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文檔簡介

1、4-3 穩定與強度穩定安全系數 水利工程水利工程中各類水工建筑物的穩定安全系中各類水工建筑物的穩定安全系數仍沿用數仍沿用單一安全系數法單一安全系數法。影響建筑物穩定。影響建筑物穩定計算的因素很多,它與建筑物的等級、荷載計算的因素很多,它與建筑物的等級、荷載及組合、地基類別、抗剪指標的取值、抗滑及組合、地基類別、抗剪指標的取值、抗滑模式、計算方法以及建筑物的型式等密切相模式、計算方法以及建筑物的型式等密切相關。關。 4-3-1 泵站設計規范 GB 50265-2010a)6.3.5 泵房沿基礎底面抗滑穩定安全系數的允許值應按表6.3.5采用。b)6.3.7 泵房抗浮穩定安全系數的允許值,不分泵站

2、級別和地基類別,基本荷載組合下不應小于1.10,特殊荷載組合下不應小于1.05。摘編說明摘編說明對于土基和巖基上的泵房,條文中都并列提出了抗剪斷和抗剪兩種計算公式,可由設計者根據具體情況選用:1) 抗剪斷公式中f和c值,特別是c值,影響因素較多。泵房對基礎的要求一般比重力壩對基礎的要求低。2)泵房單向擋水的水頭一般較小,其水下部分結構尺寸往往由機電設備布置需要較大,除特殊情況外,泵房整體抗滑穩定往往不是控制因素。3)泵房抗浮穩定一般受檢修工況和校核洪水運行工況控制,規范規定以控制泵房不發生浮起為原則,無需按建筑物的級別和地基類別規定抗浮穩定安全系數。檢查要點和方法檢查要點和方法1)土基上泵房的

3、抗滑穩定可按抗剪斷和抗剪兩種方法計算,安全系數應按建筑物級別分別取值; 巖基上泵房的抗滑穩定按抗剪方法計算時,安全系數也應按建筑物級別分別取值,當按抗剪斷方法計算安全系數時,安全系數則與建筑物級別無關。2)安全系數的取值是否與計算公式和抗剪指標相對應。3)泵房抗浮穩定安全系數不分建筑物級別和地基類別,是否分基本荷載組合和特殊荷載組合。4-3-2蓄滯洪區設計規范 GB50773-2012a)3.2.10 蓄滯洪區安全臺臺坡的抗滑穩定安全系數,應不小于表3.2.10的規定。摘編說明摘編說明安全臺是建筑在蓄滯洪區或沿堤地帶高于設計洪水位的土臺,為臨時性的避洪場所,可按照4級堤防抗滑穩定安全系數控制。

4、1)本規范規定的安全系數標準,是按采用瑞典圓弧法計算確定的。2)安全臺的抗滑穩定考慮正常運用條件和非常運用條件兩種工況,正常運用條件即為設計洪水工況,非常運用條件包括地震和施工期工況。檢查要點和方法檢查要點和方法1)本規范規定的安全系數應采用瑞典圓弧法計算確定。2)抗滑穩定標準是半經驗性的,安全臺的填筑材料的抗剪強度指標、計算方法和安全系數三者是否相互配套。3)安全臺的抗滑穩定是否考慮了正常運用條件和非常運用條件。4-3-3小型水利水電工程碾壓式土石壩設計規范SL189-2013 8.2.3 對于圓弧滑動法,可采用瑞典圓弧法或簡化畢肖普法計算,壩坡抗滑穩定安全系數應不小于表8.2.3的規定。摘

5、編說明摘編說明 在全國水庫垮壩事故中,小型土石壩占絕大多數,主要為漫壩和質量問題。為規范小型水利水電工程碾壓式土石壩的設計,制定了小型水利水電工程碾壓式土石壩設計導則SL18996。2013年按照水利部統一安排,對該導則進行了全面修訂和補充,將“導則”改為“規范”。 該規范適用于4、5級且壩高小于30的碾壓式土石壩的設計。摘編說明摘編說明(1)原導則推薦采用不計土條間作用力的瑞典圓弧法,計算相對簡單,已積累了豐富的經驗,但該方法在理論上有缺陷。隨著計算機技術的發展和普及,修訂增加了計入土條間作用力的簡化畢肖普法,更為嚴謹。(2)本次修訂增加了“校核洪水位有可能形成穩定滲流的情況”。(3)本次修

6、訂將“正常運用條件遇地震”列為非常運用條件2,與原導則相比最小安全系數有所降低。檢查要點和方法檢查要點和方法(1) 計算工況是否包含表3中的幾種工況。每種計算工況的安全系數不得小于規定的數值。(2) 壩的靜力穩定計算,對于均質壩、心墻壩和厚斜墻壩可按剛體極限平衡理論采用圓弧法;對于薄斜墻壩、薄心墻壩、壩基有軟土夾層的壩體可采用滑楔法。(3) 壩坡穩定計算分為有效應力法和總應力法。有效應力法的抗剪強度指標采用排水剪試驗成果,最好用三軸儀測定,如無三軸儀,也可用直剪儀測定。4-3-4水工混凝土結構設計規范SL191-20083.1.9 未經技術鑒定或設計許可,不應改變結構的用途和使用環境。3.2.

7、2 承載能力極限狀態計算時,結構構件計算截面上的荷載效應組合設計值應按3.2.3-13式計算3.2.4 承載能力極限狀態計算時,結構構件的承載力安全系數K不應小于表3.2.4的規定。 摘編說明摘編說明1)SL191-2008規范把永久荷載分為兩類,一類是變異性很小的自重、設備重等;另一類為變異性稍大的土壓力、圍巖壓力等。可變荷載也分為兩類,一類是一般可變荷載;另一類是可嚴格控制其不超出規定限值的可變荷載,如按制造廠家銘牌額定值設計的吊車輪壓,以滿槽水位設計時的水壓力等。2)承載力安全系數K,由SL/T191-96中3個系數(結構系數,結構重要性系數,設計狀況系數)合并而成,因此當荷載效應由永久

8、荷載控制時,表3.2.4所列安全系數應增大0.05。3)基本組合時,永久荷載分對結構有利或不利兩種情況分別考慮。4-3-4水工混凝土結構設計規范SL191-20084.1.4 混凝土軸心抗壓、軸心抗拉強度標準值fck、ftk 應按表4.1.4確定。 4.1.5 混凝土軸心抗壓、軸心抗拉強度設計值fc、ft應按表4.1.5確定。4.2.2 鋼筋的強度標準值應具有不小于95%的保證率。普通鋼筋的強度標準值 應按表4.2.2-1采用;預應力鋼筋的強度標準值 應按表4.2.2-2采用。4.2.3 普通鋼筋的抗拉強度設計值fy及抗壓強度設計值fy應按表4.2.3-1采用;預應力鋼筋的抗拉強度設計值fpy

9、及抗壓強度設計值fpy應按表4.2.3-2采用。案例分析案例分析 某小型泵站(4級建筑物)內有一單跨簡支板,板厚80mm(保護層厚度取15mm),計算跨度l0l0=3.0m,承受均布恒荷載標準值gk k=2kN/m2(包括板自重),均布活荷載標準值qk k=3kN/m2,混凝土強度等級C20,級鋼筋,求板的縱向鋼筋。案例分析案例分析1)有關系數 按(SL191-2008)3.2.2條規定,永久荷載對結構不利時,自重、設備等永久荷載系數為1.05,一般可變荷載系數為1.20。 按(SL191-2008)3.2.4條規定,4級建筑物基本組合的安全系數K=1.15。 砼、鋼筋強度設計值分別為fc=9

10、.6N/mm2,fy=210 N/mm2。案例分析案例分析2)彎矩設計值計算 取1000mm 板帶作為計算單元,h0=65mmM=(G gk+Qqk)L02/8 =(1.052+1.23)3.02/8=6.41 kNm3)配筋計算as=K*M/fc/b/h02 =1.15*6.41*105/9.6/1000/652=0.1817=1-(1-2*as)1/2=0.202As=fc*b*h0/fy=600.2 mm24-3-4水工混凝土結構設計規范SL191-20085.1.1 素混凝土不得用于受拉構件。9.2.1 縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度(從鋼筋外邊緣算起)不應小于鋼筋直徑及表9.2.1所

11、列的數值,同時也不應小于粗骨料最大粒徑的1.25倍。9.3.2 當計算中充分利用鋼筋的抗拉強度時,受拉鋼筋伸入支座的錨固長度不應小于表9.3.2中規定的數值。縱向受壓鋼筋的錨固長度不應小于表9.3.2所列數值的0.7倍。4-3-4水工混凝土結構設計規范SL191-20089.5.1 鋼筋混凝土構件中縱向受力鋼筋的配筋率不應小于表9.5.1規定的數值。9.6.6 預制構件的吊環必須采用HPB235級鋼筋制作,嚴禁采用冷加工鋼筋。9.6.7 預埋件的錨筋應采用HPB235級、HRB335級或HRB400級鋼筋,嚴禁采用冷加工鋼筋。錨筋采用光面鋼筋時,端部應加彎鉤。檢查要點和方法檢查要點和方法 水工

12、混凝土結構設計時,構造要求應注意以下幾點:1)素混凝土不得用于受拉構件。2)縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度,從鋼筋外邊緣算起,主要檢查內容:環境條件;鋼筋直徑;粗骨料最大粒徑;混凝土強度等級以及抗沖耐磨要求等。 3)鋼筋的最小錨固長度主要檢查內容:鋼筋類型、直徑和受力特征;混凝土強度等級。4)縱向受力鋼筋的最小配筋率檢查內容:鋼筋類型;構件受力特征;配筋率的計算等。5)吊環和預埋件嚴禁采用冷加工鋼筋。SL 253-2000第4.3.11條規定: 4.3.11 4.3.11 堰(閘)沿基底面的抗滑穩定堰(閘)沿基底面的抗滑穩定安全系數不得小于表安全系數不得小于表4.3.114.3.11規定值:規

13、定值: 4-3-5 溢洪道溢洪道抗滑穩定安全系數K值 表4.3.11注 地震情況為特殊情況(2), 其它情況的特殊組合為特殊組合(1)。 4.7.7 4.7.7 當按公式當按公式(4.3.10)(4.3.10)計算邊墻計算邊墻抗滑穩定安全系數抗滑穩定安全系數K K時,時,K K值應不小于表值應不小于表4.3.114.3.11規定值;當按公式規定值;當按公式(4.7.6)(4.7.6)計算邊計算邊墻抗滑穩定安全系數墻抗滑穩定安全系數KcKc時,時,KcKc值應不小值應不小于表于表4.7.74.7.7規定值規定值. .SL 253-2000第4.7.7條規定:表格如下表格如下邊墻抗滑穩定安全系數K

14、c值 表4.7.7注 地震情況為特殊情況(2), 其它情況的特殊組合為特殊組合(1)。SL 253-2000第4.7.11條對邊墻抗傾覆、穩定提出了要求: 對于合力偏心距大于等于對于合力偏心距大于等于1/41/4基底寬基底寬的邊墻,應核算其抗傾覆穩定。的邊墻,應核算其抗傾覆穩定。 對于計入地震的特殊荷載組合對于計入地震的特殊荷載組合K K0 01.31.3,其余各種荷載組合,其余各種荷載組合K K0 01.51.5。 摘編說明摘編說明1)溢洪道堰(閘)和邊墻抗滑穩定安全系數和計算工況、計算公式等均與混凝土重力壩一致。2)經驗表明,邊墻抗傾覆穩定, 當基底面的合力偏心距e0B/4(B為基底寬)時

15、,重力式擋土墻的抗滑穩定安全系數有可能小于1.5,因此,當溢洪道邊墻e0B/4時,需校核抗傾穩定。新型水閘實例新型水閘實例新型水閘實例新型水閘實例新型水閘實例新型水閘實例SL 265-2001第7.3.2條規定: 土基上的閘室穩定計算應滿足下列要求土基上的閘室穩定計算應滿足下列要求: : 1 1 在各種計算情況下在各種計算情況下, , 閘室平均基底閘室平均基底應力不大于地基允許承載力,最大基底應力應力不大于地基允許承載力,最大基底應力不大于地基允許承載力的不大于地基允許承載力的1.21.2倍;倍; 2 2 閘室基底壓力的最大值與最小值之比閘室基底壓力的最大值與最小值之比不大于本規范不大于本規范

16、7.3.57.3.5條規定的允許值;條規定的允許值; 3 3 沿閘室基底面的抗滑穩定安全系數不沿閘室基底面的抗滑穩定安全系數不小于本規范小于本規范7.3.137.3.13條規定的允許值。條規定的允許值。 4-3-6 水閘水閘注意如下注意如下土基上閘室基底應力最大值與最小值之比的允許值 表7.3.5SL265-2001第7.3.5條規定: 土基上閘室基底應力最大值與最小值之土基上閘室基底應力最大值與最小值之比的允許值,見表比的允許值,見表7.3.57.3.5。土基上沿閘室基底面抗滑穩定安全系數的允許值 表7.3.13SL 265-2001第7.3.13條規定: 土基上沿閘室基底抗滑穩定安全系數的

17、土基上沿閘室基底抗滑穩定安全系數的允許值,見表允許值,見表7.3.137.3.13。摘編說明摘編說明(1) 土基上的閘室穩定計算,包括兩方面:一是地基承載能力的計算,要求在各種計算情況下地基不致發生剪切破壞而失去穩定;另一是閘室抗傾覆和抗滑穩定的計算,要求在各種計算情況下閘室不致發生傾覆或過大的沉降差,且不致發生沿地基表面的水平滑動。(2) 閘室基底應力最大值與最小值之比允許值,決定于地基土質的松軟或堅實程度,此外,荷載組合的不同類別而有所區別。檢查要點和方法檢查要點和方法1)在要求閘室平均基底應力不大于地基容許承載力的同時,還要求最大基底應力不大于地基容許承載力的1.2倍。2)對特別重要或位

18、于地震區的水閘,閘室基底應力最大值與最小值之比的允許值可在表7.3.5的基礎上適當調整。3)表7.3.13安全系數的允許值與采用的計算公式、計算參數要配套使用。SL 265-2001第7.3.3條規定: 巖基上的閘室穩定計算應滿足下列要求巖基上的閘室穩定計算應滿足下列要求: : 1 1 在各種計算情況下,閘室最大基底應在各種計算情況下,閘室最大基底應力不大于地基允許承載力;力不大于地基允許承載力; 2 2 在非地震情況下,閘室基底不出現拉在非地震情況下,閘室基底不出現拉應力應力; ;在地震情況下,閘室基底拉應力不大于在地震情況下,閘室基底拉應力不大于100kPa;100kPa; 3 3 沿閘室

19、基底面的抗滑穩定安全系數不沿閘室基底面的抗滑穩定安全系數不小于本規范小于本規范7.3.147.3.14條規定的允許值。條規定的允許值。 要求巖基上閘室最大基底應力不大于地基容許承載力,要求巖基上閘室最大基底應力不大于地基容許承載力,及基底應力的最大值與最小值之比不受限制。及基底應力的最大值與最小值之比不受限制。巖基上沿閘室基底面抗滑穩定安全系數的允許值 表7.3.14SL 265-2001第7.3.14條規定: 巖基上沿閘室基底面抗滑穩定安全系數巖基上沿閘室基底面抗滑穩定安全系數的允許值,見表的允許值,見表7.3.147.3.14。 檢查要點和方法檢查要點和方法必須指出,表7.3.14規定的巖

20、基上沿閘室基底面抗滑穩定安全系數允許值的采用應與表中規定的計算公式配套使用。SL 265-2001第7.4.2條規定: 土基上的岸墻、翼墻穩定計算應滿足下列土基上的岸墻、翼墻穩定計算應滿足下列要求:要求: 1 1 在各種計算條件下,岸墻、翼墻平在各種計算條件下,岸墻、翼墻平均基底應力不大于地震允許承載力,最大基底均基底應力不大于地震允許承載力,最大基底應力不大于地基允許承載力的應力不大于地基允許承載力的1.21.2倍;倍; 2 2 岸墻、翼墻基底應力的最大值與最岸墻、翼墻基底應力的最大值與最小值之比不大于本規范小值之比不大于本規范7.3.57.3.5條規定的允許值;條規定的允許值; 3 3 沿

21、岸墻、翼墻基底面的抗滑穩定安沿岸墻、翼墻基底面的抗滑穩定安全系數不小于本規范全系數不小于本規范7.3.137.3.13條規定的允許值。條規定的允許值。 說明如下說明如下 按照按照SL 252-2000的有關規定,在同一工程中,的有關規定,在同一工程中,當工程等別確定后,次要建筑物的級別應比主要當工程等別確定后,次要建筑物的級別應比主要建筑物低建筑物低1級或級或2極,由表極,由表7.3.13查出的岸墻、翼查出的岸墻、翼墻結構抗穩定安全系數允許值就比閘室結構低一墻結構抗穩定安全系數允許值就比閘室結構低一檔或兩檔,因此,無須對岸墻、翼墻結構抗滑穩檔或兩檔,因此,無須對岸墻、翼墻結構抗滑穩定安全系數的

22、允許值另作規定。定安全系數的允許值另作規定。SL 265-2001第7.4.3條規定: 巖巖基上的岸墻、翼墻穩定計算應滿足下列基上的岸墻、翼墻穩定計算應滿足下列要求:要求: 1 1 在各種計算情況下,岸墻、翼墻最在各種計算情況下,岸墻、翼墻最大基底應力不大于地基允許承載力;大基底應力不大于地基允許承載力; 2 2 翼墻抗覆穩定安全系數不小于本翼墻抗覆穩定安全系數不小于本規范規范7.4.87.4.8條規定的允許值;條規定的允許值; 3 3 沿岸墻、翼墻基底面的抗滑穩定沿岸墻、翼墻基底面的抗滑穩定安全系數不小于本規范安全系數不小于本規范7.3.147.3.14條規定的允許條規定的允許值。值。 SL

23、 265-2001第7.4.8條規定: 不論水閘級別,在基本荷載組合條件不論水閘級別,在基本荷載組合條件下,巖基上翼墻的抗傾覆安全系數不應小下,巖基上翼墻的抗傾覆安全系數不應小于于1.501.50;在特殊荷載組合條件下,巖基上;在特殊荷載組合條件下,巖基上翼墻的抗傾覆安全系數不應小于翼墻的抗傾覆安全系數不應小于1.301.30。檢查要點和方法檢查要點和方法1)抗滑穩定安全系數允許值應與表中規定的計算公式配套使用。2)當基底面的抗滑穩定安全系數計算值小于允許值時,可采用下列一種或幾種抗滑措施: ()適當增加底板寬度; ()在基底增設凸榫; ()在墻后增設阻滑板或錨桿; ()墻后填摩擦角較大的填料

24、,并增設排水; ()在不影響水閘正常運用的條件下,適當限制墻后的填土高度,或在墻后采用其它減載措施。SL 266-2001第3.3.4條規定: 廠房整體抗滑和深層抗滑穩定安全廠房整體抗滑和深層抗滑穩定安全系數應不小于表系數應不小于表3.3.43.3.4規定的數值。規定的數值。 4-3-7水電站廠房水電站廠房表格如下表格如下抗滑穩定最小安全系數 表3.3.4說明如下說明如下4-3-7 水電站廠房設計規范SL2662001 3.3.5 廠房抗浮穩定性可選擇表3.2.11特殊組合中的機組檢修、機組未安裝、非常運行三種情況中最不利的情況按下列公式計算:檢查要點和方法檢查要點和方法1)土基上廠房抗滑穩定

25、安全系數應按建筑物等級分別取值;巖基上廠房抗滑穩定安全系數與建筑物等級無關。2)廠房抗浮穩定安全系數任何情況下不得小于1.1。 (1)計算公式選用。)計算公式選用。 (2)計算參數的選取。)計算參數的選取。 0、C0值采用野外試驗峰值的小值采用野外試驗峰值的小值平均值或野外和室內試驗峰值的小值平均值或野外和室內試驗峰值的小值平均值。值平均值。 需說明的問題:壩坡抗滑穩定最小安全系數 表8.3.10SL 274-2001第8.3.10條規定: 采用計及條塊間作用力的計算方法時,采用計及條塊間作用力的計算方法時,壩坡抗滑穩定的安全系數,應不小于表壩坡抗滑穩定的安全系數,應不小于表8.3.108.3

26、.10規定的數值。規定的數值。 4-3-8 碾壓式土石壩碾壓式土石壩SL 274-2001第8.3.11條規定: 采用不計條塊間作用力的瑞典圓弧法采用不計條塊間作用力的瑞典圓弧法計算壩坡抗滑穩定安全系數時,對計算壩坡抗滑穩定安全系數時,對1 1級壩正級壩正常運用條件最小安全系數應不小于常運用條件最小安全系數應不小于1.301.30,其他情況應比本規范表其他情況應比本規范表8.3.108.3.10規定的數值規定的數值減小減小8%8%。 說明如下說明如下8.3.12 采用滑楔法進行穩定計算時,若假定滑楔之間作用力平行于坡面和滑底斜面的平均坡度,安全系數應符合本規范表8.3.10的規定;若假定滑楔之

27、間作用力為水平方向,安全系數應符合本規范8.3.11的規定。 (1)碾壓式土石壩的抗滑穩定標準是半經驗碾壓式土石壩的抗滑穩定標準是半經驗性的,壩料的抗剪強度指標、計算方法和最小性的,壩料的抗剪強度指標、計算方法和最小安全系數標準三者是相互配套的安全系數標準三者是相互配套的。 (1)抗剪強度指標與安全系數標準的配套)抗剪強度指標與安全系數標準的配套問題。從材料的力學特性而言,無論是細顆粒問題。從材料的力學特性而言,無論是細顆粒土料還是粗顆粒的堆石料和砂礫石料,內摩擦土料還是粗顆粒的堆石料和砂礫石料,內摩擦角隨法向應力增加而減小,呈現明顯的非線性角隨法向應力增加而減小,呈現明顯的非線性現象,即抗剪

28、強度是小主應力的函數。現象,即抗剪強度是小主應力的函數。 檢查要點和方法檢查要點和方法 說明采用非線性抗剪強度指標計算土石壩說明采用非線性抗剪強度指標計算土石壩的抗滑穩定是合理的。的抗滑穩定是合理的。 (2)計算方法問題)計算方法問題 。SL 274-2001專門規專門規定,當采用不計及條塊間作用力的瑞典圓弧法定,當采用不計及條塊間作用力的瑞典圓弧法計算時,允許的最小安全系數應減小計算時,允許的最小安全系數應減小5%10%。 (3)計及條塊間作用力對穩定安全系數)計及條塊間作用力對穩定安全系數的影響問題。的影響問題。續書如下續書如下 (4)穩定安全系數標準問題)穩定安全系數標準問題 。 200

29、1年規范修訂將安全系數標準比原規年規范修訂將安全系數標準比原規范瑞典圓弧法的標準提高范瑞典圓弧法的標準提高7.00%,使采用計及,使采用計及條塊間作用力的方法計算的穩定安全系數與采條塊間作用力的方法計算的穩定安全系數與采用瑞典圓弧法的安全度一致。用瑞典圓弧法的安全度一致。 這樣計及條塊這樣計及條塊間作用力方法增加幅度為間作用力方法增加幅度為8.0%10.0%。續書如下續書如下SL 282-2003第6.3.1條規定: 6.3.1 6.3.1 用拱梁分載法計算時,壩體的用拱梁分載法計算時,壩體的主壓應力和主拉應力,應符合以下應力控制主壓應力和主拉應力,應符合以下應力控制指標的規定:指標的規定:

30、4-3-9 混凝土拱壩混凝土拱壩 拱壩應力控制指標是衡量拱壩強度安全的標準,拱壩應力控制指標是衡量拱壩強度安全的標準,應力分析多采用拱梁分載法計算。應力分析多采用拱梁分載法計算。 考慮抗滲性以防止滲透變形及使基巖中的滲流考慮抗滲性以防止滲透變形及使基巖中的滲流場有利于減少滲透壓力與降低兩岸地下水。場有利于減少滲透壓力與降低兩岸地下水。 1 1 容許壓應力。混凝土的容許壓應容許壓應力。混凝土的容許壓應力等于混凝土的極限抗壓強度除以安全系力等于混凝土的極限抗壓強度除以安全系數。對于基本荷載組合,數。對于基本荷載組合,1 1、2 2級拱壩的安級拱壩的安全系數采用全系數采用4.04.0,3 3級拱壩的

31、安全系數采用級拱壩的安全系數采用3.53.5;對于非地震情況特殊荷載組合,;對于非地震情況特殊荷載組合,1 1、2 2級拱壩的安全系數采用級拱壩的安全系數采用3.53.5,3 3級拱壩的級拱壩的安全系數采用安全系數采用3.03.0。 2 2 容許拉應力。在保持拱座穩容許拉應力。在保持拱座穩定的條件下,通過調整壩的體形來減小定的條件下,通過調整壩的體形來減小壩體拉應力的作用范圍和數值。對于基壩體拉應力的作用范圍和數值。對于基本荷載組合,拉應力不得大于本荷載組合,拉應力不得大于1.2MPa1.2MPa;對于非地震情況特殊荷載組合,拉應力對于非地震情況特殊荷載組合,拉應力不得大于不得大于1.5MPa

32、1.5MPa。 注:注:1.混凝土極限抗壓強度,指混凝土極限抗壓強度,指90d齡期齡期15cm立方體的強度立方體的強度,保證率為保證率為80%; 2.壩體局部結構的設計和計算,應符合壩體局部結構的設計和計算,應符合SL/T191-96水水工混凝土結構設計規范工混凝土結構設計規范的規定。的規定。檢查要點和方法檢查要點和方法混凝土極限抗壓強度,指90d齡期15cm立方體的強度,保證率為80。SL 282-2003第6.3.2條規定: 用有限元法計算時,應補充計算用有限元法計算時,應補充計算“有限有限元等效應力元等效應力”。按。按“有限元等效應力有限元等效應力”求得的壩求得的壩體主拉應力和主壓應力,

33、應符合下列應力控制指體主拉應力和主壓應力,應符合下列應力控制指標的規定:標的規定: 1 1 容許壓應力。按本規范容許壓應力。按本規范6.3.16.3.1的規定的規定執行執行. . 2 2 容許拉應力。對于基本荷載組合,拉容許拉應力。對于基本荷載組合,拉應力不得大于應力不得大于1.5MP1.5MP;對于非地震情況特殊荷載;對于非地震情況特殊荷載組合,拉應力不得大于組合,拉應力不得大于2.0MPa2.0MPa。超過上述指標時,。超過上述指標時,應調整壩的體形減少壩體拉應力的作用范圍和數應調整壩的體形減少壩體拉應力的作用范圍和數值。值。 處理如下處理如下 (1)根據有限元法計算所得的拉應力值進)根據

34、有限元法計算所得的拉應力值進行控制。在角緣附近引起應力集中。對有限元行控制。在角緣附近引起應力集中。對有限元法分析所得的壩體應力進行面積分求出截面內法分析所得的壩體應力進行面積分求出截面內力,再用材料力學法求出截面應力,轉化為有力,再用材料力學法求出截面應力,轉化為有限元等效應力。限元等效應力。 (2)根據拉應力范圍進行控制。)根據拉應力范圍進行控制。 (3)根據開裂范圍進行控制。)根據開裂范圍進行控制。 處理方法:說明如下說明如下檢查要點和方法檢查要點和方法1)為了保證拱壩的強度安全,原則上對超過拉應力控制指標的拱壩,應通過拱壩體形的調整來減少拉應力的作用范圍和拉應力的數值,直至滿足規范要求

35、。2)對于200m以上的高拱壩,其容許拉應力和容許壓應力可不受本規范6.3.1條和6.3.2條規定的限制,應作專門研究。 為了保證拱壩的強度安全,原則上對超過拉應為了保證拱壩的強度安全,原則上對超過拉應力控制指標的拱壩,應通過拱壩體形的調整來減少力控制指標的拱壩,應通過拱壩體形的調整來減少拉應力的作用范圍和拉應力的數值,直至滿足規范拉應力的作用范圍和拉應力的數值,直至滿足規范要求要求. 對于對于200m以上的高拱壩,其容許拉應力和容許以上的高拱壩,其容許拉應力和容許壓應力可不受本規范壓應力可不受本規范6.3.1條和條和6.3.2條規定的限制,條規定的限制,應作專門研究。應作專門研究。 為了保證

36、施工期壩體的安全,必須驗算各單獨為了保證施工期壩體的安全,必須驗算各單獨壩段的抗傾覆穩定性,要求任意一計算截面上的合壩段的抗傾覆穩定性,要求任意一計算截面上的合力作用點必須落在壩體范圍內力作用點必須落在壩體范圍內,并保留一定安全裕度并保留一定安全裕度.SL 282-2003第6.3.3條規定: 6.3.3 6.3.3 拱壩應力分析除研究運行期外,還拱壩應力分析除研究運行期外,還應驗算施工期的壩體應力和抗傾覆穩定性。應驗算施工期的壩體應力和抗傾覆穩定性。 在壩體橫縫灌漿以前,按單獨壩段分別在壩體橫縫灌漿以前,按單獨壩段分別進行驗算時,壩體最大拉應力不得大于進行驗算時,壩體最大拉應力不得大于0.5

37、MPa0.5MPa,并要求在壩體自重單獨作用下,合力作用點落并要求在壩體自重單獨作用下,合力作用點落在壩體厚度中間的在壩體厚度中間的2/32/3范圍內。范圍內。 壩體橫縫灌漿前遭遇施工洪水時,壩體壩體橫縫灌漿前遭遇施工洪水時,壩體抗傾覆穩定安全系數不得小于抗傾覆穩定安全系數不得小于1.21.2。抗滑穩定安全系數 表7.2.7SL 282-2003第7.2.7條規定: 7.2.7 7.2.7 按公式(按公式(7.2.6-17.2.6-1)或公式)或公式(7.2.6-2)7.2.6-2)計算時,相應安全系數應符合表計算時,相應安全系數應符合表7.2.77.2.7的規定的規定. . 說明如下說明如下

38、 (1)上表適用于)上表適用于大、中型工程中大、中型工程中巖基上的巖基上的1級、級、2級、級、3級拱壩,級拱壩,4級、級、5級混凝土拱壩可級混凝土拱壩可參照使用。對于壩高超過參照使用。對于壩高超過200m或有特殊問題或有特殊問題的工程,應進行專門研究。的工程,應進行專門研究。 (2)對)對1級、級、2級工程及高壩級工程及高壩(壩高超過壩高超過70m),應采用抗剪斷公式計算,其他則可按抗剪公應采用抗剪斷公式計算,其他則可按抗剪公式計算。式計算。說明的問題:續書如下續書如下檢查要點和方法檢查要點和方法1)采用剛體極限平衡法進行抗滑穩定分析時,對1級、2級工程及高壩,應采用抗剪斷公式計算,其他則可按

39、抗剪公式計算。在選擇拱壩壩址和壩軸線時,要特別慎重,注意壩基和兩壩肩是否有影響穩定的軟弱地層或結構面。2)表7.2.7中所列的安全系數應與抗剪強度參數的取值和工程經驗相協調。SL 285-2003第3.2.3條規定: 建筑物整體穩定安全標準。建筑物整體穩定安全標準。 整體布置進水口的整體穩定安全標準應整體布置進水口的整體穩定安全標準應與大壩、河床式水電站和攔河閘等樞紐工程主體與大壩、河床式水電站和攔河閘等樞紐工程主體建筑物相同。建筑物相同。 對于獨立布置進水口,當建基面為巖石對于獨立布置進水口,當建基面為巖石地基時,沿建基面整體穩定安全標準應根據其建地基時,沿建基面整體穩定安全標準應根據其建筑

40、物等級及荷載組合按表筑物等級及荷載組合按表3.2.33.2.3規定采用;當建基規定采用;當建基面為土質地基時面為土質地基時, ,應按應按水閘設計規范水閘設計規范SL265-SL265-20012001有關規定采用。有關規定采用。 4-3-10 進水口工程進水口工程表格如下表格如下獨立布置進水口整體穩定安全標準 表3.2.3說明如下說明如下 對于堤防涵閘式進水口,因一旦失事將造成對于堤防涵閘式進水口,因一旦失事將造成堤內嚴重災害,故還應符合堤內嚴重災害,故還應符合GB 50286-98的有的有關規定。關規定。 基于與本規范基于與本規范3.2.3條的相同理由,對修建在條的相同理由,對修建在巖基上的

41、整體布置進水口建基面允許應力標準,巖基上的整體布置進水口建基面允許應力標準,應與所在的主體建筑物相同。應與所在的主體建筑物相同。 摘編說明摘編說明 SL 285-2003第3.2.4條規定: 建基面應力標準。建基面應力標準。 整體布置進水口建基面應力標準應與大整體布置進水口建基面應力標準應與大壩、河床式水電站和攔河閘等樞紐工程主體建壩、河床式水電站和攔河閘等樞紐工程主體建筑物相同。筑物相同。 對于獨立布置進水口,當建基面為巖石對于獨立布置進水口,當建基面為巖石地基時,建基面允許應力標準應按表地基時,建基面允許應力標準應按表3.2.43.2.4規定規定采用;當建基面為土質地基時,地基容許承載采用

42、;當建基面為土質地基時,地基容許承載力應按力應按SL 265-2001SL 265-2001中有關地基整體穩定的規定中有關地基整體穩定的規定采用。采用。表格如下表格如下檢查要點和方法檢查要點和方法1) 進水口的型式是整體布置進水口還是獨立布置進水口;2) 建基面為土質地基還是巖基;3) 應根據不同的型式,不同的基礎,選用不同的標準要求。4-3-11水利水電工程施工組織設計規范SL303-20043.4.12 混凝土圍堰、漿砌石圍堰與土石圍堰的穩定安全系數應滿足下列要求: 1 重力式混凝土圍堰、漿砌石圍堰采用抗剪斷公式計算時,安全系數K不小于3.0,若考慮排水失效情況,K不小于2.5;按抗剪強度

43、公式計算時,安全系數K不小于1.05。 2 混凝土拱圍堰、漿砌石拱圍堰的穩定安全系數及應力控制指標分別參照 SL 2822003和SL 251991的有關規定選取。 3 土石圍堰邊坡穩定安全系數:3級,K不小于1.20;45級,K不小于1.05。檢查要點和方法檢查要點和方法1)施工圍堰特別是土石圍堰失事的實例時有發生,對土石圍堰除滿足邊坡穩定安全系數外,還應重視水流沖刷問題,防止水流沖刷堰基。2)對過水土石圍堰的迎水面和堰頂應設置有效的保護措施,根據水流流速、施工條件等因素采用沉排、砌石或鋼筋石籠、混凝土護面等防止沖刷的工程措施。4-3-12碾壓混凝土壩設計規范SL31420044.0.4 碾

44、壓混凝土重力壩壩體抗滑穩定分析應包括沿壩基面、碾壓層(縫)面和基礎深層滑動面的抗滑穩定。必要時,應分析斜坡壩段的整體穩定。碾壓混凝土重力壩碾壓層(縫)面的抗滑穩定計算應采用抗剪斷公式,其安全系數應符合SL3192005中沿壩基面抗滑穩定安全系數的有關規定。檢查要點和方法檢查要點和方法1)壩體碾壓層(縫)面的抗滑穩定計算應采用抗剪斷公式,其安全系數值的控制標準應符合SL319-2005中沿壩基面抗滑穩定安全系數的有關規定。2)斜坡壩段,若橫縫間距較大且基礎面高差較大或壩基條件復雜時,應計算斜坡壩段的整體穩定。3)碾壓層(縫)面抗剪斷參數與施工質量、配合比、氣候條件、是否及時覆蓋以及取樣方式等密切

45、相關,故離散性較大,碾壓混凝土重力壩中壩、低壩在無抗剪斷試驗資料時,根據類似工程選用抗剪斷參數時應慎重。4-3-13 混凝土重力壩設計規范 SL319-20056.3.2重力壩壩基面壩踵、壩趾的垂直應力應符合下列要求: 6.3.4重力壩壩體應力應符合下列要求:摘編說明摘編說明1) 應力計算應按材料力學公式進行。對于高壩,尤其當地質條件復雜,除用材料力學方法計算外,宜同時采用有限元法進行計算研究,2) 應力計算主要內容包括:計算壩體選定截面上的應力;計算壩體削弱部位(如孔洞、泄水流道部位)的局部應力;需要時分析壩基內部的應力。3) 當應力值不滿足要求時,可通過適當調整壩體斷面來達到。檢查要點和方

46、法檢查要點和方法1)混凝土重力壩應以材料力學法和剛體極限平衡法計算成果作為確定壩體斷面的依據,有限元法作為輔助方法。2)混凝土極限抗壓強度,指90d齡期的15cm立方體強度,強度保證率為80%。4-3-13 混凝土重力壩設計規范 SL319-20056.4.1壩體抗滑穩定計算主要核算壩基面滑動條件,應按抗剪斷強度公式(6.4.1-1)或抗剪強度公式(6.4.1-2)計算壩基面的抗滑穩定安全系數。 1 1 抗剪斷強度的計算公式 2 抗剪強度的計算公式 3 抗滑穩定安全系數的規定 4 壩基巖體內存在軟弱結構面、緩傾角裂隙時,壩基深層抗滑穩定安全系數按附錄E計算。 摘編說明摘編說明1)壩體抗滑穩定計算采用抗剪強度公式與抗剪斷強度公式并列。對壩基巖體內存在軟弱結構面、緩傾角裂隙時,應進行壩基深層抗滑穩定分析,對于雙滑面、多滑面等情況,由于面是假定的,值

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