布西拱坝有限元等效应力计算研究

文章以布西拱坝为例,利用Ansys有限元计算软件对拱坝结构进行了应力计算分析,并对坝体近基础部位进行了等效应力计算研究,阐明了拱坝等效应力计算研究的基本方法和对工程的意义。     

有限元等效应力在拱坝应力设计中的应用

有限元等效应力是拱坝设计规范规定的两种强度校核方法之一,也是规范规定的拱坝强度设计标准,本文介绍了其发展情况、基本理论和计算方法,并结合工程实例介绍有限元等效应力在拱坝设计中的运用,按规范规定的强度标准进行校核,计算结果合理有效,同时与其他计算方法进行了比较分析,揭示了拱坝等效应力计算研究对工程的意义,得出有益结论,为拱坝结构计算研究提供参考。     

地震作用下拱坝有限元等效应力的计算

目前拱坝等效应力仅被应用在静力作用下的计算分析中,而且规范中没有明确规定动力作用下等效应力的应力控制标准。笔者依照相关混凝土拱坝设计规范补充计算了有限元等效应力的控制标准,以大丫口水电站混凝土拱坝为例,把有限元等效应力的计算与动力作用下的应力分析结合起来,用时程分析法计算得到动力作用下的应力最大值,进而得到静动综合作用下的应力最大值,与推导出的应力控制标准相比较,进行应力评价。     

有限元等效应力法在拱坝设计中的应用

有限元等效应力法是拱坝设计规范新规定的两种强度校核方法之一，也是规范新规定的拱坝强度设计标准。文章是基于大型有限元软件ANSYS7．1，对块泽河电站拱坝进行有限元分析及其等效应力的计算，并按规范新规定的强度标准进行校核。为结合实例介绍有限元等效应力法在拱坝设计中的运用实例。     

基于等效应力法的混凝土拱坝有限元分析

有限元法分析拱坝应力时,等效应力计算按等效后坝体的主拉、压应力作为控制指标。本文基于拱坝等效应力计算原理,对照应力控制标准,结合工程实例建立三维有限元模型,计算该拱坝不同荷载作用下坝体上、下游面的等效应力,分析其应力控制标准的适宜性,结论可为高拱坝的等效应力研究提供一定的指导价值。     

基于ANSYS的拱坝等效应力计算及图形显示

针对有限元软件ANSYS拱坝等效应力计算中存在的问题,以及结果不能在ANSYS后处理模块中直接进行图形显示,利用ANSYS参数化设计语言阐述了等效应力过程中坐标系设置、沿路径积分、夹角求解等关键问题的解决方法,同时采用单元转化及结点输出列表修改的方法,在ANSYS后处理模块中实现了拱坝坝面各结点有限元等效应力的计算和结果图形化显示的一体化.以某拱坝为例分析了有限元应力与等效应力在分布规律上的差异性,验证了方法的可行性.     

设计地震作用下拱坝的等效应力应用研究

有限元法由于其适用性强的特点而大量应用于拱坝的应力分析中,但由于有限元法计算结果受网格尺寸和网格形态的影响较大,且易在坝踵和坝趾出现应力集中效应,给拱坝的应力评价带来困难。目前有限元等效应力法多应用于拱坝的静力分析中,但对于拱坝在设计地震作用下的应力分析,仍没有明确的评价标准。本文将有限元等效应力法扩展应用于拱坝的动力分析中,结合沙牌拱坝的工程实例,采用抗震规范的承载能力极限状态设计式对坝体强度进行评价,评价的结果和实际情况较吻合,为等效应力在拱坝动力分析中的应用提供了有益的探索。     

基于ABAQUS的拱坝等效应力研究

该文基于ABAQUS结合工程实例进行了拱坝三维有限元计算,利用FORTRAN编制了拱坝等效应力的计算程序,将计算结果与拱梁分载法的计算结果进行了对比,验证了其实用性,并利用SCR文件在AutoCAD中输出了整体和关键剖面的等效应力图。     

混凝土单曲拱坝运营期有限元分析

采用有限单元法对白莲崖水电站碾压混凝土拱坝进行仿真分析,并把计算结果与拱梁分载法、有限元等效应力法的计算结果进行分析比较,指出用有限元法分析拱坝的优势和不足,为有限元法在拱坝设计中应用提供了参考依据。     

厅子塘水电站砌石拱坝结构三维有限元分析

根据浆砌石坝设计规范和混凝土拱坝设计规范,结合云南厅子塘水电站细石混凝土砌石双曲拱坝工程特点,采用三维有限元方法,对拱坝体在多种荷载组合的工况条件下的坝体应力和变形进行了研究。研究结果表明,砌石双曲拱坝坝体的应力及变形均符合有限元计算一般规律,坝体最大位移在允许范围内,坝体上游面应力偏大,但在进行有限元等效应力核算后,计算研究结果在规范允许范围内。     

拱坝加切角措施对坝肩拉应力的影响研究

拱坝是空间壳体结构,体型较为复杂,拉应力过大会导致坝肩失稳甚至溃坝。大量的工程经验表明,拱坝最大主应力常出现在坝肩处,坝肩拉应力的大小直接影响大坝的安全运行。为有效减小坝肩拉应力,采用ANSYS有限元等效应力法,建立拱坝整体有限元模型,对模型施加静水压力、泥沙压力、扬压力、重力、弧门推力等荷载,研究已有高拱坝工程中拱坝坝体结构设计中的加切角问题,分析拱坝在正常温升、正常温降2种运行情况下拱坝坝肩受力情况,与在同种运行情况下与不加切角拱坝作对比分析。结果表明:加切角可有效改善拱坝坝肩受力情况,降低坝肩拉应力。研究成果可为减小拱坝坝肩拉应力设计和实际施工提供参考依据。     

基于 ANSYS 的拱坝三维有限元等效应力分析

有限单元法可处理多种复杂的边界条件,计算过程更严密,在拱坝应力分析中已广泛应用。通过对坝体的离散化,将坝体离散为相互作用的单元和节点进行复杂条件下的应力分析。采用 ANSYS 分析软件计算了某水库单曲浆砌石拱坝在多种荷载组合作用下的坝体应力及变形,实现了等效应力的参数化计算,并与拱梁分载法计算成果进行对比分析,进而对拱坝结构安全性进行分析评价。     

拱坝设计计算的几个问题

讨论了有限单元－等效应力法在拱设计中的应用、拱坝极限荷载的计算以及拱坝抵抗沿倾斜坝基面上滑的稳定性等问题。     

网格尺寸对拱坝等效应力分析的影响

本文对有限元内力法求解拱坝等效应力分析方法进行了进一步改进。建立了拱梁向应力为直线分布时以上、下游面等效应力为未知量而拱或梁截面上的约束内力为已知量的求解方程，并根据常规的多拱梁应力分布假定及上、下游面已知应力边界条件，导出了上、下游面其余应力分量求解公式。对溪洛渡高拱坝在水压力(含淤砂压力)、温升、温降及自重等荷载作用下不同网格的计算结果表明，拱厚方向采用两层以上单元、拱梁方向网格采用足够精度的网格可得到基本稳定的等效应力结果。     

基于等效应力的统一二次曲线拱坝体形优化设计

文章介绍在通用有限元软件ANSYS8.1平台上,研究以“有限元等效应力”为强度准则的统一二次曲线拱坝体形优化的实现。ANSYS特有的APDL参数化有限元分析技术,结合“有限元等效应力”可优化得到最优的拱坝体形。文中提出的方法可缩短设计周期、减轻设计人员的劳动强度。     

混凝土拱坝应力分析的有限元方法探讨

混凝土材料的力学性质非常复杂,目前还难以用精确的本构关系来描述。近年来常用线弹性及弹塑性理论分析混凝土拱坝的应力。由于在拱坝近基础部位存在明显的应力集中,这对有限元法计算结果的评价带来了困难,成为有限元法应用于拱坝应力计算的“瓶颈”。为了明确应力集中部位的真实应力水平,文章另辟蹊径,以大型分析软件ANSYS为平台,针对同一个模型,在相同的荷载作用下,分别采用混凝土单轴强度准则（线性有限元法）和混凝土多参数强度准则（非线性有限元法）进行计算。主要研究2种方法应力计算结果的差异,在此基础上,以坝体开裂现象为手段研究拱坝近基础部位的应力集中现象。期望将2种计算方法结合起来,从不同角度研究坝体的应力分布和裂缝开展。     

中国是世界拱坝大国也是世界拱坝强国——在《特高拱坝建设总结及安全运行管理研究》会议上的发言

中国拱坝数量占全世界的40%,数量最多;世界最高的三座拱坝都在中国,因此中国是世界拱坝大国。中国解决了岩溶地区拱坝防渗、狭窄河谷拱坝大流量泄洪等技术难题,发展了碾压混凝土拱坝筑坝技术。中国学者首创大坝混凝土标号分区技术,首创混凝土坝温度应力理论体系,解决了大坝裂缝这一世界性难题;建立了拱坝优化理论、混凝土坝仿真分析方法、混凝土坝有限元等效应力方法、混凝土坝数值监控方法等,在拱坝设计和科研上取得了全世界最多的重要成果,因此中国既是世界拱坝大国,又是世界拱坝强国。