某重力坝剖面尺寸及计算点坐标如图四所示。 取单位坝长分析:
铅直力总和Σ W=25129.5 ( kN )(未计及扬压力,方向向下为正) 水平力总和Σ P=-10510 ( kN )(指向上游为正)
对坝底截面形心力矩总和Σ M=-37561.8 ( kN.m )(未计及扬压力,Σ M 的符号,使坝底截面上游部分产生压应力为正)。
扬压力呈直线分布(坝基无防渗、排水设施)。 本题不计泥沙压力及地震力。
二、要求
根据《水工建筑物》教材介绍的方法(计及扬压力)计算坝底截面各计算点(如上图中 0 、 10 、 20 、 30 及 41 米)的分应力、主应力及其方向,并按比例绘图表示 x 、
~ y 、
~ z 主应力及其方向。请注意,此处
、
、
~
均指有扬压力
作用的情况。
图 四
习题五 拱坝布置
一、 资料
坝址河谷断面如图六,此为开挖后的新鲜花岗岩表面。坝址地形等高线与河谷平行(如图五)。
坝体最大坝高为 35 米。坝体材料为细骨料混凝土砌块石。
二、要求
试按资料中图示比例尺( 1 : 500 )的地形图进行双曲拱坝的平面布置(由于地形对称,所以仅需画出半个拱坝平面布置图),同时需画出拱冠梁断面图及圆心轨迹线。
图五 开挖后的岩石等高线(半平面图)
图六 河谷断面图
习题六 拱坝应力计算(用拱冠梁法)
某混凝土拱坝最大坝高 70m ,几何尺寸如表一及图七所示,校核洪水位高程 168.0m ,混凝土和基岩弹性模量相同, E=11.0×=1.0×
KN/
,混凝土线膨胀系数α
,河谷为 U 型。试用拱冠梁法求解在校核洪水位和均匀温升是拱坝的荷载分配。
拱圈变位系数分别见表二及表三。
图七 (单位:米)
表一 高程 (米) 166.0 149.5 133.0 116.5 100.0 R外 (米) 80 80 80 80 80 T (米) 4.5 10.9 17.3 23.6 30.0 R内 (米) 75.5 69.1 62.7 56.4 50.0 平均半径R(米) 77.75 74.55 71.35 68.2 65.0 半中心角(度) 60.5 58.6 56.9 54.5 53.2 校核水位水压力强度P(KN/㎡) 20 185 350 515 680