水工建筑物上的荷载及荷载效应组合.pptx

水工建筑物上永久固定设备,如闸门、启闭机等,自重标准值采用设备标牌重量。
自重的作用分项系数为:
大体积混凝土、;
对普通水工混凝土、金属结构(设备),。
,
。
水工建筑物上的一般荷载
二、水压力

水静止状态下对结构表面的作用力称为静水压力。可按水力学原理进行计算。
(1)作用在坝、闸等结构面上的水压力:
作用在坝闸渡槽等建筑物表面的水压力,可分解为水平PH和垂直PV两部分。
PH= (2-2)
PV = (2-3)
式中:——水的重度,(KN/m3);
H—计算点以上的水深,(m);
V—结构表面以上水的体积(m3)
静水压力分布图
(2)管道及地下结构水压力计算
作用在管道内壁上的静水压力称为内水压力;
作用于衬砌外侧的水压力称外水压力。
结构分析时,应根据具体情况计入。
计算时,将其分均匀、非均匀内水压力。
均匀内水压力,沿管内一周均匀分布,
为管内壁顶点以上静水压力值
非均匀内水压力的合力方向垂直向下,数值为单位管长水重。
(2-4)
(2-5)
式中:γw—水的重度(KN/m3);
ri—管道或隧洞的内半径(m);
θ—自管顶算起的圆心角(°);
h—管道内壁顶点至计算静水位的高度(m)。
环向(切向)
轴向
衬砌在均匀内水压力作用示意图
作用在管道及隧洞衬砌外壁上的水压力,由于是由坝体渗水及地下水引起的,其值取决于坝体及围岩的渗透特性、水文地质条件及地基处理等情况。有压隧洞衬砌的外水压强标准值可为。
(2-6)
式中: pek—作用于衬砌上的外水压强标准值
(KN/m2);
β e—外水压力折减系数,可按表2-1采用;
He—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,外水压力也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垂直向上,大小等于单位洞长排开水体的重量。
级别
地下水活动状态
地下水对围岩
稳定影响
建议值
1
洞壁干燥或潮湿
无影响
0~0 .2
2
沿结构面有渗水或滴水
风化结构面充填物,降低结构面抗剪强度,对软弱岩有软化作用
~

3
沿裂隙面有大量滴水或线状流水
液化软弱结构面中充填物质,降低抗剪强度,对中硬岩体有软化作用
~

4
严重滴水沿软弱结构面有小量涌水
冲刷充填物质,加速岩体风化,使其膨胀崩解,产生机械管涌。有渗透压力。
~

5
严重股状流水断层有大量涌水
冲刷充填物质,分离岩体,能鼓开一定厚度的断层等软弱带,能导致围岩塌方
~

表2-1 外水荷载折减系数值βe选用表

水体在流动时,对建筑物表面产生动水压力
(1) 闸坝反弧段上的动水压力:
泄水时,溢流坝下游反弧段的动水压力,主要是离心力作用,反弧底面动水压强近似取均布,其代表值、离心力合力的水平分力和垂直分力可由下式计算。
(2-9)

(2-10)
式中:q —相应反弧段上的单宽流量(m3/);
ρw—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);
Φ1、Φ2—如图2-4所示,分别为反弧段圆心竖线左、右的中心角,取其绝对值。
。