A5-拱坝课程设计任务书及指导书(2003)

课程设计任务书-A5拱坝 河北工程大学水电学院水利系目 录1 设计目的2 基本要求3 设计成果及具体要求4 时间安排5 基本资料1 课程设计目的课程设计是本专业教学大纲所规定的重要教学内容，是学生在学习完本门课程后进行的一次理论结合实际的较全面和基本的训练，是对本门课程及其前缘课程有关知识的系统运用和检验。通过设计要求达到以下基本目的。（1）巩固和提高以往所学的有关基础理论和专业知识；（2）培养学生综合运用所学的知识以解决实际工程问题的独立工作能力，并初步掌握进行水利枢纽和水工建筑物的设计思想、设计原则、步骤和方法；（3）培养学生学习使用有关设计规范、手册、查阅参考文献等方面的能力，锻炼学生分析计算、绘图、和编写设计说明书等方面的基本技能；（4）要求每个同学在设计中，遵守纪律，努力学习，互相启迪，细心思考，小心求证，充分发挥个人的主动性和创造性，高质量的完成本次设计。2 设计基本要求（1）设计者必须发挥独立思考能力，在老师指导下认真地完成设计任务，在设计中应遵循设计规范，尽量学习国内外先进技术与经验；（2）设计者对待设计计算、绘图等工作应具有严肃认真，使设计能达到锻炼学生的预期目的；（3）设计者必须充分重视和熟悉原始资料，明确设计任务，在规定时间内圆满完成要求的设计内容，成果包括：设计说明书一份（按规范格式），A2图纸1-2份。3 设计成果及具体要求3.1 设计成果 设计成果包括：（1）设计说明计算书1份（2）拱坝平面布置图1张3.2 设计成果具体要求 3.2.1.设计说明书编写原则：（1）按章节叙述，先拟好提纲再编写，要体现出清晰的设计思路；（2）包括基本资料和基本数据；（3）说明设计标准、设计情况及设计依据；（4）阐述设计思想、原则及方法（包括所采用的基本理论和公式说明，采用条件及原因，所考虑问题的影响因素）（5）对具体设计要说明设计的前提、设计原理、方法、主要步骤、主要过程及阶段性成果，成果尽量以表格的形式给出；（6）对成果的分析及结论：对成果的分析一定要有分析和判断，给以评价，分析存在问题的原因和改进措施；（7）要求简明扼要，思路清晰，用语简练。3.2.2.图纸绘制说明：要求图面布置合理，设计正确，整洁清晰，图的比例、线条、标注、尺寸、符号和说明等均按工程制图标准。4 时间安排本课程设计计划学时数为1周，熟悉资料、平面布置及剖面设计1天，拱冠梁法应力计算3天，整理说明书、绘图1天。希望每位同学不早退、不迟到，遵守纪律、认真学习，较好地完成设计任务。5 基本资料5.1拱坝指标某拱坝的拱圈几何尺寸及最大剖面如地形图，河底高程50米，非溢流段坝顶高程为110米，采用河岸溢洪道泄洪，设计洪水位106米，校核洪水位108米，在设计洪水情况下考虑温度升高时拱圈应力，试用拱冠梁法计算拱坝应力。坝体弹模E=3*104MPa，坝基弹模Ef=3*104MPa，泊松比=0.2，坝体线膨胀系数C=0.8*10-5(1/).根据规模、效益，参照相关规范将该水库定为三等，建筑物级别：主要建筑物为三级，次要建筑物为四级，临时建筑物为五级。5.2地质资料可利用基岩地形线如图。6设计任务题目A5拱坝设计单圆心单曲拱坝1、拱坝形式选择及总体布置1.1 拱坝平面形式的选择1.2 拱坝剖面的选择1.3拱坝的总体布置2拱坝的内力计算2.1确定计算工况2.2纯拱法计算坝体应力2.3拱冠梁法计算坝体应力3、拱坝的坝端开挖与处理 A5拱坝课程设计指导书毕业设计分组进行，每个学生应独立完成设计任务书规定的设计任务，综合运用所学知识对拱坝进行初步设计，编制设计说明书，绘制设计方案图和工程图。下面是对设计内容的的概括性分析指导。学生可以根据情况整理章节。1工程概况及基本资料首先熟悉该拱坝的自然地理条件、地形、地质条件、气象、建材、施工、对外交通条件及设计的基本数据。只有在熟悉资料的基础上，才能正确选择建筑物型式，进行合理布置、建筑物设计等工作。同时应该把必要的资料整理到说明书中去，搞清楚每一资料在设计中的用处，初步掌握哪些原始资料是对设计和施工有重要影响的主要因素，为设计工作的进行打下基础。2拱坝选型与布置2.1结构型式选择拱坝的型式选择从平面上看可以是单圆心、双圆心、多圆心或抛物线形，从剖面上分可以是单曲或双曲拱坝。根据可利用基岩面的形式选择合适的结构形式。2.2总体布置将拱坝布置在地形图上。3坝体内力计算3.1拱坝各拱圈几何性质将坝体合理分段，并整理拱坝各拱圈几何性质如下表。表1 拱坝拱圈几何性质表高程(m)外半径R外(米)拱圈厚度t(米)内半径R内(米)平均半径R(米)中心角2%(度)t/R3.2拱坝荷载根据计算工况，考虑各种外荷载并进行归类汇总。3.3纯拱法计算坝体应力 查相应表格，得出系数后列表计算坝体应力。3.4拱冠梁法计算坝体应力3.4.1求拱的径向变位查相应表格，得出在径向荷载作用下拱的径向变位系数i。查相应表格，得出在温度荷载作用下拱的径向变位系数ci。拱圈均匀温度变化tm=47/(T+3.39)（水工建筑物式3-24）。求和得出拱的径向变位3.4.2求梁的径向变位求出在竖向荷载作用下梁的径向变位系数查相应表格，得出在径向荷载作用下梁的径向变位系数求和得出拱的径向变位3.4.3荷载分配利用拱梁在相同点处的径向变位一致列出方程组，求解得出拱梁各自分配的荷载。（列表计算）3.4.3内力计算根据各自分配的荷载，对拱按纯拱法，梁按悬臂梁计算各自内力、应力。4拱坝的坝端开挖与处理（略）参考书目1水工建筑物上、下册（武水）；2水工建筑物上、下册，马文英主编3水工设计图集；4水工设计手册第五卷-混凝土坝 水利电力出版社 1987.125拱坝设计与研究朱伯芳等著 中国水利水电出版社 2002.126拱坝水工建筑