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纯拱法

2020-04-09 21:01

将拱坝视为若干个独立的水平拱,按弹性支承拱考虑拱座变形的拱坝应力分析方法,又称独立拱法。纯拱法假定:①拱坝由一系列高程不同的独立的水平圆弧拱组成。②每个水平拱承担相应水深处的全部水平荷载。③坝身自重直接传到下部地基,不由拱承担。

纯拱法可以单独用于拱坝的设计;也可用于拱梁分载法中拱的计算,但只承担分配给拱的荷载。

拱圈计算图

设想拱圈在拱冠切开,左右两半拱圈就可按静定结构计算。对于左半拱圈,计算截面(φ、s)的弯矩(M),轴力(H)和剪力(V)(见图)分别为

对于右半拱圈则为

式(1)、式(2)中,ML、HL、VL及MR、HR、VR分别为左、右半拱圈计算截面因外荷产生的静定内力;M0、H0和V0为拱冠切口处的内力。利用切口形变连续条件可导出M0、H0和V0,求得M0、H0和V0后,可按式(1)或式(2)计算拱圈任一径向截面的内力(M、H和V),并用偏心受压公式计算拱圈上下游面的边缘应力(σx,切向)。当拱厚(T)与拱中性轴半径(r)之比大于1/3,截面应力不再呈线性分布时,可按式(3)计算(+号用于上游边缘,σx以压应力为正):

式中,I为拱圈截面对中性轴的惯性矩;ε为中性轴的偏心距,可按式(4)计算:

纯拱法忽略了拱圈之间的相互影响,与实际情况有出入。20世纪30年代以来,已逐步为拱梁分载法所代替。但对于狭窄的河谷中的薄拱坝,纯拱法仍不失为一个分析应力的简便方法。

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