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拱坝的应力分析 ;一方法综述:; ;单向杆件法:;双向杆件法:; ;我国拱坝规范规定的应力计算方法:
多拱梁法
中、小型工程或设计初级阶段
可以用拱冠梁法。
对结构新颖或大型或地基条件特别复杂的工程应辅于FEM或结构模型试验。
;二地基变形计算: ;地基变形计算方法 ;(二)F.Vogt方法基本概念: ;2)变位系数:;②在均匀弯矩 ; ; ④扭矩Mz;3)力与变形的关系如下: ;4)变位系数在拱坝中的应用: ;①假定 a)等量矩形代替不规则坝基面: 具体方法: ; ;②两岸倾斜时 已知力H,Mz,V,求△s,△r,△z。求解步骤: I、将单位铅直面上的力向斜面投影成正交和相切的力;Ⅲ、求斜面上的变位 ;Ⅳ、将基表面上的变位向铅直面投影:;;三)纯拱法:; ;7)???? 符号规定:;④ ???? 静定内力:即在基本结构上作用外荷时产生的内力的方向 ML:上游面受拉为正 HL:受压为正 VL:与V相反;(二)基本公式法:;结力力法求解步骤为:;2、求静定结构的内力:;以左半拱为例 ;;⑤外荷载产生的静定内力ML,HL,VL 以圆弧拱受均匀荷载P为例: ;则内力为①~⑤项之和,因此有:;3) 求切开处的变位: ;如以左半拱为例求转角∠θ0 ;同时可以求出左半拱的切向和径向变位为:;4) 列变位一致方程,即: ;6)??????? 求任一截面的内力
将M0,H0,V0代入前面所推的公式,
则可以求出任一截面的内力。
7)??????? 求任一截面的应力:
一般:采用偏心受压公式: ;四.拱梁法的基本原理 1) 拱坝微元体的受力情况: 两个面:12个内力 2) 拱坝中一个空间点的变位: 6个;3)拱梁法的力学基础。 ;(1)如图所示一拱坝。从中取出一个薄片即拱的脱离体出来。在该脱离体上施加原荷载以及切割面上用力代替。则可以得到图示的隔离体在切割面上的力及外荷载的共同作用下,按弹性固端拱计算该脱离体的内力、变形。显然只要内力施加正确,显然正确。将外荷载与切割面上的力合成,则叫拱荷载{Pa}。 ; (2)同理如上从拱坝中切出一梁的隔离体。在该隔离体施加外力,以及切割面上的内力。按弹性固端梁计算该梁。显然也可以解得真实的内力及变形。将外荷载与切割面上的力合成,则为该梁承担的荷载{Pb}。 ;(3)共轭点变位一致;4)拱梁法具体实施有两种途径:
试载法
解方程法。
两种方法首先均是划分拱梁系统。
一般常用7拱13梁,对于对称拱坝可只取一半计算。
试载法
人为将荷载分为拱荷和梁荷。分别计算拱梁共轭点处的变位。检查共轭点变位是否一致。如不一致,调整荷载,直至基本一致为止。
解方程法
以梁荷或拱荷为未知量,分别按拱梁系统将拱梁共轭点的变位用未知数表示出来,然后由变位一致条件解出未知数。
;5)变位一致有主次(!)内力的主次如前所述空间点有12个内力。但对拱坝最重要的只有6个。即:扭矩可以合并Vz.Qs.二个Mr一般较小。;(3)变位一致的个数;五.拱冠梁法;3基本算式及步骤 (1)划分拱梁;(2)求拱向拱冠变位。;Xi: 产生的径向变位。因Xi本身是未知的,要求任何一点的内力及变位, 可以引进单位三角形荷载。 ; ;4)拱、梁计算;单位力法求a12。;Ⅱ 单位三角形荷载作用下的内力求解;Ⅲ 单位力作用下的内力计算;Ⅳ求 ;求a12
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