3.基本信息混凝土强度等级C30混凝土抗压强度标准值fck20.1MPa混凝土性能分项系数γm1.5混凝土极限状态抗力R（·）13.4MPa水工建筑物级别4水工建筑物结构安全级别Ⅲ结构重要性系数γ01设计状况偶然设计状况系数ψ0.85结构系数γd1.8上游坝坡坡比m10.10下游坝坡坡比m20.80计算坝长1m混凝土容重25.00KN/m3设计烈度84.荷载计算（1）坝体自重--竖向单位荷载面积A1：2454.72m2标准值:61368.00KN作用分项系数:1.00代表值:61368.00KN对坝基截面形心轴力臂L1:3.58m对坝基截面形心轴力矩:219636.07KN·m重力坝稳定及应力计算1.计算依据《水电工程水工建筑物抗震设计规范》（NB35047-2015）《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077-1997）（SL744-2016）《混凝土重力坝设计规范》（NB/T35026-2014）（SL319-2005）取坝段长为计算单位，作用力的位置:截面形心，作用力的方向:水平力以指向坝体下游为正、竖向力以竖直向下为正、弯矩方向以逆时针方向为正（坝体下游出现拉应力）。第1页，共7页（2）永久设备--竖向标准值:0.00KN作用分项系数:0.95对结构有利代表值:0.00对坝基截面形心轴力臂:0.00m对坝基截面形心轴力矩:0.00KN·m（3）附加荷载--竖向标准值:KN作用分项系数:0.95对结构有利代表值:0.00KN对坝基截面形心轴力臂:m对坝基截面形心轴力矩:0.00KN·m（4）静水压力(上游)--竖向（自重）荷载面积A2：326.6m2容重:9.81KN/m3标准值:3203.95KN作用分项系数:1.00代表值:3203.95KN对坝基截面形心轴力臂L2:29.40m对坝基截面形心轴力矩:94196.01KN·m（5）静水压力(上游)--水平向上游水深H1：30.50m2容重:9.81KN/m3标准值:4562.88KN作用分项系数:1.00代表值:4562.88KN对坝基截面形心轴力臂:10.17m对坝基截面形心轴力矩:-46389.24KN·m（6）静水压力(下游)--竖向（自重）荷载面积A3：0.00m2容重:9.81KN/m3标准值:0.00KN作用分项系数:1.00代表值:0.00KN对坝基截面形心轴力臂L3:m对坝基截面形心轴力矩:0.00KN·m（7）静水压力(下游)--水平向水深H2：1.00m2容重:9.81KN/m3标准值:4.91KN作用分项系数:1.00代表值:4.91KN对坝基截面形心轴力臂:0.33m对坝基截面形心轴力矩:1.64KN·m（8）扬压力(浮托力)--竖向基础底宽B：64.53m2容重γ:9.81KN/m3标准值:-633.04KN作用分项系数:1.00代表值:-633.04KN对坝基截面形心轴力臂:0.00m对坝基截面形心轴力矩:0.00KN·m（9）扬压力(渗透力)--竖向第2页，共7页排水孔幕距坝踵距离e3.00渗透压力强度系数α0.30U1=-αγ(H1-H2)e=-260.46U2=-(B-e)*(H1-H2)*α*γ/2-2670.97U3=-e*(H2-H1)*(1-α)*γ/2-303.86e1=(B-e)/230.77e2=(B-e)*2/3-B/28.76e3=B/2-e/331.27容重γ:9.81KN/m3标准值:-3235.29KN作用分项系数:1.20代表值:-3882.35KN对坝基截面形心轴力矩:-40897.60KN·m（10）淤沙压力泥沙内摩擦角φ：25.00度主动土压力系数Ka：0.41泥沙浮容重γs：10.00KN/m3泥沙淤积深度：20.00水平淤沙压力标准值Pa:811.72KN作用分项系数:1.20淤沙压力水平分力Px:974.06KN淤沙压力水平分力力臂:6.67m淤沙压力水平分力弯矩:-6493.74KN·m淤沙压力竖向分力Py:240.00KN淤沙压力竖向分力力臂:31.60m淤沙压力竖向分力弯矩:7583.60KN·m（11）浪压力水的重度：9.81KN/m3h1%(为累积频率1%的波高)0.49m平均波长Lm4.95m波浪中心线至水位的高度hz20.37m浪压力标准值：10.42KN/m作用分项系数:1.20代表值:12.51KN浪压力力臂：30.87m浪压力弯矩：-386.14KN·m（12）地震荷载a.地震惯性力坝体计算质点总数n：3.00坝高H：78.50m质点1的高度h1:11.60m质点2的高度h2:36.10m质点3的高度h3:61.20m质点1的计算面积A1:1334.00m2质点2的计算面积A2:780.00m2质点3的计算面积A3:341.00m2质点1的计算重力GE1:33350.00KN质点2的计算重力GE2:19500.00KN质点3的计算重力GE3:8525.00KN各质点总的计算重力GE:61375.00KN质点1的动态分布系数a1：1.11质点1的动态分布系数a2：1.31质点1的动态分布系数a3：2.75重力加速度g:9.81m/s2水平向设计地震加速度ah：1.96m/s2地震作用效应折减系数ξ：0.25质点1的水平向地震惯性力F1：1851.71KNF1对坝基截面形心轴力矩:-21479.86KN·m第3页，共7页质点2的水平向地震惯性力F2：1273.98KNF2对坝基截面形心轴力矩:-45990.58KN·m质点3的水平向地震惯性力F3：1170.56KNF3对坝基截面形心轴力矩:-71638.28KN·m水平向地震力合力F：4296.25KN水平向地震力对坝基截面形心轴力矩:-139108.73KN·mb.地震动水压力(上游)密度标准值1.00t/m3上游坝基点处的作用水头：30.50m单宽总地震动水压力F0:296.59KN/m坝段总地震动水压力:296.59KN对坝基截面形心轴力臂:14.03m对坝基截面形心轴力矩:-4161.11KN·m5.各种荷载对计算截面的作用力汇总作用力名称水平力∑PR(kN)竖向力∑WR(kN)弯矩∑MR(KN·m)坝体自重0.061368.0219636.1永久设备0.00.00.0附加荷载0.00.00.0静水压力(上游)4562.93203.947806.8静水压力(下游)4.90.01.6扬压力(浮托力)0.0-633.00.0扬压力(渗透力)0.0-3882.3-40897.6淤沙压力974.1240.01089.9浪压力12.50.0-386.1地震惯性力4296.30.0-139108.7地震动水压力(上游)296.60.0-4161.1坝段总计1014760297839816.单位长坝基截面几何特性截面坝宽：64.53m截面坝长：1.00m坝基截面积A：64.53m2坝基截面对形心轴的惯性矩J：22392.6m4计算点到形心轴的距离x：32.265m7.坝体抗滑稳定计算(1)抗剪断强度公式坝基面抗剪断摩擦系数f':1.150坝基面抗剪断粘聚力C':1150.0kPa∑W：60296.6KNA：64.53m2∑P：10147.2KN=14.2(2)抗剪强度公式坝基面抗剪摩擦系数f:0.500∑W：60296.6KN∑P：10147.2KN坝的级别3.0允许安全系数1.05＝3.08.坝基截面垂直应力计算∑W：60296.6KNA：64.53m2∑M：83980.8KN·mJ：22392.6m43.0，满足规范要求。1.05，满足规范要求。'''PWCAKPWfK第4页，共7页计算点到形心轴的距离x：32.265m基岩允许承载力fR1MPa1.3MPaγ0S（·）＝1.3MPa混凝土抗力力作用比系数6.6基岩抗力力作用比系数0.9坝踵垂直应力1.1MPa坝基应力最大值与最小值之比1.269.抗浮计算重力64811.9kN扬压力-4515.4kN抗浮稳定安全系数14.410.计算结果≥0,满足规范要求。≥1,满足规范要求。1,不满足规范要求。≥1.1,满足规范要求。2,满足规范要求。坝趾抗压作用效应经计算，按抗剪断强度公式计算的坝体抗滑稳定安全系数K'为14.153.0，满足规范要求。按抗剪强度公式计算的坝体抗滑稳定安全系数K为2.971.05，满足规范要求。坝趾混凝土抗力作用比系数为6.57≥1,满足规范要求。基岩抗力作用比系数为0.881,不满足规范要求。坝踵垂直应力为1.06Mpa≥0,满足规范要求。坝基应力最大值与最小值之比1.262,满足规范要求。抗浮稳定安全系数14.35≥1.1,满足规范要求。)122mJTMAWSRRRRR（)()(10SRd＝)(0SfR＝RRRRRJTMAWS第5页，共7页