有 限 单 元 法
三种坝的荷 载
三种坝的应 力分析方法
三种坝的失 稳形式
三种坝的工 程实例
“
就是用石膏加硅藻土组成脆性材料，制作成拱坝整体模型，用 应变仪量测加荷后模型各点应变值的变化从而求得坝体的应力.
三种坝的荷 载
三种坝的应 力分析方法
三种坝的失 稳形式
三种坝的工 程实例
4
土压力（主动土 压力、被动土压 力、泥沙压力）；
2
水压力（静水压 力、动水压力、 浪压力、扬压 力）；
5
地震力（地震引 起：建筑物惯性 力和水的激荡力）
3
冰压力（静压力、 动压力）；
主要荷载： • G自重 F ₁扬压力 F ₂静水压力 f摩擦力（只是考虑到力的平衡）
壳 体 理 论 法
“
三种坝的荷 载
三种坝的应 力分析方法
三种坝的失 稳形式
三种坝的工 程实例
将拱坝连同地基这一连续的整体空间结构离散为有限个单元构 件，以结点互相连接，通过建立结点位移和结点力之间的平衡方 程，求得结点位移进而求出单元应力。
避免了结构力学方法中大量的假定和简化，能适应复杂的结构 和边界。
三种坝的荷 载
三种坝的应 力分析方法
三种坝的失 稳形式
三种坝的工 程实例
三种坝的应力 分析方法
三种坝的荷 载
三种坝的应 力分析方法
三种坝的失 稳形式
三种坝的工 程实例
“ 重力坝 ”
三种坝的荷 载
三种坝的应 力分析方法
三种坝的失 稳形式
三种坝的工 程实例
A
进行荷载计算及荷载组合
B
选择合适的方法进行应力计算
水压力的等截面圆弧拱圈，只能粗略地求出径向截面上的均匀应
力。
它不考虑拱在两岸的嵌固条件，不能计入温度及地基变形的影
响，因而不能反应拱坝的真实工作状态。
”
圆 筒 法
三种坝的荷 载
三种坝的应 力分析方法
三种坝的失 稳形式
三种坝的工 程实例
“ 纯拱法假定拱坝由一系列各自独立互不影响的水平拱圈叠合而 成，每层拱圈简化为两端固结的平面拱，用结构力学方法求解拱 的该应方力法。虽然可以计入每层拱圈的基础变位、温度、水压力等的作 用，但忽略了拱坝的整体作用，求得的拱应力偏大，也不符合拱
6 温度变化
三种坝的荷 载
三种坝的应 力分析方法
三种坝的失 稳形式
三种坝的工 程实例
“ 拱坝 ”
三种坝的荷 载
三种坝的应 力分析方法
三种坝的失 稳形式
三种坝的工 程实例
荷载类型与重力坝相差不大，不同之处在于： •温度为主要荷载， •扬压力对不同的拱坝影响程度不同
薄拱坝可忽略扬压力 中厚拱坝、厚拱坝要考虑扬压力
坝的真实工作情况。但该法计算简便，概念明确，对于在狭窄河
谷中修建的拱坝，不失为一种简单实用的计算方法。
同时纯拱法也是拱梁分载法的重要组成部分，分配给拱的
荷载需要用它来计算水平拱圈的应力。
纯 拱 法
三种坝的荷 载
三种坝的应 力分析方法
三种坝的失 稳形式
三种坝的工 程实例
“ 拱梁分载法把拱坝看成由一系列水平拱圈和一系列铅直梁所组 成，荷载由拱和梁共同承担，各承担多少荷载由拱梁交点处变位 一致条件决定。 荷载分配后，梁按静定结构计算应力，拱按纯拱法计算应力。 确定拱梁荷载分配的方法可以用试荷载法，也可以用计算机求 解联立方程组来代替试算。该方法计算结果较为合理，但计算量 较大，需借助计算机，适于大、中型拱坝。
CONTENTS
三种坝的荷载 三种坝的应力分析方法 三种坝的失稳形式 三种坝的工程实例
三种坝的荷 载
三种坝的应 力分析方法
三种坝的失 稳形式
三种坝的工 程实例
三种坝的荷载
三种坝的荷 载
三种坝的应 力分析方法
三种坝的失 稳形式
三种坝的工 程实例
“ 重力坝 ”
1
自重（建筑物及 其附属设备的重 量）；
三种坝的失 稳形式
三种坝的工 程实例
杆件结构法 壳体理论法
s
T
应力
分析
wo
有限单元法 模型试验法
三种坝的荷 载
三种坝的应 力分析方法
三种坝的失 稳形式
三种坝的工 程实例
圆筒 法
纯拱 法
杆件 结构
法
拱梁 分载
法
拱冠 梁法
三种坝的荷 载
三种坝的应 力分析方法
三种坝的失 稳形式
三种坝的工 程实例
“ 圆筒法是把拱坝当作铅直圆筒的一部分，采用圆筒公式进行计 算。 它是拱坝计算中使用最早，最简单的方法，适用于承受均匀外
拱 梁 分 载 法
三种坝的荷 载
三种坝的应 力分析方法
三种坝的失 稳形式
三种坝的工 程实例
“ 最简单的拱梁分载法：只取拱冠处一根悬臂梁，根据各层拱圈 与拱冠梁交点处径向变位一致的条件求得拱梁荷载分配，且拱圈 所分配到的径向荷载从拱冠到拱端为均匀分布，认为拱冠梁两侧 梁系的受力情况与拱冠梁一样。 适用于河谷狭窄对称的中小型工程，或大型工程的初设阶段。
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。
三种坝的荷 载实例
“ 拱坝 ”
三种坝的荷 载
三种坝的应 力分析方法
”
拱 冠 梁 法
三种坝的荷 载
三种坝的应 力分析方法
三种坝的失 稳形式
三种坝的工 程实例
“ ”
三种坝的荷 载
三种坝的应 力分析方法
三种坝的失 稳形式
三种坝的工 程实例
“ 所谓壳体是由内、外两个曲面围成的物体，两个曲面称为壳体 的表面。早在20世纪30年代，F·托尔克就提出了用薄壳理论计算 拱坝的近似方法，但由于坝体形状和几何尺度以及边界条件的复 杂性，使这种方法受到很大限制，随着计算机的广泛应用，薄壳 理论计算法也有了很大的发展。
C
检验大坝各部位的应力是否满足强度要求
应 力 分 析 的 过 程
三种坝的荷 载
三种坝的应 力分析方法
三种坝的失 稳形式
三种坝的工 程实例
方法
理论计算
模型试验法
材料力学法 有限元法
三种坝的荷 载
三种坝的应 力分析方法
三种坝的失 稳形式
三种坝的工 程实例
确定计 算工况
选择计 算方法
确定计 算截面
计算应 力
主要荷载：温度和扬压力
三种坝的荷 载
三种坝的应 力分析方法
三种坝的失 稳形式
三种坝的工 程实例
“ 土石坝 ”
三种坝的荷 载
三种坝的应 力分析方法
三种坝的失 稳形式
三种坝的工 程实例
•G自重 •F渗透压力
荷载和重力坝荷载也差不多，不同在于 •有渗透压力，造成局部失稳的主要因素 •忽略上游静水压力 不进行整体分析，只进行局部分析的原因就 是 土石坝的失稳往往是局部失稳。