拱壩結構設計應力控制標準研究.pdf

1、拱壩結構設計應力控制標準的研究是拱壩設計領域一個復雜而又重要的課題，應力控制標準的合理性將直接關系著拱壩的經(jīng)濟性和安全性。當前，在拱壩結構設計中主要的應力分析方法有拱梁分載法和有限單元法。相對于拱梁分載法，有限單元法擁有較強的適用性，能夠解決許多拱梁分載法不能解決的復雜問題。但其計算結果受計算網(wǎng)格影響較大，同時在建基面附近易出現(xiàn)應力集中，給有限元應力控制標準的制定帶來困難。為解決上述提到的問題，現(xiàn)行拱壩設計規(guī)范采用的方法是有限元等效應力

2、法，并制定了相應的應力設計標準。但有限元等效應力法中關于應力分量的線性化假定與拱壩真實的應力分布規(guī)律不相符合。本文在分析拱、梁向應力分布規(guī)律的基礎上，提出了拱壩有限元三次等效應力法。并依托小灣、二灘、楊房溝、周公宅四座拱壩工程，開展三次等效應力控制標準的研究，并給出相應的應力控制指標的建議值。主要研究內容如下:
　　(1)總結了關于國內外拱壩主要的應力分析方法及其相應的應力控制標準的基本內容和進展，分析比較不同應力分析的優(yōu)缺點及其

3、應力控制指標的制定方式，為三次等效應力法的應力控制指標的提出作鋪墊。
　　(2)介紹了拱壩有限元分析的基本理論，著重講述了有限元分析過程。在此基礎上，簡要概況了ANSYS的有限元求解。
　　(3)分析了拱壩梁、拱應力分布規(guī)律，基于最小二乘法擬合多項式提出拱壩有限元三次等效應力分析方法及其計算步驟。結合小灣拱壩工程，研究了三次等效應力對有限元模型網(wǎng)格的敏感性，結果顯示三次等效應力法可消除網(wǎng)格效應影響。
　　(4)利用AN