水工設(shè)計手冊

內(nèi)容概要

　　《國家規(guī)劃重點圖書·水工設(shè)計手冊：混凝土壩（第2版·第5卷）》以科學(xué)發(fā)展觀為統(tǒng)領(lǐng)，按照可持續(xù)發(fā)展治水思路要求，在繼承前版成果中開拓創(chuàng)新，全面總結(jié)了現(xiàn)代水工設(shè)計的理論和實踐經(jīng)驗，系統(tǒng)介紹了現(xiàn)代水工設(shè)計的新理念、新材料、新方法，有效協(xié)調(diào)了水利工程和水電工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，充分反映了當(dāng)前國內(nèi)外水工設(shè)計領(lǐng)域的重要科研成果。特別是增加了計算機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代水工設(shè)計方法中應(yīng)用等卷章，充實了在現(xiàn)代水工設(shè)計中必須關(guān)注的生態(tài)、環(huán)保、移民、安全監(jiān)測等內(nèi)容，使手冊結(jié)構(gòu)更趨合理，內(nèi)容更加完整，更切合實際需要，充分體現(xiàn)了科學(xué)性、時代性、針對性和實用性。

書籍目錄

水利水電建設(shè)的寶典另--《水工設(shè)計手冊》（第2版）序序第2版前言第1版前言第1章 重力壩1.1 概述1.1.1 重力壩的特征及分類1.1.1.1 重力壩的工作原理和特點1.1.1.2 重力壩的分類1.1.1.3 工程規(guī)模和安全等級1.1.2 重力壩的設(shè)計方法1.1.2.1 重力壩設(shè)計的要求1.1.2.2 重力壩設(shè)計的內(nèi)容1.1.2.3 重力壩設(shè)計的基本資料1.2 樞紐布置1.2.1 壩址和壩線選擇1.2.1.1 地形條件1.2.1.2 地質(zhì)條件1.2.1.3 河勢條件1.2.2 樞紐布置基本原則1.2.2.1 過壩水流盡量順直歸槽1.2.2.2 盡量減少開挖和地基處理工程量1.2.2.3 有效利用峽谷空間使布置協(xié)調(diào)緊湊1.2.2.4 重視樞紐建筑物的綜合利用1.2.2.5 簡化施工導(dǎo)流程序1.2.3 重力壩泄水孔口布置1.2.3.1 泄流能力要求1.2.3.2 壩身孔口布置1.2.3.3 溢流單寬流量的確定1.2.4 壩體引水管道布置1.2.4.1 壩體壓力管道的特點1.2.4.2 壩體壓力管道的布置方式1.2.5 樞紐布置工程實例1.3 壩體斷面設(shè)計1.3.1 重力壩的荷載1.3.1.1 壩體及壩上永久設(shè)備的自重1.3.1.2 靜水壓力1.3.1.3 揚(yáng)壓力1.3.1.4 淤沙壓力1.3.1.5 波浪壓力1.3.1.6 冰壓力1.3.1.7 土壓力1.3.1.8 動水壓力1.3.1.9 地震荷載1.3.1.10其他荷載1.3.2 重力壩的荷載組合1.3.2.1 基本組合1.3.2.2 特殊組合1.3.3 重力壩的斷面設(shè)計原則1.3.3.1 壩頂高程和壩頂寬度1.3.3.2 壩坡及壩基面寬度1.3.3.3 壩體斷面的優(yōu)選1.3.4 溢流表孔的水力設(shè)計1.3.4.1 冪曲線堰面的水力設(shè)計1.3.4.2 有胸墻溢流壩的堰面水力設(shè)計1.3.4.3 溢流壩斷面的水力設(shè)計1.3.4.4 閘墩的水力設(shè)計1.3.5 深式泄水孔的水力設(shè)計1.3.5.1 無壓泄水孔1.3.5.2 壓力泄水孔1.4 安全系數(shù)設(shè)計方法1.4.1 材料力學(xué)法分析計算重力壩應(yīng)力1.4.1.1 基本假定1.4.1.2 邊緣應(yīng)力的計算1.4.1.3 內(nèi)部應(yīng)力的計算1.4.1.4 考慮揚(yáng)壓力時的應(yīng)力計算1.4.1.5 容許應(yīng)力的規(guī)定1.4.1.6 對材料力學(xué)法計算成果的評價1.4.2 剛體極限平衡法分析重力壩抗滑穩(wěn)定1.4.2.1 沿壩基面抗滑穩(wěn)定分析1.4.2.2 深層抗滑穩(wěn)定分析研究1.5 極限狀態(tài)設(shè)計法1.5.1 重力壩可靠度分析1.5.1.1 可靠度及失效概率1.5.1.2 可靠指標(biāo)1.5.2 分項系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計方法1.5.2.1 分項系數(shù)1.5.2.2 作用效應(yīng)1.5.2.3 極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式1.5.3 極限狀態(tài)設(shè)計法1.5.3.1 重力壩斷面設(shè)計原則1.5.3.2 極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式1.5.3.3 重力壩的分項系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計法1.6 有限元法應(yīng)力計算和承載能力分析1.6.1 線性彈性有限元計算分析1.6.2 非線性有限元分析1.6.2.1 變形模型和強(qiáng)度分析1.6.2.2 非線性彈性應(yīng)力分析1.6.2.3 彈塑性應(yīng)力分析1.6.3 極限承載能力的研究1.6.3.1 穩(wěn)定性分析臨界狀態(tài)判別準(zhǔn)則1.6.3.2 強(qiáng)度分析臨界狀態(tài)判別準(zhǔn)則1.6.3.3 承載能力分析研究的工程實例1.7 孔口結(jié)構(gòu)應(yīng)力計算和配筋設(shè)計1.7.1 閘墩的應(yīng)力和配筋計算1.7.1.1 平面閘門閘墩的計算1.7.1.2 弧形閘門閘墩的計算1.7.2 泄水孔的應(yīng)力計算1.7.2.1 矩形斷面泄水孔的應(yīng)力計算1.7.2.2 圓形斷面泄水孔的應(yīng)力計算1.7.2.3 泄水孔應(yīng)力計算方法的評價1.7.3 壩內(nèi)孔口結(jié)構(gòu)的配筋計算1.7.3.1 孔口結(jié)構(gòu)按彈性受拉應(yīng)力圖形配筋的設(shè)計方法1.7.3.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有限元分析方法1.7.3.3 三峽大壩壩內(nèi)孔口結(jié)構(gòu)應(yīng)力及配筋分析實例1.8 壩基滲流分析1.8.1 壩基巖體的滲流特性1.8.1.1 巖體的滲流特性1.8.1.2 裂隙巖體滲流數(shù)學(xué)模型1.8.2 等效連續(xù)介質(zhì)模型滲流分析1.8.2.1 滲透張量的性質(zhì)1.8.2.2 用裂隙幾何參數(shù)確定滲透張量1.8.2.3 滲流場控制方程式及有限元法1.8.3 裂隙巖體滲流與應(yīng)力耦合分析1.8.3.1 裂隙水力傳導(dǎo)系數(shù)1.8.3.2 裂隙變形剛度1.8.3.3 裂隙巖石的變形本構(gòu)關(guān)系1.8.3.4 算例1.9 壩基處理設(shè)計1.9.1 壩基處理的目的和要求1.9.2 壩基開挖設(shè)計1.9.3 壩基固結(jié)灌漿設(shè)計1.9.4 壩基防滲帷幕灌漿設(shè)計1.9.5 壩基排水設(shè)計1.9.6 壩基斷層破碎帶和軟弱夾層處理1.9.6.1 斷層破碎帶處理1.9.6.2 軟弱夾層處理1.9.7 巖溶處理1.10 混凝土材料及壩體分區(qū)設(shè)計1.10.1 混凝土材料的組成1.10.1.1 混凝土原材料1.10.1.2 混凝土配合比1.10.2 混凝土強(qiáng)度及混凝土強(qiáng)度代表值1.10.2.1 安全系數(shù)設(shè)計方法用的混凝土強(qiáng)度體系和強(qiáng)度參數(shù)1.10.2.2 分項系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計方法的混凝土強(qiáng)度等級及混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值1.10.2.3 大體積混凝土強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)和骨料級配效應(yīng)1.10.3 壩體混凝土的分區(qū)1.10.3.1 壩體分區(qū)的設(shè)計原則1.10.3.2 壩體材料分區(qū)的主要特性1.10.4 壩體混凝土的性能1.10.4.1 混凝土抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度1.10.4.2 混凝土彈性模量1.10.4.3 混凝土極限拉伸值1.10.4.4 混凝土抗?jié)B性1.10.4.5 混凝土抗凍性1.10.4.6 混凝土熱學(xué)性能1.10.5 工程實例1.11 壩體構(gòu)造設(shè)計1.11.1 壩頂構(gòu)造1.11.2 壩內(nèi)廊道和通道1.11.2.1 廊道和通道的布置……第2章 拱壩第3章 支墩壩第4章 砌石壩第5章 碾壓混凝土壩第6章 混凝土溫度應(yīng)力與溫度控制

章節(jié)摘錄

　?。?）查明壩址的水文地質(zhì)條件，兩岸地下水位埋深，巖體滲透特性，相對隔水層埋藏深度；巖溶地區(qū)要查明巖溶洞穴及通道的分布、規(guī)模、充填狀況及連通性，巖溶泉的分布、流量及其補(bǔ)給、徑流、排泄特征。　?。?）查明壩基、壩肩巖體風(fēng)化帶、卸荷帶的厚度及其特征?！　。?）查明斷層特別是順河斷層和緩傾角斷層的分布和特征，節(jié)理裂隙的產(chǎn)狀、延伸長度、連通率及其組合關(guān)系；確定壩基、壩肩巖體的完整性，抗滑穩(wěn)定分析的邊界條件?！　。?）查明地表水和地下水對混凝土的腐蝕性?！　。?）查明泄流沖刷地段的工程地質(zhì)條件，評價泄流沖刷及泄流水霧對壩基及岸坡穩(wěn)定的影響?！　。?）查明壩址的巖體地應(yīng)力情況?！　。?）根據(jù)壩基巖性和巖體構(gòu)造情況，進(jìn)行壩基巖體結(jié)構(gòu)分類?！　。?0）在分析壩基巖石性質(zhì)，地質(zhì)構(gòu)造，巖體結(jié)構(gòu)，巖體地應(yīng)力，風(fēng)化、卸荷特征，巖體強(qiáng)度和變形性質(zhì)等的基礎(chǔ)上進(jìn)行壩基巖體工程地質(zhì)分類，提出各類巖體的物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)建議值和大壩可利用建基巖體，并對壩基工程地質(zhì)條件作出評價?！　?.地形資料　　地形資料是指實測的壩址區(qū)地形圖，包括水下地形。左右兩岸大致測到壩頭范圍以外至少數(shù)百米，其高程測到壩頂以上數(shù)十米或山頂。在平面上，應(yīng)測到建筑物上下游數(shù)百米或根據(jù)施工布置確定。施工圖設(shè)計時，地形圖的比例尺常為1：500。除平面圖外，還應(yīng)測繪縱向和橫向的地形剖面圖?！　?.水文及氣象條件資料　　水文資料包括河流在壩址區(qū)的各種水文特性，如徑流、洪水、相應(yīng)水位、含沙性質(zhì)和數(shù)量等。根據(jù)這些原始資料，并經(jīng)過調(diào)洪計算和水庫泥沙淤積計算，就可確定通過重力壩的各種頻率的泄流量、相應(yīng)水位、洪量和水庫泥沙淤積速度等，這些都是設(shè)計壩體斷面、泄水建筑物及其控制設(shè)備的基本依據(jù)?！　≡跉庀筚Y料方面，需要工程所在地區(qū)的氣象要素，包括日照、降水、蒸發(fā)、降雪、冰凍、風(fēng)力、風(fēng)向、風(fēng)速，以及當(dāng)?shù)馗鞣N氣溫、水溫及地溫資料，例如年、季、月的平均氣溫及其變幅、天然水溫、水庫蓄水后的水溫、地下水溫和基巖溫度等?！　?.建筑材料方面的資料　　要求掌握壩址區(qū)及其附近地區(qū)的建筑材料分布、儲量、質(zhì)量、物理力學(xué)性質(zhì)等資料。主要的建筑材料為砂卵石、塊石和黏土等。由外界運進(jìn)的材料主要是水泥、摻合料和鋼筋、鋼材等。在前期工作中應(yīng)試驗鑒定某些建筑材料的特性常數(shù)，如水泥發(fā)熱量及速度，混凝土的線膨脹系數(shù)、導(dǎo)溫系數(shù)和比熱等。某些試驗工作需一直進(jìn)行到施工結(jié)束。　　5.其他資料　　鋼材、水泥、木材、油料等原材料的市場價格，風(fēng)、水、電價格，租賃單價、修配價格，施工定額及其他單價資料，能取得的施工設(shè)備等?！　∩鲜鲞@些基本資料需經(jīng)過一定的測量、勘探、調(diào)查或試驗后確定。次要工程設(shè)計中，對資料的要求可適當(dāng)降低。當(dāng)設(shè)計中出現(xiàn)某些特殊的問題時，往往還需補(bǔ)充進(jìn)行專門的勘探、試驗及研究工作來論證，例如鉆孔灌漿試驗、各種水工模型試驗、結(jié)構(gòu)分析研究成果等。所有勘測工作，均應(yīng)按照國家頒布的有關(guān)規(guī)程規(guī)范進(jìn)行。設(shè)計人員在取得所需的原始資料后，還必須經(jīng)過分析研究或調(diào)整后才可應(yīng)用?！　?.2樞紐布置　　重力壩設(shè)計中首先要進(jìn)行樞紐布置設(shè)計。根據(jù)水利水電工程的任務(wù)和樞紐功能的要求，確定樞紐中應(yīng)有哪些水工建筑物，如擋水壩、溢流壩、泄水孔、發(fā)電廠房、通航建筑物、取水建筑物、過魚建筑物等。在不同設(shè)計階段，重力壩設(shè)計的工作內(nèi)容和工作深度有所不同，但必須由淺入深。例如在規(guī)劃階段，要初擬水利水電工程場址，作出粗略的樞紐布置。在水利工程可行性研究階段，要選定壩址、壩型，初選樞紐布置；初步設(shè)計階段要確定樞紐布置以及主要建筑物的規(guī)模、型式和主要尺寸等。在水電工程的預(yù)可行性研究階段，要初選壩址、壩型和樞紐布置；可行性研究階段要確定壩址、壩軸線、壩型和樞紐布置，以及主要建筑物的規(guī)模、型式和主要尺寸等。在水利工程技術(shù)設(shè)計與施工詳圖設(shè)計（水電工程招標(biāo)設(shè)計和施工圖設(shè)計）階段，要進(jìn)一步研究確定壩軸線、大壩體型和壩體斷面型式及有關(guān)建筑物的布置和尺寸，并最終確定樞紐布置，完善各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計和細(xì)部構(gòu)造設(shè)計，提出施工詳圖。在施工過程中，有時還需要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，作出必要的局部修改和調(diào)整。　　在重力壩樞紐布置設(shè)計中，要力求全面掌握和認(rèn)真分析壩址區(qū)的各項基本資料，包括水文、泥沙、地形、地質(zhì)、地震、天然建筑材料狀況、綜合利用要求、運用要求、征地移民情況、施工條件以及所在河段上下游梯級電站規(guī)劃建設(shè)的情況等。通過多方案研究和風(fēng)險評估，并從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等諸多方面進(jìn)行綜合比較，確定風(fēng)險水平低、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)境適應(yīng)的重力壩樞紐布置和建筑物設(shè)計方案。　　……

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