水利水电建筑工程专业专业核心技能课程《水工建筑物》教学大纲二〇一二年七月目录1.课程的教学目的.................................................................................................................... - 1 -2.课程教学任务 ....................................................................................................................... - 3 -3. 教学内容 ............................................................................................................................. - 5 -4. 教学目标及教学活动........................................................................................................ - 11 -5. 教学方法、手段................................................................................................................ - 68 -6. 重力坝设计教学大纲........................................................................................................ - 72 -7. 土坝课程设计大纲............................................................................................................ - 74 -8. 水闸课程设计大纲............................................................................................................ - 76 -9. 隧洞课程设计大纲............................................................................................................ - 78 -10. 认识实习教学大纲.......................................................................................................... - 81 -11. 顶岗实习教学大纲.......................................................................................................... - 84 -教学大纲1.课程的教学目的1.1 课程总体教学目的《水工建筑物》是水利类专业的一门专业核心技能课程，本课程属于理论性和实践性均较强的一门课程。
通过本课程的教学，教会学生在水利工程设计、施工和管理中，能掌握主要水工建筑物的基本构造、作用工况和工作机理，理解设计基本原理，能够进行建筑物选型、结构构造、尺寸拟定，进行荷载分析与计算，结构稳定分析；能够进行防冲消能、防渗排水分析与布置；具备重力坝、拱坝、土坝、水闸、溢洪道、水工隧洞的初步设计能力；具备渠系建筑物的初步设计能力和水利枢纽布置初步设计能力；利用设计计算成果动手绘制工程设计图，具有初步解决水工建筑物设计的基本问题；通过本课程的教学，培养学生认知、分析、熟悉掌握水工建筑物的工作特点、基本结构、构造组成、作用，锻炼学生水工建筑物的设计能力，提升学生的专业基本技能能力，培养学生职业道德。
通过本课程教学，既能培养学生初次就业岗位如制图员、设计辅助人员、施工员等岗位所需要的职业能力，又能为学生的将来得可持续发展获得建造工程师、监理工程师、造价工程师等奠定专业基础。
1.2 课程具体教学目的（1）理论教学目的1）通过理论教学使学生掌握水工建筑物设计的基本概念、水工建筑物结构构造、作用、设计基本原理、计算公式等基本知识，为学生顶岗实习、职业岗位工作打下基础。
2）在理论教学过程中培养学生分析思考、交流、表达能力，激发学生对水工建筑物结构、构造、设计的探索兴趣，在了解和认识的过程中有满足感和自信心。
（2）专业认识实习的教学目的1）使学生对我国水资源的特点,水利枢纽的分等,水工建筑物的分级及水利水电工程的规划、设计、施工和管理等方面有初步的了解和认识。
2）加强学生对水利水电工程布置特点、水工建筑物分类、型式、细部构造的感性认识。
3）提高学生现场识读水利水电工程图纸的能力。
4）通过认识实习教学，培养学生热爱水利事业、水利行业，凝练团队合作工作方法，锤炼科学探索精神，使学生能发现问题、解决问题，树立正确的科学观，有服务水利的责任感。
（3）水工建筑物设计实训教学目的1）通过设计实训，“教·学·练·做”凝为一体，培养学生利用理论知识解决实际问题的技能，使学生进一步加深理解水工建筑物设计基本方法，整体把握建筑物结构组成、功能作用，奠定专业基础，提高学生的专业岗位能力。
2）通过设计实训，教会学生能够利用设计规范、设计手册、工程案例图集等专业资料分析解决水利工程设计中技术规范标准的执行运用问题。
3）通过设计实训，提高CAD、Excel运用能力，并培养学生认真细心的态度及团结合作、克服困难精神。
4）通过实训，锻炼学生对建筑物图纸的识读、分析与绘制的技能，为学生的专业岗位工作打下坚实的基础。
2.课程教学任务根据实际工作任务和工作过程，通过归纳、总结、提炼并遵循认识规律选定学习型工作任务和教学内容。
本课程依据水利水电建筑工程专业教学标准中的工作任务与职业能力分析，以典型的水工建筑设计为主线形成本课程的九个教学项目，根据工作过程及本课程教学目的对每个教学项目划分为若干单元任务进行单元任务教学设计。
教学任务见下表2-1。
表2-1 项目与单元任务划分3. 教学内容《水工建筑物》是水利水电工程专业中一门主要理论与实践紧密结合的必修专业核心技能课程，通过对水工建筑物的基础知识、基本理论和基本技能的学习，达到能够初步掌握水工建筑物设计方法，理解水工建筑物的结构组成、工作特点，适应宽泛的水利岗位工作技术要求，通过学习和训练为今后从事本专业岗位技能工作打下基础。
本课程的基本任务是使学生掌握主要水工建筑物的工作特点、型式、构造及设计方法，培养学生的水工建筑物设计计算、绘图和编制说明书的能力。
具备重力坝、拱坝、土坝、水闸、溢洪道、水工隧洞的设计能力；具备渠系建筑物设计能力，具备水利枢纽布置设计能力。
项目一绪论（第一次课）知识点和教学要求：（1）掌握水工建筑物、水利枢纽的概念、分类及其特点；水利枢纽的分等、水工建筑物的分级、洪水标准的确定方法。
（2）理解本课程主要解决的问题（不同类型水工建筑物的结构构造及作用、设计理论、步骤、计算参数的选择、结构图的绘制与阅读；设计规范的使用、编制设计文件）。
（3）了解我国水资源的分布情况，水利工程的特点；本课程研究对象和研究方法；本课程教学方法、教学手段、教学要求、学习方法及考核评价方法。
项目二重力坝设计知识点和教学要求：（1）掌握重力坝的基本剖面、非溢流重力坝的剖面设计方法、主要荷载（自重、扬压力、浪压力、泥沙压力、地震荷载）计算方法、抗滑稳定计算及分析、提高重力坝抗滑稳定措施、边缘应力坝体应力的计算方法、溢流重力坝的剖面设计。
（2）理解重力坝的定义、重力坝的分类；波浪要素计算（波高、波长、波浪中心高出静水位的高度）、坝顶高程、坝基高程、坝高、坝顶宽度、上下游边坡、折坡点位置；溢流坝堰顶高程、1/4椭圆曲线、WES曲线、真空堰、非真空堰、反弧半径、挑射角、挑距；泄水孔的类型、有压孔、无压孔、有压进水口的形状（圆形喇叭口、三向圆柱面、三向椭圆曲面）、渐变段；无压孔的压坡段、泄槽底坡水舌底缘曲线；平压管、通气孔；重力坝的主要构造和作用（坝顶防浪墙、防护墙、坝顶公路、坝顶排水；溢流坝闸墩、闸孔、闸门、工作桥、交通桥；基础廊道、坝体廊道、坝体防渗、坝体排水管幕；重力坝的横缝、纵缝、止水结构；重力坝的开挖、防渗帷幕灌浆、固结灌浆、帷幕灌浆孔、坝基主排水孔幕、辅助排水孔幕、坝基排水廊道）（3）了解深式泄水孔的设计方法；大坝混凝土强度等级、混凝土的耐久性（抗渗性、抗冻性、抗磨性、抗侵蚀性、抗裂性）；重力坝的材料分区（Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区、Ⅴ区）；坝基断层破碎带的处理、其他类型的重力坝（碾压混凝土重力坝与浆砌石重力坝）能力培养要求：具有非溢流重力坝的剖面尺寸拟定、溢流重力坝剖面设计、重力坝抗滑稳定验算及坝体应力的计算的初步能力；具有重力坝主要结构构造尺寸拟定的能力；具有绘制和阅读重力坝结构构造图的能力。
项目三拱坝设计知识点和教学要求：（1）掌握拱坝拱冠梁设计、拱坝的平面布置方法、拱坝坝肩滑稳定核算方法（平面分层稳定分析方法）。
（2）理解拱坝坝的定义、拱坝的特点；坝址地形的宽高比、拱坝的厚高比；单曲拱、双曲拱、圆弧拱、多心拱、变曲率拱的概念；拱坝的径向荷载（静水压力、自重、扬压力）、温度荷载（均匀温度荷载、等效线性温差、非线性温度变化）的计算；拱中心角、拱外弧半径、内弧半径、平均半径、拱厚的确定；等半径拱、等中心角拱、变半径变中心角拱、双曲拱坝的概念；拱冠梁的定义与组成；纯拱法概念、拱梁分载法定义；拱肩可能的滑裂型式；拱坝的横缝、拱坝坝体的防渗与排水、拱坝的廊道、拱坝的垫座与周边缝。
（3）了解自由跌流式、鼻坎挑流式、滑雪道式；水垫消能、挑流消能、空中冲击消能、底流消能；能力培养要求：具有拱冠梁尺寸拟定、拱坝平面布置、拱坝坝肩滑稳定核算方法的初步能力；具有拱坝主要结构构造尺寸拟定的能力；具有阅读拱坝结构构造图的能力。
项目四土石坝设计知识点和教学要求：（1）掌握土石坝的基本剖面设计方法、渗流计算方法（水力学分析方法、手绘流网法）、土石坝滑稳定计算方法（瑞典圆弧法、简化毕肖普法）、土石坝主要结构构造尺寸拟定与设计。