荷载-04第4-讲水作用.ppt

第三章 水作用 第一节 静水压力 特点：静水压强垂直于接触面，指向作用面内部；静止液体中任一点处各方向的静水压强都相等，与作用面的方位无关。 计算： 工程中计算水压力，只考虑相对压强 在实际工程中，设计和建造水闸、堤坝、桥墩和码头时，必须考虑水在结构物表面产生的静水压力。静水压力是指静止液体对其接触面产生的压力。 第一节 静水压力 第二节 流水压力 起因：由于边界层分离，回流漩涡区产生，引起迎水面与背水面之间的压力差(扰流阻力,扰流阻力系数CD) 计算： 工程中常将桥墩、闸墩设计成流线型，以减少边界层分离区，降低阻力 流水压力分布随深度呈曲线变化，河床底部接近于0，工程中近似取倒三角形 桥墩水压力计算： 第三节 波浪作用力 波浪的成因：风、潮汐 波浪的特性：波幅、波长、波周期 影响波浪性质的主要因素有： 风速、风持续的时间、水深和吹程 一、波浪的性质 第三节 波浪作用力 波浪的破碎： 一、波浪的性质 第三节 波浪作用力 直墙上产生波浪荷载波的形式 立波：上下振动的波 近堤破碎波：构筑物附近半个波长范围内发生破碎的波 远堤破碎波：据构筑物半个波长范围以外发生破碎的波 二、波浪作用力（直墙上的波浪荷载） 第三节 波浪作用力 直墙前波态的判别 二、波浪作用力（直墙上的波浪荷载） 第三节 波浪作用力 立波波压力（波峰时） 静水面处波压力强度 其中： 水底处波压力强度 波浪中线超出静水面高度 墙底处波浪压力强度 单位长度直墙上总波浪压力 二、波浪作用力（直墙上的波浪荷载） ch=（exp（x）+exp（-x））/2双曲余弦 coth= （exp（x）+exp（-x））/（ （exp（x）-exp（-x）） ）双曲余切 第三节 波浪作用力 立波波压力（波谷时） 静水面处波压力为零，波浪中线下H处 墙底波压强 其中：水底处波压强 单位长度直墙上总波浪压力为： 二、波浪作用力（直墙上的波浪荷载） 第三节 波浪作用力 远破波波压力（波峰时） 静水面处波压强 静水面以下H/2处为 墙底处波压力为 墙底波浪浮托力为 二、波浪作用力（直墙上的波浪荷载） 第三节 波浪作用力 远破波波压力（波谷时） 静水面处波压强为零。 静水面以下H/2处为 墙底波浪浮托力（方向向下）为 二、波浪作用力（直墙上的波浪荷载） 第三节 波浪作用力 近破波波压力（挡墙前水深大于0.6H时） 静水面以上z处的波压力为零； 高度 静水面处波压强为 墙底处波压强为 二、波浪作用力（直墙上的波浪荷载） 第三节 波浪作用力 近破波波压力（挡墙前水深大于0.6H时） 单位长度墙身总波浪力为 墙底波浪浮托力为 二、波浪作用力（直墙上的波浪荷载） 第四节 冰压力 冰压力：位于冰凌河流和水库中的结构物，如：桥梁墩台，由于冰层作用对结构产生的压力 动冰压力：流冰的冲击作用 静冰压力： 冰堆整体推移 由于风和水流作用，大面积浮冰移动产生的净压力 冰覆盖层受温度影响膨胀产生的净压力 冰层因水位升降产生的竖向作用力 一、冰压力的概念 第四节 冰压力 动冰压力 冰块运动方向与结构物正面夹角为80~900时 流冰冲击力： 冰块运动方向与结构物正面夹角小于800时 V冰块流动速度；h冰块厚度；Q冰块面积； 二、冰压力的计算 第四节 冰压力 冰堆整体推移的静压力 h计算冰厚度；b流冰高程处结构物宽度； 冰的抗压极限强度；A地区系数； m墩台形状系数 二、冰压力的计算 第四节 冰压力 冰覆盖层受温度影响膨胀时产生的静压力 h冰盖计算厚度，实际厚度，不大于500mm； b结构物宽度； 冰层初始温度； 冰温上升速率； 与冰盖层长度相关的系数 二、冰压力的计算 第四节 冰压力 大面积浮动冰层的静压力 h浮冰厚度； 浮冰冰层面积； 结构物迎冰面与冰流方向的水平夹角； 结构物迎冰面与风向间水平夹角； 水流对冰层下表面的摩阻力； 水流对冰层边缘的作用力； 由于水面坡降对冰层产生的作用力； 风对冰层上表面的摩阻力； 二、冰压力的计算 第四节 冰压力 冰层因水位升降产生的竖向作用力 V上拔力； h冰层厚度； d桩或桩群直径；桩距小于1m，有连续冰层，桩群或承台为矩形， 二、冰压力的计算 第五节 撞击力 由能量原理，推导撞击力的计算公式 F撞击力； W漂流物的重力，实际调查确定； V水流速度； T撞击时间，通常取1s 撞击力的计算 第六节 浮托力 当基础或结构物的底面置