水工建筑物结构受力状况及主要设计方法

一、 水工建筑物分类

1.按功能分为以下类型：

（1） 挡水建筑物 ：各种坝和 水闸 ，以及抗御洪水或沿江河海岸修建的堤防、 海塘 等。

（2） 泄水建筑物 ：各种溢流坝、坝身泄水孔、岸边溢洪道、 水闸 和泄水隧洞等。

（3   ）输水建筑物：引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸等。  

（4）取（进）水建筑物：引水隧洞的进水口段、灌溉渠首和供水用的进水闸、扬水站等。  

（5）渠系建筑物：渠道上的节制闸、分水闸、渡槽、沉沙池、冲沙闸   、 跌水、陡坡 等。

（6） 河道整治建筑物 ： 丁坝 、 顺坝 、   导流堤、护底和护岸等。  

（7）专门建筑物:水电站、船闸、升船机、鱼道、鱼闸、过木道(机)、筏道等。溢流坝既起挡水作用，又起泄 水作用；水闸既可挡水，又能泄水，还可作为灌溉渠首或供水工程 的取水建筑物等。  

2. 按使用期限可分为永久性水工建筑物和临时性水工建筑物。  

1） 永久性建筑物

（1）   主要建筑物：失事后造成下游灾害或严重影响工程效益的水工建筑物。如：坝、泄水建筑物、输水建筑物 及电站厂房等。  

（2）次要建筑物：失事后不影响主要建筑物和设备运行的挡土墙、导流墙、工作桥及护岸等。  

2） 临时性建筑物

临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物，如围堰、导流隧洞、导流明渠等。

二、水工建筑物结构荷载

三、水工建筑物的基本设计方法 （ 原理公式 ）

（1） 理 论分析 （2） 试 验研究 

（3） 原 型观测  （4） 工 程类比 

四、水工建筑物结构设计的基本方法

（一）单一安全系数法

安全系数是大于1.0的系数。

（二）分项系数极限状态设计法

水工混凝土结构的极限状态分为 承载能力极限状态 和 正常使用极限状态 两类。（ 比单一安全系数法更接近实际 ）

五、典型水工建筑物结构受力分析

1．重力坝

重力坝因主要依靠 自重 维持稳定而得名。

2．水闸

水闸是一种能调节水位、控制流量的低水头水工建筑物，具有挡水和泄（引）水的 双重功能 。

3．水工挡土墙

水工挡土墙是水利水电工程中的承受土压力、防止土体坍塌的 挡土 建筑物。

六、抗滑稳定分析

1．重力坝失稳一般发生在 坝底与基岩的接触面 。

2.重力坝抗滑稳定计算受力简图如图。抗滑力与滑动力的比值反映了坝体稳定程度，称为抗滑稳定安全系数。

七、水工建筑物应力分析

1.重力坝应力分析的方法可归纳为 理论计算和模型试验 两大类。

2.拱坝应力分析的方法有理论分析法、结构模型试验和原型观测等三类。

八、水工建筑物渗流分析

主要内容：确定 渗透压力 ；确定 渗透坡降 （或流速）；确定 渗流量 。

对土石坝，还应确定 浸润线的位置 。

九、沉降计算

常用 分层总和法 计算。

十、水工建筑物抗震设计  

水库的修建往往可以诱发地震。  

基本烈度：指建筑物所在地区在今后一定时期内可能遭遇的最大地震烈度。  

设计烈度：抗震设计中实际采用的烈度。对于重要建筑物的设计烈度可在基本烈度的   基础上 提高1度 。