水力分析与计算
曲面壁静水总压力计算案例
水力分析与计算
主讲人:张伟丽 山西水利职业技术学院
2015.04
曲面壁静水总压力计算内容
A
R=10.0m
Φ
Px
θ
P
B Pz
水力分析与计算
• 1、求水平分力 Px :
曲面在铅直投影面上的投影所受 静水总压力
（利用平面壁方法求解）
O
2、求铅直分力Pz:
等于水的容重与压力体的体积之积：
2、求水平分力Px
Px S b
水力分析与计算
1 2
(
p1
p2
)
h
b
1 2
(19.6
88.2)
7
10
3773KN
案例解析（二）求解铅直分力Pz
• 1、绘制压力体剖面图
E
D
• 顶面为水平延长线，底面为曲面本 身，侧面为A、B点向上铅直面。
• 2、求压力体剖面面积S压力体：
h1=2.0m
Pz A
C R cos 479.00m
同。
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S压力体 S扇形OAB S三角形OBC S矩形AEDC 38.75 24.99 5.72 19.48m2
• 3、求解铅直分力
Pz V压力体 S压力体 b 9.819.48 10 1909 .04 KN
水力分析与计算
案例解析（三）求解合力P、方向角θ 及转由高度Z0
4、静水总压力P
Φ
O
Δh=7.0m
arcsin h arcsin 7 44.43o
R
10
S扇形OAB
பைடு நூலகம்
R2
360
44.43 360
3.14 102
38.75m2
S三角形OBC
1 2
h
R cos
0.5 710 cos44.43
24.99m2
B
S矩形AEDC h1 AC h1 (R Rcos) 2(10 10cos44.430) 5.72m2
•h2=9.0m Δh=7.0m h 1= 2.0m
案例解析（一）求解 水平分力Px
1
19.6KPa
A
Px
479.00m
Φ O
472.00m
88.2KPa 1
B
1、绘制铅直投影面压强分布图
（1）取铅直投影面1-1，并将A、B两点水平投影到铅直投影面上
（2）求上下端点压强
p1= γh1=9.8×2.0=19.6KPa p2=γh2=9.8×9=88.2KPa
P Px2 Pz2 37732 1909.042 4228.47KN
5、方向
arctan Pz arctan 1909 .04 26.84 KN
Px
3773
6、作用点
ZD R sin 10 sin 26.84 4.52m
A
Px
R
D Pz
R=10.0m
O
ZD
B
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小
结
曲面壁静水总压力的求解步骤： 一、大小
（一）水平分力PX PX大小等于铅直投影面上的静水总压力 关键：绘制静水压强分布图
（二）铅直分力Pz
Pz大小等于容重乘以压力体体积
关键：绘制压力体剖面图
（三）求合力P
二、方向
P Px2 Pz2
三、作用点
arctan Pz Px
ZD R sin
水力分析与计算
结论
主持单位: 广东水利电力职业技术学院 黄河水利职业技术学院
参建单位: 杨1、凌求职大小业：技关术键学是院正确绘制压强分布图
P = S•b
四川水利职业技术2学、院定方向： 安徽水利职业技垂术直学并院指向受压面；
.3、定位置：
压力山中心西D水点利位置职：业合技力术作学用线院通过压强分布图形心，且在受压面的 对称上，长距江底工部的程距职离业用技e表术示学。院不同的形状压强分布图e的计算公式不
h2=9.0m Δh=7.0m h 1= 2.0m
A
R=10.0m
Φ
472.00m B
479.00m
解： 根据已知情况得：
h 1= 2.0m
O
Δh=479.00-472.00=7.0m
h2=h1+Δh=2.0+7.0=9.0m
门宽b =10.0m
半径 R = 10.0m 求：静水总压力
水力分析与计算
Pz = γV压力体
Z0 • 3、总压力的大小：
P =（Px2 + Pz2)0.5
• 4、方向及方向角
方向角θ = arctan(Pz/Px)
• 5、压力中心D到转轴的铅直距 离
Z0 = R .sinθ
案例基本情况
某水库泄洪闸为弧形闸门，前有胸墙。闸门宽10m，门轴高程479.00m， 门底高程472.00m，旋转半径R=10.0m。求闸门全关、胸墙上游水面到门 顶水深h1=2.0m时弧形闸门所的静水总压力