水利工程論文-論拱壩應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn).doc

水利工程論文-論拱壩應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)摘要：實踐經(jīng)驗表明，我國現(xiàn)行混凝土拱壩設(shè)計規(guī)范存在下列問題：允許應(yīng)力與建筑物重要性無關(guān)，允許主拉應(yīng)力與混凝土強度無關(guān)，拱壩應(yīng)力分析主要采用多拱梁法和有限元法，但同一拱壩用不同多拱梁法程序計算的結(jié)果并不一致，尤其是拉應(yīng)力相差較多，有限元法具有較強計算功能，但由于應(yīng)力集中，計算的應(yīng)力值很大，缺乏合適的應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)。通過對影響拱壩允許應(yīng)力的各項因素進(jìn)行較深入的分析，本文提出了一套新的拱壩應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)，使上述各問題都得到了解決。關(guān)鍵詞：拱壩允許壓應(yīng)力允許拉應(yīng)力有限元法1前言允許應(yīng)力對于拱壩的經(jīng)濟(jì)性和安全性具有決定性的影響?；炷凉皦卧O(shè)計規(guī)范SD145-851自1985年頒布以來，在指導(dǎo)我國拱壩設(shè)計方面發(fā)揮了重要作用，但十幾年的實踐經(jīng)驗說明，現(xiàn)行規(guī)范也存在著下述問題：允許應(yīng)力與建筑物重要性無關(guān)，設(shè)計一座壩高200m、庫容幾百億m3的大拱壩與一座壩高30m、庫容幾百萬m3的小拱壩，盡管庫容相差上萬倍，但采用的應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)相同，顯然是不合理的。允許主拉應(yīng)力與混凝土強度等級無關(guān)，對于C35混凝土與C25混凝土，允許拉應(yīng)力完全相同，明顯不合理。多拱梁法是設(shè)計拱壩體形的主要方法，但同一拱壩用不同程序計算的結(jié)果并不一致，尤其是拉應(yīng)力相差較多，而對于高度150m以下的拱壩，允許拉應(yīng)力往往是斷面設(shè)計的控制因素，不同程序算出結(jié)果不同，難以處理。有限元法具有較強的功能，但由于應(yīng)力集中，算出的應(yīng)力數(shù)值往往很大，缺乏合適的應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)。本文首先研究有限元法的應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)，然后對影響拱壩允許應(yīng)力的各項因素進(jìn)行深入的分析，在理論分析和總結(jié)國內(nèi)外拱壩建設(shè)實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，提出一套新的拱壩應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)，使上述各問題都得到了較好的解決。本文是“九五”國家科技攻關(guān)高拱壩結(jié)構(gòu)問題研究專題（編號96-221-04）研究成果的一部分，參加工作的還有董福品、楊波、李雪春、許平、王樹和、鄒麗春等同志。2有限元等效應(yīng)力法有限元計算功能很強，但由于存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，過去沒有合適的應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)，計算結(jié)果只能供設(shè)計參考，不能作為設(shè)計依據(jù)。我們研究了以下兩種有限元應(yīng)力控制方法。2.1限制拉應(yīng)力范圍限制拉應(yīng)力范圍不超過壩體厚度的1520%，不限制應(yīng)力數(shù)值，我們計算過13個已建拱壩，發(fā)現(xiàn)只有一個拱壩能滿足這一要求，而且不少拱壩冬季上部全斷面受拉，這些工程都已正常運行多年。另外，有限元計算的壓應(yīng)力也有應(yīng)力集中現(xiàn)象，因此這一方