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第一章 混凝土坝下游面压力管道1

1.1 混凝土坝下游面压力管道布置1

1.2 混凝土坝下游面压力管道结构形式3

1.2.1 坝下游面明钢管3

1.2.2 坝下游面钢衬钢筋混凝土管4

1.3 坝下游面钢衬钢筋混凝土管道构造6

1.4 坝下游面钢衬钢筋混凝土管道设计原则8

1.4.1 荷载组合8

1.4.2 设计要求及准则9

1.5 坝下游面钢衬钢筋混凝土管道结构计算方法10

1.5.1 混凝土开裂前管道应力分析12

1.5.2 混凝土开裂后管道应力分析17

1.5.3 温度荷载作用下的管道应力分析21

1.6 坝下游面钢衬钢筋混凝土管道结构模型试验21

1.6.1 模型设计22

1.6.2 大小比尺模型试验成果比较23

1.6.3 管道混凝土开裂特征25

1.6.4 钢材强度、结构超载系数和极限承载能力27

1.6.5 减小缝宽的措施28

1.6.6 温度荷载下钢材应力变化特征29

1.6.7 温度荷载下混凝土裂缝宽度变化特征30

第二章 钢衬钢筋混凝土结构非线性有限元方法31

2.1 钢筋混凝土非线性有限元方法研究现状31

2.2.1 混凝土应力—应变关系35

2.2 钢筋混凝土非线性有限元基本理论35

2.2.2 混凝土裂缝的处理方法39

2.2.3 钢筋的模拟42

2.2.4 钢筋与混凝土的联结43

2.2.5 非线性求解方法45

2.2.6 程序框图47

2.3 工程应用实例——云南景洪水电站压力管道47

第三章 混凝土坝内埋管53

3.1 概论53

3.2 坝内埋管的设计原理和方法56

3.3 现行设计方法存在的问题和研究概况58

3.3.1 现行设计方法存在的问题58

3.3.2 坝内埋管研究概况60

3.4 钢管与钢筋混凝土联合承载非线性分析61

3.4.1 问题的提出61

3.4.2 基本资料和计算组合63

3.4.3 坝内埋管的受力特征64

3.4.4 坝内埋管的承载力及其影响因素68

3.5 混凝土裂穿后坝内埋管非线性分析72

第四章 坝内埋管温度应力76

4.1 坝内埋管的稳定温度场78

4.1.1 利用变分原理求解稳定温度场78

4.1.2 二维稳定温度场的有限元计算80

4.1.3 坝内埋管的稳定温度场82

4.2.1 温度应力的有限单元法85

4.2 坝内埋管温度应力线性分析85

4.2.2 坝内埋管的温度应力87

4.3 坝内埋管温度应力非线性分析89

4.3.1 坝内埋管的稳定温度场90

4.3.2 温度应力非线性有限单元法90

4.3.3 考虑混凝土非线性本构关系时的温度应力计算91

4.3.4 坝内埋管顶部和底部混凝土裂穿后的温度应力计算94

第五章 设垫层坝内埋管结构分析96

5.1 垫层管的研究现状及存在的问题97

5.2 垫层管线性有限元分析99

5.2.1 计算方案100

5.2.2 垫层弹模对管道应力的影响101

5.2.3 垫层包角对管道应力的影响106

5.2.4 垫层厚度对管道应力的影响107

5.2.5 钢管下部与混凝土粘结状态的影响108

5.3 垫层管非线性有限元分析108

第六章 坝内埋管极限状态设计方法115

6.1 坝内埋管抗裂极限状态116

6.2 坝内埋管强度极限状态116

6.3 安全系数的选定117

6.4 坝内埋管极限状态设计步骤118

6.5 算例120

6.6 与模型试验和实际工程的比较123

6.6.1 模型制作和测试124

6.6.2 试验成果与分析125

6.6.3 结论130

第七章 钢衬钢筋混凝土岔管132

7.1 钢衬钢筋混凝土岔管构造和设计原则132

7.1.1 构造132

7.1.2 设计原则与方法133

7.1.3 国外钢衬钢筋混凝土岔管模型试验134

7.2 大七孔水电站钢衬钢筋混凝土岔管设计139

7.2.1 岔管结构形式的选择139

7.2.2 钢衬厚度和钢筋用量的初步确定140

7.2.3 钢衬钢筋混凝土岔管结构应力分析141

7.3.1 模型设计与测试145

7.3 大七孔电站钢衬钢筋混凝土岔管结构模型试验145

7.3.2 试验结果与分析148

7.3.3 结论153

7.4 柴石滩水电站钢衬钢筋混凝土无梁岔管设计153

7.4.1 明钢岔管三维有限元分析153

7.4.2 钢衬钢筋混凝土无梁岔管设计155

7.4.3 钢衬钢筋混凝土无梁岔管平面有限元分析156

7.5 钢衬钢筋混凝土无梁岔管结构模型试验159

7.5.1 模型制作与测试159

7.5.2 试验成果与分析163

7.5.3 结论167

参考文献170