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水工建築學(簡體書)
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水工建築學(簡體書)

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商品簡介

《水工建筑學》系統闡述水工建筑物的基本設計理論,介紹相關領域國內外最新的科學技術成就。全書共11章,包括緒論、水利水電工程引論、重力壩、拱壩、土石壩、水閘、岸邊溢洪道、水工隧洞、取水及輸水建筑物、過壩建筑物、水工閘門。《水工建筑學》是水利工程專業本科生國家級精品課程“水工建筑學”的配套教材,主要闡述水工建筑物的結構型式、基本設計理論、方法與工程實踐以及國內外新的科學技術成就。《水工建筑學》編寫人員具有多年的科研經歷和一線教學經驗,為全書內容的科學性、前沿性和實用性提供了保證。全書共分11章,包括緒論、水利水電工程此論以及重力壩、拱壩、土石壩等9種類型的水工建筑物。《水工建筑學》在編寫上具有以下幾個特點:第一,反映新成果。《水工建筑學》對當今世界高壩壩型發展中最具特色的三大壩型——200m級碾壓混凝土壩、250m級面板堆石壩、300m級雙曲拱壩都作了較充分的闡述。第二,介紹新技術。在水工建筑學的應用基礎理論方面,《水工建筑學》對新的計算分析技術和方法,如有限單元法、非線性理論、高速水流消能技術、高壩抗震動力學等進行了較充分的介紹。第三,體現新理念。《水工建筑學》對影響當今人類、社會、自然的重要課題——水利水電工程與生態環境的關系給予了相當的關注。第四,培養新思維。在編寫過程中,《水工建筑學》盡力注重理論聯系實際,啟發初學者的學習興趣與創新思維。《水工建筑學》可作為水利水電工程、水工結構、河川樞紐、港口航道工程、近海工程等專業的本科生教材,亦可供從事水利水電工程規劃、設計、施工、科學研究、運行管理等工作的相關人員參考。

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《水工建筑學》是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,華大學水利工程系列教材之一。

目次

目錄第1章 緒論1.1 水資源與水能資源1.1.1 水資源1.1.2 水能資源1.2 水利工程1.2.1 防洪工程1.2.2 農村水利工程1.2.3 水力發電工程1.2.4 航道工程1.2.5 跨流域調水工程1.2.6 水土保持1.2.7 生態水利工程1.3 水工建筑物與水利樞紐1.3.1 水工建筑物分類1.3.2 水工建筑物的特點1.3.3 水利樞紐思考題第2章 水利水電工程引論2.1 水利水電工程等級與設計準則2.1.1 水利水電工程分等2.1.2 水工建筑物分級2.1.3 設計準則2.2 水工建筑物的工作條件、荷載(作用)效應與設計方法2.2.1 水工建筑物的工作條件2.2.2 水工建筑物的重力作用2.2.3 水流對水工建筑物的作用2.2.4 水工建筑物與地基相互作用2.2.5 水工建筑物的溫度作用2.2.6 地震對水工建筑物的作用2.2.7 荷載作用效應組合與設計方法2.3 水工建筑物的安全性、耐久性與風險管理2.3.1 水工建筑物的安全性2.3.2 水工建筑物的耐久性2.3.3 水工建筑物安全風險管理24水工建筑學2.4 水利水電工程規劃設計概要2.4.1 河流綜合開發利用規劃2.4.2 水利水電樞紐工程設計2.4.3 水利水電工程水文研究2.4.4 水利水電樞紐工程地質與建筑材料勘測研究2.4.5 水庫淹沒與移民安置2.4.6 環境影響評價與保護措施2.4.7 經濟評價2.4.8 水工建筑物設計要點2.4.9 施工組織設計要點2.4.1 0水利水電樞紐工程的運行與管理2.5 水利水電工程對環境與河流生態的影響2.5.1 水利水電工程對環境與河流生態的有利影響2.5.2 水利水電工程對環境與河流生態的不利影響2.5.3 實現水利水電工程的理想目標——環境友好與可持續發展2.6 水工建筑物的前沿科學技術問題2.6.1 概述2.6.2 高壩建設的主要前沿科學技術問題2.6.3 結語與展望思考題第3章 重力壩3.1 概述3.1.1 重力壩的工作條件與特點3.1.2 重力壩的建設發展歷程3.1.3 重力壩的分類和主要設計內容3.2 作用荷載及其組合3.2.1 作用荷載3.2.2 荷載的組合3.3 重力壩的應力分析3.3.1 應力分析方法綜述3.3.2 材料力學法3.3.3 有限元法3.3.4 影響重力壩應力的主要因素3.4 重力壩的抗滑穩定分析3.4.1 沿壩基面的抗滑穩定分析3.4.2 壩基深層抗滑穩定分析3.4.3 壩體與廠房聯合作用的抗滑穩定分析3.4.4 岸坡壩段的抗滑穩定分析3.4.5 抗滑穩定分析的有限單元法3.4.6 提高壩體抗滑穩定性的工程措施3.5 重力壩的剖面設計3.5.1 重力壩的基本剖面3.5.2 重力壩的實用剖面3.5.3 重力壩體形的優化設計3.6 重力壩的極限狀態設計3.6.1 重力壩的承載能力極限狀態設計3.6.2 重力壩的正常使用極限狀態設計3.7 泄水重力壩3.7.1 重力壩的泄水布置3.7.2 溢流重力壩3.7.3 壩身泄水孔3.7.4 泄水重力壩下游的消能防沖設計3.7.5 泄水重力壩的高速水流問題3.8 重力壩的地震反應分析和抗震設計3.8.1 擬靜力法地震反應分析3.8.2 動力法地震反應分析3.8.3 庫水附加質量的計算3.8.4 重力壩的抗震措施3.9 重力壩的材料3.9.1 混凝土材料的性能和配合比3.9.2 壩體混凝土材料的分區3.10 重力壩的裂縫及溫度控制3.10.1 裂縫的種類和防止措施3.10.2 壩體溫度場的計算3.10.3 壩體溫度應力的計算3.10.4 壩體混凝土溫度控制的標準3.10.5 溫度控制的措施3.11 重力壩的分縫分塊和壩體構造3.11.1 重力壩的分縫分塊3.11.2 重力壩的壩體構造3.12 重力壩的地基處理3.12.1 壩基處理的目的和要求3.12.2 壩基處理的內容3.13 其他類型的重力壩3.13.1 漿砌石重力壩3.13.2 堆石混凝土重力壩3.13.3 寬縫重力壩3.13.4 空腹重力壩3.13.5 預應力錨索重力壩3.13.6 土基上的重力壩3.14 碾壓混凝土壩3.14.1 概述3.14.2 碾壓混凝土重力壩的材料設計和分區3.14.3 碾壓混凝土重力壩的構造設計3.14.4 碾壓混凝土重力壩的施工3.14.5 碾壓混凝土壩今後的發展3.15 支墩壩3.15.1 支墩壩的特點和類型3.15.2 大頭壩3.15.3 平板壩3.15.4 連拱壩思考題第4章 拱壩4.1 概述4.1.1 拱壩的特點4.1.2 拱壩對地形、地質條件的要求4.1.3 拱壩的類型4.1.4 拱壩的發展簡況4.1.5 我國拱壩樞紐布置的特點4.2 拱壩的荷載及其組合4.2.1 自重4.2.2 溫度荷載4.2.3 水荷載4.2.4 地震荷載4.2.5 拱壩的荷載組合4.3 拱壩的體形設計和布置4.3.1 拱壩體形設計的步驟4.3.2 拱壩拱端的布置原則4.3.3 拱壩壩體倒懸的處理4.3.4 拱壩體形的評估4.4 拱壩的體形優化設計4.4.1 給定參數和設計變量4.4.2 體形優化設計的目標函數4.4.3 拱壩體形優化的約束條件4.4.4 拱壩優化求解方法4.4.5 拱壩體形優化設計的展望4.5 拱壩的應力分析4.5.1 拱梁分載法4.5.2 拱壩應力的有限元法分析4.5.3 拱壩設計的應力控制指標4.6 拱壩的抗滑穩定分析4.6.1 剛體極限平衡法4.6.2 拱壩壩肩抗滑穩定的有限元法分析4.6.3 拱壩壩肩抗滑穩定非連續介質應力應變分析4.6.4 地質力學模型試驗4.6.5 拱壩設計的抗滑穩定指標4.7 拱壩的地震動力法反應分析和抗震措施4.7.1 有限元法的地震動力反應分析4.7.2 拱梁分載法的地震動力反應分析4.7.3 拱壩的抗震措施4.8 拱壩的材料與構造4.8.1 拱壩的材料4.8.2 常規混凝土拱壩的構造4.8.3 碾壓混凝土拱壩的特殊構造4.8.4 漿砌石拱壩4.9 拱壩的建基面與基礎處理4.9.1 壩基的開挖4.9.2 固結灌漿與接觸灌漿4.9.3 帷幕灌漿4.9.4 壩基排水4.9.5 斷層破碎帶和軟弱構造面的處理4.9.6 工程高邊坡的處理4.10 拱壩的壩身泄水建筑物4.10.1 表孔泄流4.10.2 壩身泄水孔泄流4.10.3 拱壩泄洪的消能防沖4.10.4 高拱壩泄流的高速水流問題4.11 拱壩破壞實例的分析和啟示4.11.1 拱壩破壞、失事的典型實例4.11.2 拱壩破壞、失事實例對設計工作的啟示思考題第5章 土石壩5.1 概述5.1.1 土石壩的類型5.1.2 土石壩的新發展及其特點5.1.3 土石壩設計的基本要求5.2 土石壩的基本剖面、構造及筑壩土石料5.2.1 土石壩的基本剖面5.2.2 土石壩的構造及筑壩材料5.3 土石壩的滲流分析5.3.1 土石壩中的滲流特性5.3.2 二維滲流分析的基本方程和主要分析方法5.3.3 土壩的滲流變形及其防護水工建筑學目錄5.4 土石壩的穩定分析5.4.1 穩定分析方法5.4.2 碾壓式土石壩穩定分析標準5.4.3 抗剪強度指標的測定和選擇5.5 土石壩的應力應變分析5.5.1 非線性彈性體模型5.5.2 彈塑性模型5.6 土石壩的沉降與裂縫分析5.6.1 沉降分析5.6.2 土石壩的裂縫控制5.7 土石壩的地基處理5.7.1 巖基處理5.7.2 砂礫石壩基處理5.7.3 細砂、軟黏土和濕陷性黃土壩基處理5.8 土石壩的抗震設計5.8.1 土石壩的地震震害5.8.2 土的動力特性和液化判斷5.8.3 土石壩的抗震穩定分析5.8.4 土石壩的抗震措施5.9 現代堆石壩5.9.1 堆石壩的特點5.9.2 混凝土面板堆石壩5.9.3 其他型式的堆石壩5.1 0土石壩的壩型選擇思考題第6章 水閘6.1 概述6.1.1 水閘的功能、分類和等級6.1.2 水閘的組成部分及其主要作用6.1.3 水閘的工作特點6.1.4 水閘設計的主要內容和所需的基本資料6.2 閘址及閘孔型式和尺寸的選擇6.2.1 閘址的選擇6.2.2 閘孔型式和尺寸的選擇6.3 水閘的地下輪廓和防滲、排水設計6.3.1 水閘的地下輪廓布置6.3.2 水閘地下輪廓的滲流計算6.3.3 地下輪廓的構造6.3.4 水閘的側向繞滲及其防滲、排水設施6.4 閘室的布置和構造6.4.1 底板6.4.2 閘墩與閘門6.4.3 胸墻6.4.4 交通橋及工作橋6.5 閘室的結構分析6.5.1 底板的結構計算6.5.2 閘墩的結構計算6.5.3 胸墻的結構計算6.5.4 工作橋與交通橋的結構計算6.6 水閘的抗滑穩定和沉降分析6.6.1 水閘承受的荷載及其組合6.6.2 閘室的抗滑穩定分析6.6.3 水閘地基的沉降計算6.7 水閘的地基處理6.8 水閘的消能防沖設計6.8.1 過閘水流的特點6.8.2 底流水躍消能設計6.8.3 海漫6.8.4 防沖槽及末端加固6.8.5 土工合成材料在水閘工程中的應用6.9 水閘與兩岸的連接建筑物6.9.1 連接建筑物的型式和布置6.9.2 連接建筑物的破壞形式和穩定計算內容6.10其他型式的水閘6.10.1 裝配式水閘6.10.2 橡膠袋水閘6.10.3 灌注樁水閘6.10.4 浮運水閘6.10.5 水力自控翻板水閘6.10.6 巖基上的水閘思考題第7章 岸邊溢洪道7.1 概述7.1.1 岸邊溢洪道的主要型式7.1.2 岸邊溢洪道的適用條件7.1.3 岸邊溢洪道的發展趨勢及問題7.2 正槽式溢洪道7.2.1 引水渠7.2.2 控制段7.2.3 泄槽7.2.4 出口消能段及與下游河道的銜接7.3 側流式溢洪道7.3.1 側流式溢洪道的斷面設計7.3.2 側槽的水力計算7.3.3 側流式溢洪道的設計步驟7.3.4 側流式溢洪道的泄槽、消能及與下游銜接的布置7.4 其他型式的溢洪道7.4.1 井式溢洪道7.4.2 虹吸式溢洪道7.4.3 非常溢洪道7.5 岸邊溢洪道的總體布置及型式選擇7.5.1 地形、地質條件7.5.2 總體布置及安全運行管理7.5.3 施工條件思考題第8章 水工隧洞8.1 概述8.1.1 水工隧洞的類型和功能8.1.2 水工隧洞的特點8.1.3 水工隧洞的組成8.1.4 水工建筑物中的洞群8.2 水工隧洞的布置8.2.1 水工隧洞總體布置及要求8.2.2 水工隧洞中的閘門布置8.2.3 多用途隧洞的布置8.2.4 隧洞群的布置8.3 水工隧洞進口建筑物8.3.1 進水口的型式和計算要點8.3.2 進口建筑物的組成8.4 水工隧洞洞身結構8.4.1 洞身斷面形式8.4.2 洞身斷面尺寸8.4.3 洞身的支護與襯砌8.5 水工隧洞的出口建筑物及消能設施8.5.1 出口建筑物布置8.5.2 消能設施8.6 高流速泄水隧洞的空蝕及減蝕措施8.6.1 脈動壓力、空化與空蝕8.6.2 減蝕措施8.7 水工隧洞圍巖的應力和穩定分析8.7.1 巖體與圍巖的基本概念8.7.2 巖體初始應力場8.7.3 隧洞開挖後的洞周圍巖應力8.7.4 影響隧洞圍巖穩定的主要因素8.7.5 隧洞圍巖失穩的主要形式8.7.6 隧洞圍巖穩定的分析方法8.7.7 小結8.8 水工隧洞襯砌計算8.8.1 荷載及其組合8.8.2 襯砌的內力和應力計算8.9 新奧法與隧洞的噴錨支護8.9.1 新奧法的基本原理8.9.2 噴錨支護的作用與類型8.9.3 噴錨支護設計8.9.4 水工隧洞噴錨支護設計中的幾個問題思考題第9章 取水及輸水建筑物9.1 取水建筑物9.1.1 無壩取水樞紐9.1.2 有壩取水樞紐9.1.3 取水防沙設施9.2 輸水建筑物9.2.1 渡槽9.2.2 渠道9.2.3 倒虹吸管9.2.4 涵洞9.2.5 跌水與陡坡思考題第10章 過壩建筑物10.1 通航建筑物10.1.1 船閘10.1.2 升船機10.1.3 通航建筑物的規劃布置及型式選擇10.2 過魚建筑物10.2.1 過魚建筑物的分類10.2.2 魚道10.2.3 魚閘10.2.4 升魚機及人工孵化場10.2.5 魚類的下行問題10.2.6 過魚建筑物在水利樞紐中的布置10.3 過木建筑物10.3.1 筏道10.3.2 漂木道10.3.3 過木機10.3.4 過木建筑物型式的選擇思考題第11章 水工閘門11.1 概述11.1.1 水工閘門的組成和類型11.1.2 閘門的設計要求11.2 平面閘門11.2.1 平面閘門的組成、布置與提升方式11.2.2 平面閘門結構受力計算11.2.3 平面閘門的行走支承11.2.4 平面閘門的止水11.2.5 平面閘門的啟閉力11.2.6 閘門啟閉機11.2.7 反鉤門——一種新型的平面閘門11.3 弧形閘門11.3.1 總體布置11.3.2 結構選型及結構計算11.3.3 支承鉸11.3.4 止水和止水座埋件11.3.5 啟閉機、吊耳11.3.6 啟閉力11.4 平面閘門與弧形閘門的比較與選用11.5 閥門11.5.1 高壓平面滑動閥門11.5.2 蝴蝶閥11.5.3 錐形閥11.5.4 空注閥思考題參考文獻

書摘/試閱

施工組織設計是水利水電工程設計的重要組成部分,是編制工程總概算及招標、投標文件的重要依據。施工組織設計要認真貫徹國家有關方針政策,嚴格執行國家頒布的有關規程規范,按照實事求是、因地制宜、技術先進和經濟合理的原則,通過調查研究,綜合分析比較,提出切實可行的優選方案,作為編制工程總概算、招標、投標文件與組織工程施工、工程質量控制、工程建設管理的可靠依據。施工組織設計的主要內容有:(1)施工導流設計。在河流上修建的水利水電工程,為了使水工建筑物能在干地上施工,需修筑圍堰圍護基坑,將河水由預定的泄洪建筑物泄向下游。施工導流設計內容包括:選定導流標準、劃分導流階段、確定導流設計流量、選擇導流建筑物形式與布置等。導流方式按照樞紐建筑物施工階段的不同,一般可劃分為以下3個階段:?初期導流——一是利用原河床左、右岸分期導流方式;二是通過臨時或永久建筑物,如隧洞、明渠、涵管等導泄方式。?後期導流——常采用壩體內預留底孔,或壩體預留缺口(混凝土壩)進行導流,此時壩體已修建至一定高程,但仍用圍堰擋水。?施工蓄水導流——壩體已建至壩頂或設計蓄水高程,此時可封閉底孔或導流隧洞,來水蓄在庫內,供提前發電使用,由永久泄洪建筑物宣泄多余洪水,這時圍堰已拆除,防御洪水的標準按規范的要求應有所提高。施工導流要對圍堰,導流隧洞、明.渠或涵管進行水力計算與結構分析,保證在施工期內運行安全,導泄河水。(2)主體工程施工方法選擇。內容包括:?土石方工程。開挖與填筑方法,運輸機械與施工機械設備的選擇。?混凝土工程。建筑材料選擇,包括水泥、砂石骨料、摻和料、外加劑等;按設計標準進行混凝土配合比設計;混凝土澆筑方法與澆筑機械設備選擇;混凝土施工分層分塊;砂石骨料生產系統與混凝土生產系統的設計;基巖與邊坡施工開挖方法與加固措施等。上述施工導流設計、主體工程施工方法選擇以及施工總進度計劃、施工總平面布置、工程概算編制等共同組成施工組織設計的主要內容。

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