重力坝计算稿(excel)

2006年9月XXX工程初设阶段碾压混凝土重力坝计算书计　算：校　核：审　查：XXX水利水电勘测设计研究院1.1已知参数⑴水库静水位及相应坝前水深1340.000m102.000m1341.200m103.200m1342.680m104.680m⑵气象资料和水域平均水深21.00m/s14.00m/s102.000m103.200m104.680m2000.0m21.2风浪要素（平均波高hm及平均波长Lm）　　（1）对于内陆峡谷水库，当W20m/s、D20km时，波浪的波高和平均波长可采用官厅水库公式计算，即按规范附录B.6公式（B.6.3-5）、（B.6.3-6）：……(B.6.3-5)……(B.6.3-6)　　将上述公式简化后可得：　　式中：　　h——当gD/V02=20～250时，为累积频率5%的波高h5%；当gD/V02=250～1000时，为累积频率10%的波　　　　高h10%；　　D——风区长度(m)　　V0——计算风速(m/s)D(m)gD/V02h5%(m)h10%(m)Lm(m)2000.00440.949.9362000.00440.949.9362000.001000.5666.62设计洪水位21.00校核洪水位14.00大坝级别：波高h及平均波长Lm计算工况V0(m/s)正常蓄水位21.00重现期为50年的年最大风速：多年平均年最大风速：正常情况水域平均水深Hm：设计情况水域平均水深Hm：校核情况水域平均水深Hm：风区长度D：1坝顶高程计算正常蓄水位：正常蓄水位时坝前水深H：设计洪水位（P=1.0%）：设计洪水位时坝前水深H：校核洪水位（P=0.1%）：校核洪水位时坝前水深H：3/12012/10200076.0VgDVVgh75.3/12015.2/1020331.0VgDVVgLm3/14/5000166.0DVh75.3/10016.1006203.0DVLm　　（2）按规范附录B.6.3条的规定，累积频率P(%)的波高hp与平均波高hm的关系按表B.6.3进行换算：假设hm/Hmhm(m)=0.10.483=0.10.483=0.10.2911.3累积频率为P(1%)的波高h1%　　累积频率P(1%)的波高h1%按规范表B.6.3换算，为偏安全计换算系数按hm/Hm=0的系数换算。1.4波浪中心线至计算水位的高度hz　　hz按规范B.6.1条中公式（B.6.1－2）计算：Lm(m)2πH/Lmhz(m)9.93664.5010.4329.93665.260.4326.6299.3540.235hm/Hm……(B.6.1-2)校核洪水位104.680.704正常蓄水位1021.169设计洪水位103.21.169校核洪水位0.2910.704波浪中心线至计算水位的高度hz计算成果表计算工况H(m)h1%(m)正常蓄水位0.4831.169设计洪水位0.4831.169校核洪水位0.2916.62波高h1%计算成果表计算工况平均波高hm(m)波高h1%(m)正常蓄水位0.4839.936设计洪水位0.4839.936校核洪水位0.3030.003风浪要素计算成果表计算工况平均波高hm(m)平均波长Lm(m)正常蓄水位0.5030.005设计洪水位0.5030.0050.12.261.871.65平均波高hm计算表计算工况根据假设求的hm(m)根据假设求的hm/Hm151002.421.951.71规范表B.6.3　　　累积频率为P(%)的波高hp与平均波高hm的比值P(%)mmzLHcthLhh2%121.5防浪墙顶至水库静水位的高差△h　　⑴△h按规范8.1.1条中公式（8.8.1）计算：……(8.1.1)　　式中：　　hc——按规范中表8.1.1取值hc(m)0.50.4　　⑵墙顶高程　　墙顶高程按两种计算工况下水库静水位加上相应△h的较大值确定。结论：坝顶上游侧设1.2m高的防浪墙，墙顶高程为1344.0m，则坝顶高程为1342.8m。校核洪水位1342.681.3391344.019少　爷　　编制　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　重力坝顶超高和坝顶高程计算表格防浪墙顶高程计算成果表计算工况水库水位高程(m)△h(m)墙顶高程(m)正常蓄水位13402.1011342.101正常蓄水位1.1690.4322.101校核洪水位0.7040.2351.339防浪墙顶至水库静水位的高差△h计算成果表计算工况h1%(m)hz(m)△h(m)czhhhh%12.1基本资料⑴水库水位1340.000m1269.000m1341.200m1275.630m1342.680m1277.150m⑵泥沙1289.100m10.000°5.00kN/m³⑶计算基本参数24.0kN/m³10.00kN/m³0.8800kPa0.60.250.20.52.2非溢流坝断面尺寸拟定1237.000m1342.800m1287.000m1332.800m8.000m0.250.850.000m12.500m95.800m76.640m97.140m105.800m12.000m30.000m30.000m2.3荷载计算　　符号规定：竖向作用力以向下为“+”、水平向作用力以指向下游为“+”、弯矩以逆时针为“+”。⑴坝体自重G1（↓）及其对坝基截面形心轴的力矩MG1（逆时针）　　计算公式：第一副排水孔至主排水孔距离l1：第二副排水孔至第一排距离l2：上游斜坡段水平宽度b1：下游斜坡段高度h2：下游斜坡段水平宽度b2：坝底宽度B：坝体高度H：主排水孔至坝踵距离l：上游坝面折点高程▽3：下游坝面折点高程▽4：坝顶宽度b：上游坝坡m1：下游坝坡m2：上游斜坡段高度h1：砼与坝基接触面f：排水孔处渗透压力强度系数α：主排水渗透压力强度系数α1：残余扬压力强度系数α2：建基面高程▽1：坝顶高程▽2：坝前泥沙淤积高程▽11：泥沙内摩擦角φs：泥沙浮容重γsb：混凝土容重γc：水的容重γw：砼与坝基接触面f´：砼与坝基接触面c´：2非溢流坝实用剖面沿建基面稳定及应力计算正常蓄水位水面高程▽5：正常工况下游水位水面高程▽8：设计洪水位水面高程▽6：设计工况下游水位水面高程▽9：校核洪水位水面高程▽7：校核工况下游水位水面高程▽10：2211121hbhbbHGc2122111113122132221212bbbBhbbBhbbbBbHMcGγcbHb1h1b2h2BG1(kN)248105.812.55076.6495.897.14115919γcbHb1h1b2h2BMG1(kN·m)248105.812.55076.6495.897.141175551⑵上游水平向水压力P1（→）及其对坝基截面形心轴的力矩MP1（顺时针）　　计算公式：坝体自重G1计算成果表坝体自重G1对坝基截面形心轴的力矩MG1计算成果表23121hPw33161hMwP　　式中：　　h3——上游面作用水头水位高程γwh3(m)P1(kN)MP1(kN·m)13401010353045-18212121341.210104.254288-18856101342.6810105.6855841-1967103⑶上游竖直向水压力G2（↓）及其对坝基截面形心轴的力矩MG2（逆时针）　　计算公式：γwb1h3h1BG2(kN)MG2(kN·m)1012.51035097.1497504191301012.5104.25097.1499004254781012.5105.685097.1410085433308⑷下游水平向水压力P2（←）及其对坝基截面形心轴的力矩MP2（逆时针）　　计算公式：　　式中：　　h4——下游面作用水头水位高程γwh4(m)P2(kN)MP2(kN·m)12691032-5120546131275.631038.63-7461960781277.151040.15-8060107871⑸下游竖直向水压力G3（↓）及其对坝基截面形心轴的力矩MG3（顺时针）　　计算公式：校核洪水位1237计算工况计算截面高程正常蓄水位1237设计洪水位1237上游竖直向水压力G2及其对坝基截面形心轴的力矩MG2计算工况正常蓄水位设计洪水位校核洪水位下游水平向水压力P2及其对坝基截面形心轴的力矩MP2正常蓄水位1237设计洪水位1237校核洪水位1237上游水平向水压力P1及其对坝基截面形心轴的力矩MP1计算工况计算截面高程221312hhbGw131312223232hhhhbBGMG24221hPw34261hMwP242321hmGw4233312hmBGMGγwm2h4BG3(kN)100.83297.144096100.838.6397.145969100.840.1597.146448⑹上游水平向淤沙压力Psk（→）及其对坝基截面形心轴的力矩Mpsk（顺时针）　　计算公式：淤沙高程hsγsbφsPsk(kN)1289.152.15104778⑺上游水平向浪压力Pwk（→）及其对坝基截面形心轴的力矩Mpwk（顺时针）　　计算公式：计算工况γwLmh1%hzh3Pwk(kN)正常109.9361.1690.43210340设计109.9361.1690.432104.240校核106.620.7040.235105.6816-16781237-82978上游水平向浪压力Pwk及其对坝基截面形心轴的力矩MPwkMPwk(kN·m)-4075-4123设计洪水位-228426校核洪水位-244143上游水平向淤沙压力Psk及其对坝基截面形心轴的力矩MPsk计算截面高程MPsk(kN·m)下游竖直向水压力G3及其对坝基截面形心轴的力矩MG3计算工况MG3(kN·m)正常蓄水位-163990sskPskhPM31zmwwkhhLP%141%13%13%132312hhLhLLhhhhhLPMzmmmzzmwkPwk245tan2122sssbskhP⑻扬压力U（↑）及其对坝基截面形心轴的力矩MU（顺时针）①当坝基设有防渗帷幕和排水孔，而未设下游副排水孔和抽排系统时按如下图形及公式计算扬压力。　　计算公式：h3h4αlBS1(m2)L1(m)103320.251297.14916.543.267104.238.630.251297.14955.33543.188105.6840.150.251297.14973.27543.176h3h4αlBS2(m2)L2(m)103320.251297.143480.098-2.919104.238.630.251297.143986.787-3.516105.6840.150.251297.144115.774-3.596计算工况γwS1L1S2L2U(kN)正常10916.543.2673480.098-2.919-43966设计10955.33543.1883986.787-3.516-49421校核10973.27543.1764115.774-3.596-50890②当坝基设有下游副排水孔和抽排系统时按如下图形及公式计算扬压力。MU(kN·m)-294958-272415-272218S2和L2计算成果表计算工况正常蓄水位设计洪水位校核洪水位扬压力U及其对坝基截面形心轴的力矩MUS1和L1计算成果表计算工况正常蓄水位设计洪水位校核洪水位21SSUw2211LSLSMwU211431lhhS1131221243431hhhhlBL22432hhlBS