注册土木工程师(水利水电工程)专业案例例题0901.ppt

1、,1.1 某水利枢纽工程，水库总库容为8.5亿m3，挡水坝为混凝土面板堆石坝，坝高105m；电站装机容量320MW，控制灌溉面积为45万亩。 枢纽地处峡谷，地震烈度为度，坝区工程地质条件复杂。电站为岸边式电站，泄洪洞出口设有底流消能工建筑物；施工期坝体需临时度汛，拦洪库容达到0.80亿m3。 根据以上情况，确定该枢纽工程的等别，并判别该混凝土面板堆石坝建筑物级别，下列选项中哪一项是正确的？ （A）工程等别等 建筑物级别一级 （B）工程等别等 建筑物级别一级 （C）工程等别等 建筑物级别二级 （D）工程等别等 建筑物级别二级,建筑物级别,第一章 总体设计能力,答案：B 考查点：工程等别划分依据和

2、原则 题解：根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000， 第2.2.1条工程等别等. 2.2.3节规定：水库大坝按2.2.1规定为2级、3级的永久性水工建筑物，如坝高超过表2.2.3 指标,其级别可 提高一级，但洪水标准可不提高。,建筑物级别,第一章 总体设计能力,2. 分析确定泄洪洞下游出口消能防冲设计洪水标准（洪水重现期，年）及施工期坝体临时度汛洪水标准（洪水重现期，年），下列选项中哪一项是正确的？ （A）100 10050 （B）50 50 （C）50 10050 （D）100 100,洪 水 标 准,第一章 总体设计能力,答案：（ C ） 考查点：消能防冲，施工期坝体临时度汛

3、洪水标准 主要解答过程： SL252-2000 第2.2.3条及第2.2.4条 洪水标准可不提高，消能防冲仍按2级50年， SL252-2000 第2.2.7条施工期坝体临时度汛洪水标准,洪 水 标 准,第一章 总体设计能力,1.2. 按山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物洪水标准规定，对于1级建筑物的土石坝，其校核洪水标准应为可能最大洪水（PMF）或重现期10000年5000年。如失事后下游会造成特别重大灾害时，其校核洪水标准应采用以下列选项中哪项？ （A）用频率分析法求得的10000年洪水 （B）可能最大洪水（PMF） （C）可能最大洪水与用频率分析法求得的10000年洪水中取较大者

4、（D）可能最大洪水或用频率分析法求得的10000年洪水。当两者可靠程度相同时，取其中较大者,洪 水 标 准,第一章 总体设计能力,答案：（ D ） 考查点：永久性水工建筑物洪水标准 主要解答过程： SL252-2000 第3.2.2条及说明 DL5180-2003 第6.0.5条及说明,洪 水 标 准,第一章 总体设计能力,1.3 某水库拦河坝最大坝高65m。修建混凝土坝和土石坝 均可行，河段洪水过程为肥胖型，洪峰流量较大。在坝型比 较中，混凝土重力坝布置时宜优先考虑 ；拱坝布 置的泄洪方式宜优先研究 方式；土石坝布置的 泄洪方式宜布置 方式。哪一项符合一般原则？ A 引水发电系统布置 采用泄

5、洪洞泄洪 泄洪洞与溢洪道相结合泄洪 B 航运建筑物布置 采用泄洪洞泄洪 泄洪洞与溢洪道相结合泄洪 C 供水建筑物布置 采用坝身泄洪 开敞式溢洪道泄洪 D 泄洪建筑物布置 采用坝身泄洪 开敞式溢洪道泄洪 答案：（D）,枢纽布置,第一章 总体设计能力,（1）混凝土重力坝设计规范3.0.1条及条文说明 混凝土重力坝的布置，泄洪建筑物往往是影响枢纽布置和其它建筑物安全的关键，故宜优先考虑泄洪建筑物的布置 （2）混凝土拱坝设计规范3.1.4条及条文说明 拱坝布置泄洪方式宜优先研究采用坝身泄洪，坝身孔口泄洪是较经济的选择。 （3）碾压式土石坝设计规范3.2.2条及条文说明 土石坝采用开敞式溢洪道，超泄能力

6、较强，当地形条件有利时，宜布设开敞式溢洪道。,枢纽布置,第一章 总体设计能力,1.4 某水库总库容为1.1亿立方米，主坝为均质土坝，高70m，工程位于7度地震区，设计洪水位为215.5m，校核洪水位为217.5m，正常蓄水位为215.0m。 已知：正常运用条件下波浪爬高为3.50米，非常运用条件下波浪爬高为1.8米。最大风壅水面高度设定为零；地震壅浪高度取1.0m，地震沉降按0.5m计。 确定坝顶高程？坝顶高程由什么条件控制？ 答案：220.0 m 坝顶高程由设计洪水位加正常运用条件控制 考查点: 坝顶高程确定。,坝 顶 高 程,第一章 总体设计能力,解：碾压式土石坝设计规范SL2742001

7、 ，5.3.1条 ， 坝顶超高：y = R + e + A + B Y坝顶超高，m； R最大波浪在坝坡上的爬高，m； 正常运用情况下为3.50m (给定)； 非常运用情况下为1.80m（给定）。 e最大风壅水面高度，m；本题设定为零。 A安全加高，m；根据规范 表5.3.1， 设计洪水位、正常蓄水位加正常运用情况下：1.0 m 校核洪水位加非常运用情况下：0.5 m B地震安全加高，为1.0m+0.5m (给定),第一章 总体设计能力,坝 顶 高 程,规范5.3.3条 按下列运行条件计算，取其最大值： 1 设计洪水位加正常运用条件； 2 正常蓄水位加正常运用条件； 3 校核洪水位加非常运用条件

8、； 4 正常蓄水位加非常运用再加地震条件 设计洪水位加正常运用条件下坝顶超高： y = R + e + A = 3.5 + 0 + 1.0 = 4.5 m 坝顶高程为215.5 +4.5 = 220.0 m,第一章 总体设计能力,坝 顶 高 程,正常蓄水位加正常运用条件下坝顶超高： y = R + e + A= 3.50 + 0 + 1.0 =4.5 m 坝顶高程为：215.0 + 4.5 = 219.50m 校核洪水位加非常运用条件下坝顶超高为： y = R + e + A =1.80 + 0 + 0.5 = 2.3 m 坝顶高程为：217.5 +2.3 = 219.8m 正常蓄水位加非常运

9、用再加地震条件下坝顶超： y = R + e + A + B= 1.8 + 0 + 1.5 +0.5 = 3.8 m 坝顶高程为：215.0+3.8 = 218.8 m 由上计算：坝顶高程由设计洪水位控制，220.0m。,第一章 总体设计能力,坝 顶 高 程,1.5 某砼重力坝为2级建筑物，坝高65m，设计烈度7度，进行抗滑稳定分析时，下列选项中哪一项是正确的？ A需要计及地震荷载、同时考虑水平向和垂直向地震作用、采用拟静力法计算； B不需要计及地震荷载； C需要计及地震荷载、 只考虑水平向地震作用；采用拟静力法计算； D需要计及地震荷载、同时考虑水平向和垂直向地震作用。采用动力分析法计算；,

10、第一章 总体设计能力,荷载组合,答案：C 考查点：荷载组合及抗震设计 解题：本工程为度地震区， 地震烈度高于度，所以要进行抗震设计。 水工建筑物抗震设计规范4.1.1条、4.1.2条 ，可只考虑水平向地震作用。根据1.0.5条本工程抗震设防类别应为乙类，又根椐6.1.5条规定，乙类、设计烈度7度、坝高小于70m可采用拟静力法计算。,第一章 总体设计能力,荷载组合,1.6 某水库总库容1.5亿m3。采用厚粘土心墙 坝，最大坝高78 m，工程位于7度地震区。该坝的抗震分析可采用拟静力法进行抗震稳定计算，下列选项中哪些方法是合适的？ A 瑞典园弧法 B 简化毕肖普法 C 滑楔法 D 有限单元法 答案

11、：A B 水工建筑物抗震设计规范SL203-97、5.1.2条,第一章 总体设计能力,抗震设计,2.1 梁正截面受弯承载力计算及配筋 矩形简支梁，已知荷载设计值、断面尺寸、混凝土强度等级等 计算步骤： (1) 确定有关系数 ，d, 0，G，Q， fc，fY (2) 设计弯矩值计算 M=0 (G gk+Q qk) l02 /8 (3) 系数计算 (4) 配筋量计算,第二章 水工混凝土结构,水工混凝土,2.1 梁正截面受弯承载力计算及配筋 某小型水泵站（4级建筑物）内有一单跨混凝土简支板，计算跨度l0=3.0m，承受均布恒荷载标准值gk=2kN/m2(包括板自重)，均布活荷载标准值qk=3kN/m

12、2,采用混凝土强度等级C20，级钢筋，板厚80mm，板的纵向钢筋？,第二章 水工混凝土结构,水工混凝土,解：(1) 有关系数 96规范4.1.3条规定4级建筑物的安全级别为级，4.2.1条规定重要性系数0=0.9， 设计状况系数持久状况=1.0，结构系数d=1.2， 规范附录B永久荷载分项系数G=1.05，可变荷载Q=1.20， 砼、钢筋强度设计值fc=10N/mm2，fy=210 N/mm2,第二章 水工混凝土结构,水工混凝土,/,解：（2）设计弯矩值计算 取1000mm 板带作为计算单元，h0=65mm， M=0 (G gk+Qqk)l02/8 =1.00.9(1.052+1.23)3.0

13、2/8=5.771kNm (3) 系数计算 s= d*M/ fc/b/h02=0.1639 =1-(1-2* s)1/2=0.180 (4) 钢筋计算 As=fc*b*h0/fy=557.1mm2 min=0.15% As=1000*65*0.15% =97.5mm2,第二章 水工混凝土结构,水工混凝土,2.2 梁斜截面承载力计算及配筋 矩形简支梁,已知荷载设计值、断面尺寸、混凝土强度等级等 计算步骤： (1)确定有关系数，d, 0，G，Q， fc，fyv， (2)支座边缘处剪力V计算 均布荷载、集中荷载作用下的相应公式计算 (3)复核截面尺寸(截面尺寸是否满足要求),第二章 水工混凝土结构,

14、水工混凝土,2.2 梁斜截面承载力计算及配筋 （4）配筋量计算,第二章 水工混凝土结构,水工混凝土,2.2 梁斜截面承载力计算及配筋 （4）配筋量计算,第二章 水工混凝土结构,水工混凝土,2.3 偏心受压柱承载力计算及配筋 某中型泵站内有矩形混凝土柱，经计算，控制截面中作用的轴心压力设计值N=905kN，弯矩设计值M=375kNm，柱在两个方向的计算长度l0=7.2m 。设计时混凝土采用C25，级钢筋，截面为矩形bh=400mm600mm，取a=a=40mm。不对称配筋时，所需的纵向钢筋面积As和As最为接近以下哪一组？ As=448mm2，As=1079mm2 As=2489mm2，As=1

15、079mm2 As=1079mm2，As=1079mm2 As=2489mm2，As=448mm2,第二章 水工混凝土结构,水工混凝土,2.3 偏心受压柱承载力计算及配筋 答案：（B） 解：(1) 求初始偏心距e0, e0=M/N=375/905=0.414m=414mm (2) 求偏心距增大系数 l0/h=7200/600=128 需要考虑纵向弯曲的影响，由于l0/h=1215，故取2=1 1=0.512.5400600/（1.29051000）=1.3811, 故取1=1 =1+=1+(121211)/(1400414/560)=1.139,第二章 水工混凝土结构,水工混凝土,2.3 偏心

16、受压柱承载力计算及配筋 （3）判断大小偏心受压 e0=1.139414=4720.4h0-0.3560=168mm，故按大偏心受压计算，属大偏心受压的第一种情况。 （4）求轴向作用力到As的距离e e=e0+h/2-a=472-600/2-40=732mm (5) 求受压钢筋面积As 取x=bho， b=0.544 As =1079mm2minbh0=0.2%400560=448mm2 (6) 求受拉钢筋面积As As=(fcbbh0+fyAs-dN)/fy =(12.54000.544560+3101079-1.29051000)/310 =2489mm2minbh0=0.2%400560=

17、448mm2,第二章 水工混凝土结构,水工混凝土,2.3 偏心受压柱承载力计算及配筋 已知弯矩、轴力设计值、断面尺寸、混凝土强度等级等 计算步骤： (1) 求初始偏心距e0, e0=M/N (2) 求偏心距增大系数,第二章 水工混凝土结构,水工混凝土,(3) 判断大小偏心受压 (4) 求轴向作用力到As的距离e e=e0+h/2-a (5) 求受压钢筋面积As 取x=bho， b=0.544 (6) 求受拉钢筋面积As As=(fcbbh0+fyAs-dN)/fy,第二章 水工混凝土结构,水工混凝土,8.1 某水电工程拦河坝为混凝土重力坝，为2级水工建筑物，河床式电站，装机420MW，拦河坝设

18、10个底孔和2个表孔。坝址位于“U”型河谷，底宽约650m，覆盖层较薄，坝址处水文资料：全年10年一遇洪峰流量为3800 m3/s，20年一遇洪峰流量为5500 m3/s 1、施工导流方式下列选项中哪一项是正确的？ （A）断流围堰隧洞导流 （B）分期围堰导流 （C）断流围堰明渠导流 （D）涵管导流 答案：（B） 考点：施工导流方式,第八章 施工组织设计,施工导流方式,2、坝体度汛采用10个底孔加坝体预留缺口联合泄流，缺口高程为868m，缺口宽40m。假定缺口参与泄流后，底孔的泄量为恒定值4800 m3/s，且不计水库的调蓄作用，为保证缺口两侧坝体在汛期继续施工，则缺口两侧坝体高程至少应达到 。（ 注：缺口泄流满足宽顶堰自由出流条件，流量系数m取0.34，侧收缩系数取0.94。缺口两侧只计0.5m安全加高）