混凝土拱坝设计规范修编中若干问题的研究

摘要

中国现行电力行业标准SD 145-85《混凝土拱坝设计规范》采用容许应力法进行设计,这种设计方法忽视了作用和抗力的随机性,以单一的安全系数衡量拱坝的安全,同时安全系数的概念也不够明确,带有人为的因素.采用以可靠度理论为基础的极限状态设计法可以克服以上缺点,更全面的考虑影响结构可靠性各因素的变异性,用结构的失效概率来衡量结构的可靠度水平,根据工程结构的不同特点来适当的划分和选择安全级别,合理的选择各个分项系数,以便更好的处理结构安全和经济之间的矛盾,为实现优化设计,在安全与经济之间选择最佳平衡创造了条件.目前,在水利水电规划设计总院的主持下,SD 145-85正在按GB 50199-94《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》关于概率极限状态设计法的有关规定进行修编.国家电力公司成都勘测设计研究院为SD 145-85修编的主编单位,并于2002年1月提出了《拱坝规范修编专题报告》.然而《拱坝规范修编专题报告》在拱坝混凝土强度标准值、分项系数设计表达式中各分项系数的取值和坝体可靠指标计算方法上存在一些不足之处或不够完善的地方.基于此,作者广泛的搜集国内外相关资料和研究成果,在这些方面开展了一系列研究工作,其主要研究成果如下:(1)在规范的修编过程中,首先要确定的是拱坝混凝土强度等级的定义.现行水工方面的有关规范对拱坝混凝土强度等级的确定原则是不一致的.针对这一情况,该文从混凝土试件标准尺寸,混凝土强度等级保证率提高到95﹪对材料用量、抽样检验错判概率和拱坝混凝土耐久性的影响,龄期的确定这三个方面的讨论了拱坝混凝土强度等级与DL/T 5057-1996相协调的可行性.认为这种做法是值得推荐的.(2)根据已搜集到的国内外拱坝规范、混凝土强度试验和相关文献,通过分析比较,提出了能反映拱坝混凝土强度特性的强度标准值取值方案;按照GB 50199-94原则,给出了极限状态设计表达式中各分项系数的取值方案,通过计算表明,该极限状态设计表达式所包含的安全度水平与SD 145-85的容许应力设计法的设计表达式所包含的安全度水平具有较好的一致性.(3)通过对现有拱坝坝体可靠指标计算方法的比较研究,发现这些计算方法在不同程度上都存在一些缺陷或不足之处.并提出了基于人工神经网络和蒙特卡罗法的拱坝坝体可靠指标计算方法,在计算过程中,探讨了在设计验算点未知时人工神经网络输入参数的选择,通过计算实例表明,该文提出的输入参数选择方法能使神经网络有效的模拟设计验算点附近的功能函数,计算结果精度较高.

目录

文摘

英文文摘

郑重声明

第1章绪论

1.1拱坝的发展简介

1.2研究的背景和问题的提出

1.3研究的目的和主要内容

第2章拱坝混凝土强度等级的确定

2.1引言

2.2国内外拱坝规范关于拱坝混凝土强度等级的规定

2.3拱坝混凝土强度等级的划分

2.4本章小结

第3章拱坝混凝土强度标准值的确定

3.1引言

3.2各国规范及研究者对拱坝混凝土抗压强度标准值的定义

3.3拱坝混凝土抗压强度标准值的取值方案

3.4各国规范及研究者对拱坝容许拉应力及抗拉强度标准值的规定

3.5拱坝混凝土抗拉强度标准值的确定

3.6本章小结

第4章极限状态设计表达式中的分项系数的确定

4.1引言

4.2容许应力设计法的设计表达式

4.3极限状态设计表达式中分项系数的确定

4.4本章小结

第5章混凝土拱坝坝体可靠指标计算方法的研究现状及存在的问题

5.1引言

5.2现有混凝土拱坝坝体的可靠指标计算方法简介

5.3现有混凝土拱坝坝体的可靠指标计算方法的评述

5.4本章小结

第6章混凝土拱坝坝体可靠指标计算方法的研究

6.1引言

6.2 BP神经网络算法和改进的BP神经网络算法的基本原理

6.3蒙特卡罗法的基本原理

6.4 BM方法及其精度验证

6.5拱坝坝体的可靠指标计算

6.6本章小结

第7章结束语

7.1结论

7.2需进一步研究与完善的地方

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致 谢