浙江水利水电专科学校水利工程系-PPT课件

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
2.46 2.23 2.01 1.80 1.78 1.63 1.68 1.56 1.64 1.52 1.60 1.49 1.56 1.46 1.44 1.37 1.39 1.33 1.30 1.25
0.98 1.00 1.01 1.01
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表2-3
累积频率波高hp与平均波高Hm的比值
p(%) 2 3
2.23 2.09 2.11 2.00
hp/Hm
0.1
2.97 2.70
1
2.42 2.26
4
2.02 1.92
5
1.95 1.87
10
1.71 1.65
13
1.61 1.56
20
1.43 1.41
50
0.94 0.94
gT gh m m 0 1H gT H m m 2 m 0 . 5 时 , L th m L 2 m
H m 0 . 5 时 , L m
gT L m 2
2 m
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e e thx x x e e
L L 2 h m m 1 % H ln cr 4 L 2 h m 1 %
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作用在铅直迎水面上的风浪压力计算示意图 ：
坝的迎水面倾斜，波浪的反射作用将减弱 当α ＞45°时 与铅直面情况相近
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2）当水深H ≥Hcr
H＜Lm/2时,浪压力为：
2 H P wh sec h 3）当水深H＜Hcr时，浪压力为： lf 1 % L m
建筑物底部浪压力剩余强度：
1 P ( h h )( H P ) HP W K 1 % z w lf lf 2


1 P p ( 1 . 5 0 . 5 ) h ( 0 . 7 ) H WK o 1 % 水面处的浪压力强度 p0： 2
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3）对内陆峡谷水库，宜按官厅公式计算：
gh gD 0 .0076 v ( 2) 2 v v o o
式中：当
gD v o2
1 12 o
1 3
gLm gD 2 . 15 3 . 75 0 . 331 v ( ) o 2 2 v v o o
1
1
gD 2 v 式中：当 o
2 0 . 45 gh gH 0 . 0018 ( gD / v ) 0 . 7 m m o 0 . 13 th 0 . 7 ( 2) th 2 2 0 . 7 v 0 . 13 th 0 . 7 ( gH / v ) o o m o v


当 当
x
x
1 cthx cthx
1 sec hx ch
ex ex chx 2
Hm——水域平均水深（m）； vo——计算风速（m/s）； D——风区长度（m）。
式中：hm——平均波高（m）； Tm——平均波周期（s）;
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2) 对丘陵、平原水库，值按鹤地公式计算：

表2-4
对计算风速，指水面以上10m高处10min多年最大平均风速， 当测点在水面上Zm处，应乘以高度修正系数KZ（见表2-4）
风速高度修正系数
高度（m ）
2 1.25
5 1.10
10 1.0
15 0.96
20 0.90
修正系数

水库为正常和设计洪水位时，宜采用相应洪水期多年平均 最大风速或采用重现期为50年一遇的年最大风速的1.5— 2.0倍； 校核洪水位时，宜采用相应洪水期最大风速的多年平均值。
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3.波浪压力计算
求出hm、hp、Lm等，并根据坝闸前水深，计算作用在坝闸 上的波浪压力。 1）当水深H ≥Hcr H ≥Lm/2时,浪压力为：

其中：
1 P L ( h h WK W m 1 % z) 4 2 h 2 H 1 % hz cth L L m m
五、浪压力
水面在风作用下，形成波浪而产生压力，称浪压力。
1．波浪要素 平均波高(hm)，平均坡长（Lm），平均波周期（Tm）； 其值大小与水面尺寸、形状、风力、、库区的地形等有关。 当坝（闸）迎水面垂直时，反射作用形成驻波，其波高为2 hm，波长不变。
2．波浪要素计算
1）对滨海地区、平原水闸等用莆田公式
=20-250时 ，为频率5%的波高h5% 。 =250-1000时 ，为频率10%波高h10% 。
波浪受风速等影响，波浪参数并非定值。不同波高所对应的超值 累积频率为P%的数值不同。在I、II、III级建筑物的设计中， 宜用合适的超值累积频率为P%的波高hp计算波浪压力。累积 频率波高hp与平均波高hm的关系可按表2-3进行换算。
gh gD 2 % 8 3 0 . 00625 v ( ) o 2 2 v v o o
1
1

式中：h2%——累积频率为2%的波高（m）；
gL gD m 0 .0386 ( 2) 2 v v o o
1 2
Lm——平均波长（m）。 鹤地公式适用于水深较大，计算风速vo＜26.5 m/s，风区长度D＜7.5km的水库。
底坡影响系数Ki，按表2-5采用。
p k h o i w 1 %
1/50 1.36 1/60 1.33 1/80 1.29
底坡 系数
1/10 1.89
1/20 1.61
1/30 1.48
1/40 1.41
1/100 1.25
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六、地震作用力
1）土石坝和混凝土坝的水平向地震力，只考虑顺水流方向； 两岸陡坡上的重力坝段和砼拱坝尚应计入垂直河流方向； 2）闸墩、进水塔、闸顶机架桥和其它两个主轴方向刚度接近 的水工结构，应考虑结构两个主轴方向的水平向地震作用； 3）当设计烈度为8、9度，1、2级坝等挡水建筑物和长悬臂、 大跨度及高耸的水工砼结构，应同时计入水平向和竖直向 地震作用； 4）严格不对称或空腹等特殊型式的拱坝，以及设计烈度为8、 9度的1、2级双曲拱坝，竖向地震作用宜作专门研究。 对具体建筑物，应包括建筑物自重及其上部永久设备自重 所产生的地震惯性力；地震作用于库内水介质后而产生的 地震动水压力以及地震动土压力。