河工大水工建筑物教学大纲

教学大纲理论课程教学大纲课程编号：A029140784课程类型：专业主干课课程名称：水工建筑物英文名称：HydraulicStructure适用专业：水利水电工程（本科）学时：72学分：4.5考核性质：考试一、课程的性质、目的和任务《水工建筑物》是水利水电工程专业的一门专业主干课，属于必修课。主要讲授水利工程建设中各种建筑物的类型、特点、构造、在水利枢纽中的相互关系及布置原则、设计理论和设计方法，让学生掌握从“安全、经济、效益”的原则出发，进行水工建筑物方案选择、结构设计和型式优化的基本方法，建立起从事水利工程建设的基本能力和科学素养。本课程的主要目的和任务，是使学生掌握各种水工建筑物设计的理论和方法，掌握各种水工建筑物的构造、特点、设计要求以及在水利枢纽中的相互关系及其布置原则；并通过实验、实习、课程作业、课程设计、毕业设计等环节，使学生获得工程意识和解决实际工程问题的能力，为今后从事水工建筑物的设计、施工、管理和科学研究工作打下坚实的基础。二、课程的基本要求

1、课程教学的基本要求

（1）掌握重力坝、拱坝、土石坝、平原水闸、水工隧洞、河岸溢洪道等水工建筑物的工作原理及工作条件、基本型式及布置原则。（2）能够根据工程的任务和地形、地质、建筑材料、气候、交通等具体条件确定或优化水工建筑物型式和基本尺寸的方法。（3）能够根据水工建筑物的工作原理和运用要求，拟定各种水工建筑物的内部构造。（4）能够熟练运用所学基本理论，选择水工建筑物合理的设计方案和设计条件，并进行必须的水力计算、稳定计算、强度校核等。（5）了解水利枢纽中各种水工建筑物在工程布置上的要求；了解水利枢纽处地形、地质、水文、施工、建材、运用要求等条件对水利枢纽布置的影响，掌握水利枢纽布置的方法和步骤。2、实践教学的基本要求

（1）通过课后大作业题目的计算，较好地理解水工建筑物的设计理论与方法，包括水力计算、稳定计算、应力分析、渗流分析和结构设计等。（2）通过课程设计，了解在进行水工建筑物设计时所需的原始资料，掌握水利工程设计的一般设计阶段、设计程序及其设计内容。（3）通过毕业设计，熟练掌握原始资料的运用、初步设计阶段的设计内容、方法和步骤，并能够编制水工建筑物的设计报告以及绘制水工建筑物的设计图纸。（4）通过课程实验，对水工建筑物的模型试验、运用、管理、观测等有一定的了解。（5）通过模型教学和各种实习，建立起较为深入的工程意识，掌握各种水工建筑物的内部构造和构造原理。三、课程教学内容1、绪论了解水利事业及其在国民经济中的作用，解放后我国水利建设的主要成就，水利枢纽的概念，水工建筑物的特点，水利工程分等和水工建筑物分级，分等、分级的意义。重点：水利枢纽的概念、分等、分级及其意义2、岩基上的重力坝了解混凝土重力坝的工作特点、荷载、剖面设计、稳定计算、应力分析、溢流坝设计、材料分区、细部构造、地基处理及其他坝型。重点：1）荷载计算、稳定及应力分析；2）挡水坝、溢流坝、泄水孔坝剖面设计（基本剖面、设计原则及实用剖面）；难点：1）应力分析；2）溢流坝剖面设计。3、拱坝了解拱坝特点、地形地质条件、拱坝荷载、地基位移、拱坝布置、应力分析、坝肩稳定、泄水方式、拱坝构造及地基处理。重点：1）拱坝布置；2）拱坝应力计算；3）拱坝坝肩稳定计算。难点：1）双曲拱坝布置；2）拱冠梁法计算坝体应力；3）刚体极限平衡法计算坝肩稳定。4、支墩坝了解面板坝、连拱坝、大头坝的构造特点与构造原理和基本设计方法。5、土石坝了解土石坝的特点与设计要求、组成、结构类型、剖面设计、渗流分析、坝坡稳定计算、土料选择与填筑标准、坝体构造、地基处理。重点：1）碾压式土石坝剖面设计；2）渗流计算；3）稳定计算：4）砂砾石地基处理。难点：1）水力学法渗流计算；2）圆弧法坝坡稳定计算；3）折线法坝坡稳定计算。6、河岸溢洪道了解河岸溢洪道类型及适宜地形条件、正槽式溢洪道、侧槽式溢洪道、非常溢洪道重点：1）正槽式溢洪道；2）侧槽式溢洪道泄水槽。难点：弯道上泄水槽布置于构造。7、水工隧洞与坝下埋管了解水工隧洞的构造特点、线路选择与总体布置、进口段的组成、作用与构造、进口建筑物的型式、出口段组成与消能方式、洞身段断面形式、尺寸、衬砌类型与构造、衬砌上的荷载、有压隧洞衬砌计算、圆拱直墙无压隧洞衬砌计算、喷锚衬砌、坝下埋管。重点：1）隧洞选线与布置；2）洞身段形式与衬砌构造；3）隧洞荷载计算；4）有压隧洞衬砌计算；5）坝下埋管的类型、特点、管身横向结构计算。难点：1）有压隧洞衬砌计算；2）圆拱直墙无压隧洞衬砌计算。8、水闸了解水闸类型与组成、工作特点与设计要求、闸孔设计、消能防冲设计、防渗排水设计、闸室结构布置、闸室稳定计算、基底应力计算、沉降计算与地基处理、闸室结构计算、水闸的两岸连接建筑物、侧向防渗、其他闸型。重点：1）闸孔设计；2）消能防冲设计；3）防渗排水设计；4）闸室稳定及基底应力校核；5）闸室结构计算；6）；两岸连接建筑物的型式与布置。难点：1）消能防冲池设计；2）闸底板结构计算。9、闸门与启闭机了解闸门的类型、特点与布置、闸门门体布置于构造、支承行走装置、止水装置、启闭力与启闭机。10、过坝建筑物了解通航建筑物（船闸、升船机）、过木建筑物（筏道、升木机）、过鱼建筑物（鱼道、鱼闸）。重点：船闸工作原理、结构布置和结构构造。11、取水枢纽了解取水枢纽的类型与布置、弯道环流、无坝取水枢纽、有坝取水枢纽、沉砂池。重点：无坝取水枢纽、有坝取水枢纽。12、水利工程一般问题概述及渠系建筑物了解水利工程的一般设计阶段、设计程序及设计内容；了解水工建筑物运用、管理、观测的一般内容；了解水工模型试验的一般方法，了解渠系建筑物作用与类型。四、课程内容与学时分配主要内容讲课学时习题课时讨论课时实验课时上机课时作业1、绪论12、重力坝1223、拱坝104、支墩坝15、土石坝1226、溢洪道327、隧洞88、水闸1029、门与启闭机110、过坝建筑物211、取水枢纽212水利工程一般问题2小计648合计72五、课程实验与学时分配实验名称学时内容及要求1、闸下自由出流试验2认识闸门相对开度与流量系数的变化关系。2、淹没堰流试验2观测淹没堰流的流态及特征，认识堰流流量系数与堰顶水头的关系。3、有压渗流流网试验2学习有压渗流等势线的测定方法。4、重力坝断面应力试验2了解模型试验的原理，学习模型应力、变形的测量方法。六、本课程与其他课程的联系先修课程：工程制图（含CAD）、理论力学、材料力学、结构力学、工程测量、工程地质、水力学、土力学、水工钢结构、钢筋混凝土结构学、工程水文学、建筑材料、水能规划等。后续课程：水利工程施工、水利工程概预算、水利工程管理、大坝监测、课程设计、毕业设计、毕业实习。七、建议教材和教学参考书[1]马文英等，水工建筑物，黄河水利出版社，2003[2]祁庆和，水工建筑物（第3版），水利水电出版社，1997[3]吴媚玲，水工建筑物，清华大学出版社，1991[4]左东启、王世夏、林益才，水工建筑物，河