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简答题拱坝的应力分析方法有哪几种?其精度和适用条件各如何?
  • 拱坝是一个变厚度、变曲率,边界条件十分复杂的壳体结构,目前的理论计算,需作必要的假定和简化。拱坝的应力计算方法有:
    ①纯拱法
    假定:坝体由若干层独立的水平拱圈迭和而成,将问题简化为结构力学的弹性拱的计算问题。
    与实际弹性拱相比:拱圈的厚度大,所承受的轴力、剪力大;拱圈轴力大,将引起较大的轴向变形;基岩变形显著,不能忽略。
    纯拱法存在的问题是:忽略了拱圈间的相互作用,全部荷载由拱承担,使计算应力大于实际应力。
    纯拱法的适用条件:狭窄河谷上的薄拱坝,拱的作用大。
    ②拱梁法
    假定拱坝是由许多水平拱圈和竖直悬臂梁组成,拱坝的外荷载一部分由拱系承担,一部分由梁系承担,拱和梁各自承担荷载比例,按变形协调条件分配。一般将拱坝分为七拱十三梁、五拱九梁(梁站在拱端上)。拱冠梁(七拱一梁、五拱一梁)是拱梁法的简化计算方法。
    拱冠梁的适用条件:大体对称、比较狭窄河谷上的拱坝;高坝的初步设计,中低坝的技术设计。
    ③有限单元法
    有限单元法是更简便、有效、极有发展前途的方法。该法能模拟拱坝逐级加荷的施工过程,多种材料拱坝和复杂的边界条件,能求解空间问题。
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