3、水工建筑1 ...
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第一章绪论
1.水利工程的分类方法及其分类(重点)
(1)按工程承担的任务分类:防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、供排水工程、港航工程、环境水利工程、综合利用水利工程
(2)按工程对水的作用分类:蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、水质净化及污水处理工程
2.水利枢纽的概念
由不同类型的水工建筑物组成的综合体。
3.水工建筑物的类别有哪些？
按其作用分为以下几类：
（1）挡水建筑物：坝、闸和堤防等
（2）泄水建筑物：坝身泄水孔、溢洪道、泄洪洞等
（3）输水建筑物：输水洞、引水涵管、渠道、渡槽
（4）取水建筑物：输水建筑物的首部建筑物：进水闸、泵站
（5）专门建筑物：电厂、船闸、升船机、鱼道、筏道
（6）整治建筑物：用来整治河道、改善河道的水流条件，如丁坝、顺坝、导流堤、护岸等。
*注意：有时分类不十分严格，闸可取水也可挡水；渠道可取水也可输水；溢流坝可挡水也可泄水
4.水利工程的特点（了解）
（1）工作条件复杂，考虑因素多；（2）受自然条件制约，施工难度大；（3）效益大，对环境的影响也大；（4）失事后后果严重；（5）工程量大，投资巨大，工期长
第二章水工建筑物设计综述
1.水电工程和水工建筑物如何分等分级？依据是什么？(重点)
（1）水利工程(水利枢纽)的分等
工程失常影响效益，工程失事造成灾难
工程规模有大小，安全程度有高低
分等依据：工程规模、效益、重要性 级别：五等
（2）水工建筑物的分级
永久性主要建筑物：大坝、厂房、泄洪闸…
永久性次要建筑物：挡墙、导墙、护岸…
临时建筑物：施工围堰、导流建筑物…
分级依据：工程等别、作用、重要性 级别：五级
2.永久性建筑物、临时性建筑物(重点)
永久性建筑物是指工程运行期间使用的建筑物。
临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物。
3.表达水工建筑物安全储备的方法(重点)
（1）单一安全系数法（2）分项系数极限状态设计法
4.极限状态的类型(重点)
（1）承载能力极限状态
当出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：①刚体失去平衡；②材料强度不足而破坏；③结构失稳；④结构转变为机动体系；⑤结构体产生渗透失稳等现象；
（2）正常使用极限状态
定义：当结构或构件影响正常使用或达到耐久性的极限值时，认为达到了正常使用极限状态。
①影响结构正常使用或外观变形②对运行人员、设备、仪表等有不良影响的振动
③对结构外形、耐久性以及防渗结构抗渗能力有不良影响的局部损坏等
5.结构功能函数的含义(重点)
当Z=0时，结构处于极限状态
6.安全系数法、分项系数极限状态设计法的含义
（1）单一安全系数法（水工规范）
表达式：
安全系数K考虑的因素：结构的安全等级；工作状况和作用效应组合；结构和地基的受力特点和计算方法:模拟准确度；材料抗力、作用的实验、勘测方法和取值规则。
不足之处：是定性的标准，没有定量的意义；不同建筑物不可比较；同一结构的不同破坏状况之间不可比较。
（2）分项系数极限状态设计法
理论基础：基于概率原理的结构可靠度分析理论
失效概率：不能完成预定功能的概率，满□□通、运行管理、设备安全等要求。
13.重力坝极限状态设计的方法（看教材）
14.溢流重力坝孔口尺寸设计方法
溢流重力坝泄洪要求：
①足够的孔口尺寸,良好的孔形,较高的流量系数。
②水流平顺, 不产生负压和振动, 避免发生空蚀。
③保证下游河床不产生危及大坝安全的局部冲刷。
④下泄水流不产生折冲水流等,不影响其他建筑正常运行。
⑤有灵活控制下泄水流的设备。
孔口设计的步骤：
（1）选定泄水方式（2）拟定泄水布置方案
（3）初步确定孔口尺寸（4）按规定洪水设计标准进行调洪演算
（5）求出各方案的防洪库容、设计和校核洪水位和下泄流量
（6）估算淹没损失和枢纽造价（7）综合比较，选出最佳方案
15.空化、空蚀、掺气的概念(重点)
（1）空化：当高速水流在某点的压强低于饱和蒸汽压强时，水体中固有的小气核迅速膨胀而成小空泡，这种现象称为空化。
（2）空蚀：当空气泡进入高压区受压而溃灭,因溃灭时间短暂,产生很高的局部冲击力，当坝面冲击力大于材料凝聚力时，坝面遭到破坏。
（3）掺气：当下泄水流流速超过7～8m/s后，空气经水面被卷入水体，发生掺气现象。
1）自掺气：边界层水流发展到表面而掺气、水流射入空中扩散而掺气、水流射入水垫卷吸空气而掺气。
2）强迫掺气：因结构物的扰动、振动而掺气。
16.溢流重力坝消能工的型式、原理及其适用性(重点)
消能原理：通过水跃等局部水力现象，将水流动能转换为热能。
消能工形式: 底流消能,挑流消能,面流消能,消力戽消能
（1）底流消能的原理：通过水跃将急流转变为缓流而消能，主要靠水跃产生的表面旋滚与底流间的强烈紊动、剪切和掺混消能。
底流消能的应用：多用于中、小型工程，高坝应用较少
（2）挑流消能：利用泄流建筑物出口处设置的挑流鼻坎，将急流挑向空中，再落入离建筑物较远的下游河道，这种消能方式就叫挑流消能。
挑流消能能量耗散的组成：急流沿固体边界摩擦而耗能；射流在空中与空气摩擦、掺气和扩散等耗能；射流落入尾水中淹没,紊动扩散耗能。
挑流消能适用于基岩比较坚固的中高水头各类泄水建筑物，应用广泛。
（3）面流消能的原理：利用鼻坎将急流挑至水面，在主流下面形成旋滚而消能。
适用条件：尾水深且变幅小,有排冰、漂木等要求
（4）消力戽消能的原理：消力戽的挑流鼻坎潜没在水下，形成不自由水舌，水流在戽内产生漩滚，经鼻坎将高速的主流挑至表面。
适用条件：尾水深且变幅小,附近水域无航运要求,河床河岸抗冲能力强
17.坝身泄水孔的型式
主要型式：有压泄水孔，无压泄水孔，双层泄水孔
18.平压管、通气管的作用
平压管布置在检修闸门和工作闸门之间，用以在检修闸门提起前冲水平压，减小启门力。
进口工作闸门提起后，后面的空气被水流带走而形成负压，需于工作闸门后设通气管充气。
19.固结灌浆、帷幕灌浆的作用(重点)
固结灌浆的目的：增强基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。
帷幕灌浆的目的：降低坝底渗透压力,防止坝基产生管涌，减少坝基渗流量。
20.断层破碎带、软弱夹层对重力坝的影响
断层的影响：（1）易产生不均匀沉降，引起坝体应力不均而开裂
（2）连通坝体、增大渗流压力，甚至产生管涌危及大坝安全
软弱夹层的影响：
软弱夹层较薄,遇水易泥化、软化，使坝基抗剪强度降低，影响坝体抗滑稳定性。
21.为什么要对重力坝进行材料分区(重点)
分区的目的：坝体各部位的工作条件不同,对砼各种性能要求各不同，为了节约和合理利用水泥,常将坝体砼分区,各区可采用不同标号的砼。
22.重力坝坝体分缝的原因、类型(重点)
（一）横缝
横缝的作用：将坝体分成若干独立工作的坝段,可减少温度应力、适应地基不均匀变形和满足施工要求。
横缝的分类：永久性横缝，临时性横缝
（二）纵缝
布设纵缝的目的：适应砼的浇筑能力，减少施工期的温度应力
纵缝的分类：铅直纵缝，斜缝，错缝
（三）水平施工缝
水平施工缝的目的：适应砼的浇筑能力，减少施工期的温度应力
23.理解碾压混凝土、碾压混凝土重力坝的特点
碾压混凝土坝的优点
①工程程序简单,施工速度快;②胶凝材料用量少;③水热化温升大大降低，简化了温控程序;④不设纵缝，节省了模板和接缝灌浆的费用;
⑤可使用大型通用机械设备，提高砼的运输和浇筑工效;⑥降低工程造价。
24.理解浆砌石、宽缝、空腹重力坝、支墩坝的概念
浆砌石重力坝：用块石或粗料石和胶结材料砌成的重力坝。
宽缝重力坝：为了充分利用砼的抗压强度，将实体重力坝横缝下部扩宽成为空腔的重力坝，称为宽缝重力坝。
空腹重力坝：坝体内沿坝轴线方向设有较大空腔的重力坝。
支墩坝：由一系列支墩和挡水面板组成的重力坝。
第四章拱坝
1.拱坝的工作特点(重点)
（1）稳定特点：稳定性主要依靠两岸拱端的反力作用，因而对地基的要求很高；
（2）结构特点：拱是一种推力结构，承受轴向压力，有利于发挥砼及浆砌石材料的抗压强度；高次超静定结构，拱梁所承受的荷载可相互调整, 因此可承受超载；
（3）荷载特点：不设永久性伸缩缝；抗震性能好；几何形状复杂，施工难度大。
2.地形、地质条件对拱坝的影响(重点)
（1）对地形的要求
理想地形：两岸对称,岸坡平顺无突变；逐渐收缩的峡谷段；坝体两侧具有足够的岩体支撑
宽高比L/H和厚高比T/H 的影响：L/H 70m）,中坝（30～70m）,低坝（16m/s）,低速隧洞(
作者有话说
第3章 水工建筑1
