§4拱坝的应力分析 要求: ·①地基变形:掌握力与地基变位的对应关系 了解伏格特法的基本思路。 ②应力计算:掌握纯拱法和拱冠梁法。 了解多拱梁法的基本原理
§4 拱坝的应力分析 • 要求： • ①地基变形：掌握力与地基变位的对应关系。 • 了解伏格特法的基本思路。 • ②应力计算：掌握纯拱法和拱冠梁法。 • 了解多拱梁法的基本原理
方法综述 前面我们讲过,拱坝是一个变厚度、变曲率的, 边界条件荷载条件均特别复杂的一个空间整体的壳体 结构,要想求出满足平衡、边界、几何、物理及相容 方程的精确解答是不可能的。下面我们所讲的均只能 是一些近似处理办法。根据处理问题的出发点不同, 拱坝应力分析方法大致可分为以下的几种 °(计算方法;1、杆件结构计算方法: 单向杆件有圆筒法和纯拱法 双向杆件有多拱梁法和拱冠梁法 2、FEM 3、壳体理论 试验方法:石膏模型
一>方法综述: • 前面我们讲过，拱坝是一个变厚度、变曲率的， 边界条件荷载条件均特别复杂的一个空间整体的壳体 结构，要想求出满足平衡、边界、几何、物理及相容 方程的精确解答是不可能的。下面我们所讲的均只能 是一些近似处理办法。根据处理问题的出发点不同， 拱坝应力分析方法大致可分为以下的几种： • 计算方法：1、杆件结构计算方法： • 单向杆件有圆筒法和纯拱法 • 双向杆件有多拱梁法和拱冠梁法 • 2、FEM • 3、壳体理论 • 试验方法：石膏模型
本课程只讲杆件结构计算法,在讲该方法 之前,我们先看一下,拱坝受力后,描述一个 空间点的受力状态需要几个内力 共计12个力
• • 本课程只讲杆件结构计算法，在讲该方法 之前，我们先看一下，拱坝受力后，描述一个 空间点的受力状态需要几个内力。 • 共计12个力
单向杆件法: 假定:坝体由多个独立的拱圈迭置在一起构成 每层拱圈都能单独抵抗相应的外荷载。 圆筒法:认为圆拱圈是薄壁圆筒的一部分 用圆筒公式计算截面正应力。 该方法只能近似的给出12个内力中的一个H 只能考虑径向荷载 适宜:尺寸初选 ·纯拱法:拱圈按弹性固端拱计算 与结构力学中所讲的拱的区别在于: 1、不能忽视Q、H对变形的影响 2、地基变形用伏格特法 该方法可以给出三个内力,即H、Vr、Mz 可以考虑径向荷载,温度荷载和地基变形 适于:狭窄峡谷中的薄拱坝(分层砌筑的拱坝)
单向杆件法： • 假 定：坝体由多个独立的拱圈迭置在一起构成。 每层拱圈都能单独抵抗相应的外荷载。 • 圆筒法：认为圆拱圈是薄壁圆筒的一部分 • 用圆筒公式计算截面正应力。 • 该方法只能近似的给出12个内力中的一个H • 只能考虑径向荷载。 • 适宜：尺寸初选 • 纯拱法：拱圈按弹性固端拱计算 • 与结构力学中所讲的拱的区别在于： • 1、不能忽视Q、H对变形的影响。 • 2、地基变形用伏格特法。 • 该方法可以给出三个内力，即H、Vr、Mz。 • 可以考虑径向荷载，温度荷载和地基变形。 • 适于：狭窄峡谷中的薄拱坝（分层砌筑的拱坝）
双向杆件法: 假定: ①将拱坝看成是许多水平拱圈和垂直的悬臂梁组成。 ②荷载部分由拱承担,部分由梁承担 其荷载分配由其交点处的变位一致条件来决定 ③拱的应力根据拱承担的荷载按纯拱法计算 梁的应力按变截面弯曲悬臂梁来计算。 由上可以看出,该方法关键是荷载分配的求解。根据其 求解方法的不同,又可分为许多种方程,总的来说可分成 试荷载法:人为的将载荷分成两部分, 分别加在拱梁上,计算交点的变位, 如变位一致则划分正确,否则修改,再校检。 解联立方程法:建立变位一致方程组,求解该方程组
双向杆件法： • 假定： • ① 将拱坝看成是许多水平拱圈和垂直的悬臂梁组成。 • ② 荷载部分由拱承担，部分由梁承担。 • 其荷载分配由其交点处的变位一致条件来决定。 • ③ 拱的应力根据拱承担的荷载按纯拱法计算 • 梁的应力按变截面弯曲悬臂梁来计算。 • 由上可以看出，该方法关键是荷载分配的求解。根据其 求解方法的不同，又可分为许多种方程，总的来说可分成： • 试荷载法： 人为的将载荷分成两部分， • 分别加在拱梁上，计算交点的变位， • 如变位一致则划分正确，否则修改，再校检。 • 解联立方程法：建立变位一致方程组，求解该方程组