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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SD145-85》[1]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96-221-04)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

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