重力坝应力计算.ppt

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1、第四节重力坝的应力分析目的：1、为了检验大坝在施工期和运用期是否满足强度要求；2、为解决设计和施工中的某些问题，如砼分区，某些部位的配筋等提供依据。应力分析的过程：1、进行荷载计算及荷载组合2、选择合适的方法进行应力计算3、检验大坝各部位的应力是否满足强度要求一、应力分析方法综述（1）模形试验方法（2）材料力学方法（3）弹性理论的解析方法（4）弹性理论的差分方法（5）弹性理论的有限单元法二、应力分析内容确定计算工况—施工期、运用期；选择计算方法—材料力学法、有限元法；确定计算截面—坝基面、折坡处截面、其它需要计算的截面；计算选定截面上的应力、削弱部位（如孔洞、泄水管道部位等）的局部应力、个别部

2、位（如宽缝重力坝的头部、闸墩、导墙等）的应力等步骤，必要时分析坝基的上、下游局部应力及内部应力。（一）基本假定1、坝体砼为均质，连续各向同性的弹性材料。2、取单宽坝体作为固结在地基上的悬臂梁计算，且不受两侧坝体的影响。3、水平断面上的垂直正应力σy是直线分布，可按材料力学中的偏心受压公式计算。（二）**边缘应力的计算1、水平截面上的正应力σyu、σyd。2、剪应力τu和τd。3、水平正应力σxu和σxd。4、主应力σ1u，σ2u和σ1d，σ2d。三、材料力学方法1、水平截面上的正应力σyu、σyd。根据偏心受压公式，坝体上下游边缘垂直正应力：－上下游边缘铅直应力－计算截面上全部荷载铅直分力－计

3、算截面上全部荷载对截面形心力矩2、剪应力由上游微分体的平衡条件得：－上下游边缘剪应力－上下游坝坡率－上下游坝面水压力强度3、水平正应力由上游微分体的平衡条件得：—上下游边缘水平正应力x4、边缘主应力由于两个主应力面互相正交，由微分体的平衡条件：——上下游边缘第一主应力（三）内部应力的计算1、坝内水平截面上的正应力σy，假定σy在水平截面上直线分布。2、坝体内剪应力τ。3、坝内水平正应力σx。4、坝内主应力σ1和σ2。5、考虑扬压力时的计算方法。坝体内部应力计算图用材料力学分析坝体应力时，重力坝设计规范规定的强度指标。1、坝基面的σy应符合下列要求（1）运用期：在各种荷载组合下（地震荷载除外）（

4、2）施工期2、坝体应力要求（1）运用期（2）施工期坝体内一般不容许出现主拉应力，但以下情况例外：①宽缝重力坝离上游面较远的局部区域，可出现拉应力，但不得超过混凝土的容许拉应力；②当溢流坝堰顶部位出现拉应力时，可考虑配置钢筋；③廊道及其它孔洞周边的拉应力区域，宜配置钢筋，以承受拉应力。坝基的容许压应力是根据坝基岩石的室内试验，结合地基的具体情况而定。对于强度高，而节理、裂隙发育的基岩，其最大容许压应力可取试块（通常为5×5×5cm3）的极限抗压强度的1/20～1/15；对于中等强度的基岩可取1/10～1/20；对于均质且裂缝甚少的弱基岩及半岩石地基可取1/5～1/10；对于风化基岩，可按基岩风化

5、程度，将其容许压应力值降低25%～50%。坝体应力的实际分布情况比较复杂，受很多因素影响。1、地基变形模量对坝体应力的影响四、各种因素对坝体应力的影响2、坝体混凝土分区对坝体应力的影响3、纵缝对坝体应力的影响4、分期施工对坝体应力的影响(见右图)5、温度变化及施工过程对坝体应力的影响