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动水压力

2020-04-09 21:01

运动中的水流对固体边界所产生的力。在水流流过的建筑物表面,作用着由切向力和法向力组成的动水压力。切向力与水流方向一致,且只有高流速时才明显存在。法向力是由于水流方向和速度变化而产生的。当水流受固体边界的制约而改变方向,或当自由射流、波浪等与固体边界相遇时,都将产生动水压力。动水压力包括时均压力和脉动压力(参见压强脉动),一般只计及前者,但当水流脉动影响结构安全或引起结构振动时,应计及后者的影响。

溢流坝泄水时,水流对溢流坝面作用有动水压力,其值可通过水工模型试验测定,或通过计算近似确定。溢流坝反弧段(图中AB段)上的动水压强(p,kN/m2)为

假定整个反弧段的流速(v)不变,则作用在AB段上单宽动水压力的水平分量(Px,kN/m)和铅直分量(Py,kN/m)分别为

Px、Py以图中所示方向为正,可认为作用在反弧段中点。

溢流坝反弧段动水压力计算参数示图

水流对立柱形结构物(如消力墩、闸墩)所产生的动水压力(作用方向与水流方向一致)可按式(3)确定。

以上3式中,α1、α2如图所示;R为反弧半径,m;γ0为水的容重,kN/m3;q为单宽流量,m3/(s·m);g为重力加速度,m/s2;v为反弧段最低处的流速,m/s;Cx为取决于绕流体形状的正面阻力系数;A为结构物在垂直水流方向的投影面积,m2

水击压力也属于动水压力,参见水电站水击。

按分项系数极限状态法设计,反弧段动水压力代表值为式(1)、式(2)的Px、Py;中国DL5077—1997《水工建筑物荷载设计规范》规定,作用分项系数可采用1.1;分项系数乘以代表值即为反弧段动水压力的设计值。

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