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水利工程论文-论拱坝应力控制标准.doc

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水利工程论文-论拱坝应力控制标准.doc

水利工程论文论拱坝应力控制标准摘要实践经验表明,我国现行混凝土拱坝设计规范存在下列问题允许应力与建筑物重要性无关,允许主拉应力与混凝土强度无关,拱坝应力分析主要采用多拱梁法和有限元法,但同一拱坝用不同多拱梁法程序计算的结果并不一致,尤其是拉应力相差较多,有限元法具有较强计算功能,但由于应力集中,计算的应力值很大,缺乏合适的应力控制标准。通过对影响拱坝允许应力的各项因素进行较深入的分析,本文提出了一套新的拱坝应力控制标准,使上述各问题都得到了解决。关键词拱坝允许压应力允许拉应力有限元法1前言允许应力对于拱坝的经济性和安全性具有决定性的影响。混凝土拱坝设计规范SD145851自1985年颁布以来,在指导我国拱坝设计方面发挥了重要作用,但十几年的实践经验说明,现行规范也存在着下述问题①允许应力与建筑物重要性无关,设计一座坝高200m、库容几百亿m3的大拱坝与一座坝高30m、库容几百万m3的小拱坝,尽管库容相差上万倍,但采用的应力控制标准相同,显然是不合理的。②允许主拉应力与混凝土强度等级无关,对于C35混凝土与C25混凝土,允许拉应力完全相同,明显不合理。③多拱梁法是设计拱坝体形的主要方法,但同一拱坝用不同程序计算的结果并不一致,尤其是拉应力相差较多,而对于高度150m以下的拱坝,允许拉应力往往是断面设计的控制因素,不同程序算出结果不同,难以处理。④有限元法具有较强的功能,但由于应力集中,算出的应力数值往往很大,缺乏合适的应力控制标准。本文首先研究有限元法的应力控制标准,然后对影响拱坝允许应力的各项因素进行深入的分析,在理论分析和总结国内外拱坝建设实践经验的基础上,提出一套新的拱坝应力控制标准,使上述各问题都得到了较好的解决。本文是九五国家科技攻关高拱坝结构问题研究专题(编号9622104)研究成果的一部分,参加工作的还有董福品、杨波、李雪春、许平、王树和、邹丽春等同志。2有限元等效应力法有限元计算功能很强,但由于存在应力集中现象,过去没有合适的应力控制标准,计算结果只能供设计参考,不能作为设计依据。我们研究了以下两种有限元应力控制方法。2.1限制拉应力范围限制拉应力范围不超过坝体厚度的15~20,不限制应力数值,我们计算过13个已建拱坝,发现只有一个拱坝能满足这一要求,而且不少拱坝冬季上部全断面受拉,这些工程都已正常运行多年。另外,有限元计算的压应力也有应力集中现象,因此这一方法是不可行的。3拱坝设计应力今将拱坝在设计荷载作用下在坝内产生的应力称为设计应力。3.1拱坝设计应力表达式

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