【正文】 在這里只考慮對壩體影響較大的荷載，如上下游水壓力、泥沙壓力、揚壓力、自重。2）主要荷載有：上、下游靜水壓力；泥沙壓力；揚壓力。本設計采用彈性理論的有限元法 。2）各工況的應力分析：圖形顯示S1主應力：選擇菜單Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsNodal Sol彈出Contour Nodal Solution Data對話框，在 Contour Nodal Solution Data選項的左側列表中選中Stress選項，右側列表中選擇1st principal S1選項，單擊OK按紐觀察第一主應力結果?？辜魯鄰姸裙剑? 式中：——抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)； ——壩體混凝與壩基接觸面的抗剪斷擦系數(shù)，； ——壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪凝聚力，；——壩基接觸面的截面積。擋水壩段穩(wěn)定計算成果表穩(wěn) 定 計 算組合計算量符 號基本組合特殊組合(一)特殊組合(二)垂直力∑ W↓(N)108109108水平力∑ P (N)108109108抗剪公式抗剪斷公式穩(wěn)定指標分析總結1）按抗剪強度公式：基本組合 =[] 滿足要求特殊組合(一) =[] 滿足穩(wěn)定要求特殊組合(二) = [] 滿足穩(wěn)定要求2）按抗剪斷強度公式：基本組合 =＞[] 滿足要求特殊組合（一） =[] 滿足要求特殊組合（二） =＞[] 滿足要求可見擋水壩段滿足抗滑穩(wěn)定要求 水工建筑物抗震設計我國受環(huán)太平洋地震帶的影響，地震活動頻繁，歷史上多次發(fā)生災害性大地震，全國大部分地區(qū)為抗震設防區(qū)，近期又處于地震活動上升期，需要重視水工建筑物的抗震設計。本工程中根據(jù)壩址所處地區(qū)的歷史震害調(diào)查和近代地震記錄擬訂為七度，在設計中參見《水工建筑物設計手冊》在經(jīng)受79度地震的地區(qū)內(nèi)設計水工建筑物時，必須考慮專門要求，由此根據(jù)工程中的各種資料（庫容、下游防護等）擬定為三級建筑物。結構動力學分析包括模態(tài)分析、譜響應分析、瞬態(tài)動力學和譜分析。第一，模態(tài)分析屬于線性分析，也就是說，在模態(tài)分析中只有線性行為是有效的，如果在分析中指定了非線性單元，在計算中將被忽略并被作為線性行為處理，如果在分析中包含接觸單元，則剛體矩陣是基于初始狀態(tài)并在分析中不被改變。Number of modes to expand{MXPAND}此選項只有在采用Reduced法、unsymmetrical法和damped法時需要設置，但是如果想要的到單元求的結果，則無法采用何種模態(tài)提取方法都必須打開calculation elem results選項。c）定義自由度，自由度的定義只有在使用reduced模態(tài)提取方式時才有效。如果在DOF處指定了一個非零位移約束，程序將以零位移約束代替在該DOF處的位移。g）開始求解計算：執(zhí)行路徑：main menusolutioncurrent LS求解器的輸入內(nèi)容主要是固有頻率。b）激活擴展處理及相關選項，在GUI方式下執(zhí)行路徑：main menusolutionload step optsexpansion passsingle expandexpand modesANSYS提供的擴展處理選項的含義分別為：Expansion pass on/off[EXPASS]:一般推薦將設置為ON。Stress calculations on/off[MXPAND,Elcalc]:如果準備在模態(tài)分析中進行譜分析并對產(chǎn)生的譜的應力和力有特別要求時，則應該打開此選項。相應的選項如下：printed output:，既擴展得到的振型，應力和力。每一次擴展處理在結果文件中存儲為單獨的荷載步。在抗震分析中用譜分析，而前面描述的模態(tài)分析是譜分析的一個必要前提，譜分析是一種將模態(tài)分析的結果與一個已知的譜聯(lián)系起來計算位移和應力的分析技術。動力設計方法DDAM是應用一系列經(jīng)驗公式和振動設計表得到的譜分析系統(tǒng)，其所用的譜來自美國海軍研究室報告NRL1396。譜分析中必須已知結構的振型和固有頻率。重力壩承受的主要荷載是水壓力和自重，控制剖面尺寸的主要指標是穩(wěn)定和強度。符合上游邊坡:1:0～1:。 有限元建模圖21 廠房段壩建模具體網(wǎng)絡劃分與擋水壩段相同，這里不再贅述。廠房壩段穩(wěn)定計算成果表穩(wěn) 定 計 算組合計算量符 號基本組合特殊組合(一)垂直力∑ W↓(N)108108水平力∑ P (N)108108抗剪公式穩(wěn)定指標分析總結1）按抗剪強度公式：基本組合 =[] 滿足穩(wěn)定要求特殊組合(一) =[] 滿足穩(wěn)定要求可見廠房壩段滿足抗滑穩(wěn)定要求結論:廠房壩段分析結果：（1）廠房壩段在各種工況作用下，滿足混凝土重力壩設計規(guī)范（SL3092005）要求。 綜上所述，廠房壩段滿足強度穩(wěn)定要求，在各種工況下運行時都安全可靠。在此向王紀海老師表示深深的感謝和崇高的敬意！ 其次臨近畢業(yè)之際，我還要借此機會向在這四年中給予我諸多教誨和幫助的各位老師表示由衷的謝意，感謝他們四年來的辛勤栽培。
。 同時，在設計過程中，我還參考了有關的書籍和類似的設計，在這里一并向有關的作者表示謝意。四年的努力與付出，隨著本次設計的完成，將要劃下完美的句號。（2）廠房壩段在各種工況下位移均較小，壩體能夠正常工作。 圖24基本組合廠房壩段加載圖 圖25特殊組合(一)加載圖 應力分析具體應力分析與擋水壩段相同，這里不再贅述。具體設計步驟與擋水壩相同，這里不再贅述。壩體高度為76米，壩頂寬度一般取壩高的8%~10%，考慮交通要求,經(jīng)過綜合分析,。f) 觀察結果，結果要求得出計算結構的總響應，包含：位移、應力、應變、作用反力等。有位移、速度、加速度和力功率譜密度等等形式。例如：地震，風載，海洋波浪等等。第四步觀察結果模態(tài)分析的結果，也就是模態(tài)擴展的結果將被寫入到結果分析文件中。d）開始擴展處理：擴展處理的輸出包含已擴展的振型，而且還可以要求包含各階模態(tài)的相應應力分布。默認為不計算應力。需要注意擴展模態(tài)只能在后處理中觀察到，且程序在默認值為無擴展模態(tài)Frequencyrangeforexpansion[MAPAND,FREQB,FREOE]:這是另一種控制擴展模態(tài)數(shù)的方法。而且數(shù)據(jù)庫中必須包含求解模態(tài)時所以模態(tài)相同的分析模型。e）指定荷載步選項：參見書《》第五章。運用時建議使用命令[TATOL]使程序按照剛度質(zhì)量比選擇一些附加的自由度。一般建議在大多數(shù)應用中采用默認的質(zhì)量矩陣形成方式，但在有些包含“薄膜”結構的分析問題中（如細長梁和非常薄的殼），采用集中質(zhì)量矩陣近似方式經(jīng)?？梢援a(chǎn)生較好的結果。分析中必須指定彈性膜量EX和密度DENS，而非線性性質(zhì)被忽略。模態(tài)分析主要是計算自然頻率和結構的模態(tài)形狀，同時提供不同的模態(tài)提取 方式，而譜分析作為模態(tài)分析的一種延伸，用于計算對于譜或PSD隨機振動輸入的應力和應變響應。本工程建筑物級別為三級，地震基本烈度為七度。在考慮到以上情況和地震作用效應時，降低工程的失效率，增加其可靠度，從而作到設計合理、經(jīng)濟可靠、技術先進的設計要求。2）Main Meungeneral PostprocNodal CalcsSummation PTTotal Force Sum。 圖19基本組合第一主應力 圖110基本組合第三主應力 圖111基本組合X方向位移圖圖112基本組合Y方向位移圖圖113基本組合Z方向位移圖圖114基本組合總方向位移圖基本組合計算量符號/單位數(shù)值第一主應力壩踵σ1（兆帕）壩址第三主應力壩踵σ2（兆帕）壩址X方向位移（㎜）Y方向位移（㎜）Z方向位移（㎜）總方向位移（㎜） 圖115 特殊組合（一）第一主應力 圖116 特殊組合(一)第三主應力圖117特殊組合（一）X方向位移圖圖118特殊組合（一）Y方向位移圖圖119特殊組合（一）Z方向位移圖圖120特殊組合（一）總方向位移圖特殊組合（一）計算量符號/單位數(shù)值第一主應力壩踵σ1（兆帕）壩址第三主應力壩踵σ2（兆帕）壩址X方向位移（㎜）Y方向位移（㎜）Z方向位移（㎜）總方向位移（㎜） 圖121 特殊組合（二）第一主應力 圖122 特殊組合(二)第三主應力圖123特殊組合(二)X方向位移圖圖124特殊組合(二)Y方向位移圖圖125特殊組合(二)Z方向位移圖圖126特殊組合(二)總方向位移圖特殊組合（二）計算量符號/單位數(shù)值第一主應力壩踵σ1