第四节重力坝的应力分析.pptVIP

第1页，共19页，星期日，2025年，2月5日目的：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第四节重力坝的应力分析第2页，共19页，星期日，2025年，2月5日一、应力分析方法 理论计算和模型试验法 理论计算方法主要有材料力学法和有限元法 对于中、低坝，当地质条件较简单时，可按材料力学方法计算坝体的应力，有时可只计算坝体的边缘应力。二、应力分析内容确定计算工况；选择计算方法；确定计算截面；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。第四节重力坝的应力分析第3页，共19页，星期日，2025年，2月5日（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。（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、材料力学方法第4页，共19页，星期日，2025年，2月5日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：第5页，共19页，星期日，2025年，2月5日2、剪应力由上游微分体的平衡条件得：第6页，共19页，星期日，2025年，2月5日3、水平正应力已知、，由上游微分体的平衡条件得：第7页，共19页，星期日，2025年，2月5日4、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第8页，共19页，星期日，2025年，2月5日第四节重力坝的应力分析（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。第9页，共19页，星期日，2025年，2月5日坝体内部应力计算图第10页，共19页，星期日，2025年，2月5日（三）内部应力的计算2、坝体内剪应力τ。呈抛物线分布3、坝内水平正应力σx。呈三次分布接近直线，对中小型工程可近似假定σx呈直线分布4、坝内主应力σ1和σ2。(见课本P56式(3-48))第11页，共19页，星期日，2025年，2月5日(四)考虑扬压力时的计算方法。1、边缘应力1)计算?W和?M计入扬压力2)计算?u、?xu、?d、?xd时pu用pu-puu代入pd用pd-pdd代入2、求解坝内应力可先不计扬压力计算?、?x、?y，然后再叠加由扬压力引起的应力第12页，共19页，星期日，2025年，2月5日 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。 (一)、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）（2）施工期 (二)、坝体应力要求（1）运用期（2）施工期四、强度指标第13页，共19页，星期日，2025年，2月5日坝体上、下游面拉应力按正常使用极限状态计算运用期坝踵垂直应力不应出现拉应力（计扬压力），可按下式计算：1)运用期（长期组合）坝体上游面垂直拉应力核算2)短期组合下游坝面的垂直拉应力核算规范要求，坝踵和坝体上游面的垂直应力的核算应按作用的标准值分别计算作用的短期组合和长期组合。施工期属短暂状况，坝体下游面的垂直拉应力应不大于100kPa，其计算式为第14页，共19页，星期日，2025年，2月5日