99某拱壩的應(yīng)力分析計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u11282某拱壩的應(yīng)力分析計(jì)算案例 ②在均勻溫降Δti時(shí)，拱圈拱冠處的變位ΔAi(=ciΔti)可用下式計(jì)算：（3-26）式中，——系數(shù)；αm——混凝土線性膨脹系數(shù)，取8×10-6Ef——n=Ec/Ef,Ef為壩基的彈性模量Ef=2.2×107kN/m2；Δti——拱壩的溫度荷載，Δti=47/(T+1.39)°C。表3-5拱的徑向變位計(jì)算成果表i12345-2.984×10-3-1.594×10-3-0.936×10-3-4.872×10-4-1.336×10-41.127×10-27.384×10-34.593×10-32.248×10-36.531×10-46拱梁荷載分配計(jì)算將式（3-21）展開后，可得下列矩陣方程組：（3-27）式中x1、x2、x3、x4、x5均為未知量。表3-6拱梁荷載分配計(jì)算成果表i12345梁承擔(dān)的水平徑向荷載xi（kPa）-110.5417.28228.37477.96824.38拱承擔(dān)的水平徑向荷載pi-xi（kPa）110.54157.14190.23184.80220.017應(yīng)力計(jì)算（1）拱冠梁的應(yīng)力計(jì)算采用材料力學(xué)偏心受壓公式計(jì)算拱冠梁的應(yīng)力：（3-28）式中ΣW——作用于計(jì)算截面以上全部荷載的豎向力之和，即為累積自重、累積上游水重、累積下游水重、累積泥沙重之和；ΣM——作用于計(jì)算截面以上全部荷載對截面形心的力矩總和，即在各層位置處垂直荷載引起的總彎矩的基礎(chǔ)上加上梁所分配得到的水平徑向荷載所產(chǎn)生的彎矩。（2）拱圈的應(yīng)力計(jì)算上述過程中，已經(jīng)計(jì)算出在p=1以及在均勻溫降時(shí)拱冠與拱端處的軸力、剪力與彎矩值，這里只需要在其基礎(chǔ)上對應(yīng)位置的內(nèi)力值乘上拱所實(shí)際分配得到的荷載，再加上均勻溫降以及地震產(chǎn)生的內(nèi)力值，即可得到正常蓄水位＋溫降+地震時(shí)的各層拱圈總的內(nèi)力值。注意地震工況應(yīng)分橫向地震和縱向地震兩種情況來分別進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算出內(nèi)力之后，應(yīng)力的計(jì)算采用材料力學(xué)偏心受壓公式，只不過這里W與M將分別變?yōu)楣叭Φ妮S力H與彎矩M。8應(yīng)力控制指標(biāo)《混凝土拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL282-2018）第26頁與第27頁指出，采用拱梁分載法計(jì)算時(shí)，壩體應(yīng)力應(yīng)符合下列應(yīng)力控制指標(biāo)的規(guī)定：（1）容許壓應(yīng)力容許壓應(yīng)力等于混凝土的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以安全系數(shù)。本工程中混凝土采用C35，抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為21.4MPa?；窘M合：對于1級(jí)拱壩，安全系數(shù)為4.0，容許壓應(yīng)力為5.85MPa；特殊組合：對于1級(jí)拱壩，安全系數(shù)為1.5，容許壓應(yīng)力為6.69MPa。（2）容許拉應(yīng)力基本組合：容許拉應(yīng)力為1.2MPa；特殊組合：容許拉應(yīng)力為1.5MPa。9應(yīng)力計(jì)算成果分析幾種工況下的應(yīng)力成果見表3-7~表3-13。表3-7工況一（正常蓄水位＋溫降）的應(yīng)力電算成果表（單位：MPa）層數(shù)拱冠拱端拱冠梁上游下游上游下游上游下游12.7841.6181.1911.2810.000.0023.061.1830.6112.6230.4830.65331.1210.354-0.2422.1040.5441.53342.42-0.673-0.9651.2180.1612.60851.257-0.809-0.3780.591-0.6253.839表2-33工況二（設(shè)計(jì)洪水位＋溫升）的應(yīng)力電算成果表（單位：MPa）層數(shù)拱冠拱端拱冠梁上游下游上游下游上游下游11.1672.5022.2591.4510.000.0021.1291.9231.5552.8160.7880.36233.0721.1380.7212.330.9781.11342.4550.189-0.0271.5480.6732.09151.513-0.204-0.1810.9320.4862.501表2-34工況四（校核洪水位＋溫升）的應(yīng)力電算成果表（單位：MPa）層數(shù)拱冠拱端拱冠梁上游下游上游下游上游下游11.4772.7172.4383.8010.000.0021.412.0641.6533.0670.8590.31431.3031.1940.7392.5010.9511.17942.5990.172-0.0571.6350.5342.26751.573-0.226-0.1770.971-0.3012.724表2-28工況三(正常蓄水位＋溫降＋地震)縱向的應(yīng)力手算成果表(單位：MPa)層數(shù)拱冠左拱端右拱端上游下游上游下游上游下游13.8432.1132.1494.0022.1494.00221.4861.1980.7354.1450.7354.14531.1070.240-0.4954.043-0.4954.04342.180-0.705-1.2292.942-1.2292.94251.177-0.660-0.6711.414-0.6711.414表2-29工況三(正常蓄水位＋溫降＋地震)橫向的應(yīng)力手算成果表(單位：MPa)層數(shù)拱冠左拱端右拱端上游下游上游下游上游下游11.4622.104-1.3846.6694.5261.37321.1461.140-1.1315.2402.0132.58432.8880.223-1.1494.1930.0331.36942.037-0.681-1.3482.781-0.9872.64051.128-0.643-0.6921.324-0.5891.323對于工況一（正常蓄水位+溫降工況），最大壓應(yīng)力為1.281MPa，發(fā)生在第一層拱圈拱端下游，最大拉應(yīng)力為0.965MPa，發(fā)生在第四層拱圈拱端上游；對于工況二（設(shè)計(jì)洪水位+溫升工況），可以發(fā)現(xiàn)，對于拱，最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在第一層拱圈拱端下游，為1.451MPa，最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在第五層拱圈拱冠下游，為0.204MPa。工況三為正常蓄水位+溫降+地震工況，分兩種情況進(jìn)行討論。對于正常蓄水位+溫降+縱向地震，可以發(fā)現(xiàn)，對于拱，最大壓應(yīng)力為4.145MPa，最大拉應(yīng)力為1.229MPa，出現(xiàn)在第四層拱圈的拱端上游。對于梁，由于未疊加地震力，應(yīng)與正常蓄水位+溫降情況一致，這里出現(xiàn)差異是由于計(jì)算方法的不同，電算考慮了拱的抗扭作用，從而導(dǎo)致拱冠梁所分得的荷載較小，因而應(yīng)力也較手算的數(shù)值較小；對于正常蓄水位+溫降+橫向地震，可以發(fā)現(xiàn)，對于拱，最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在第一層拱圈左拱端下游，達(dá)到了6.69MPa；最大拉應(yīng)力同樣出現(xiàn)在第一層拱圈左拱端（上游），達(dá)到了1.384MPa。兩種地震工況下拱冠梁的應(yīng)力是一致的，因未考慮地震應(yīng)力的疊加。對于工況四（校核洪水位+溫升工況），可以發(fā)現(xiàn)，對于拱，最大壓應(yīng)力為3.801MPa，發(fā)生在第一層拱