装配式小型混凝土重力坝设计方法及应用

摘要

装配式施工工艺始于上个世纪五六十年代，进入21世纪，装配式建筑施工工艺，从理论到施工技术和施工机具，都有了长足的发展和广泛的应用。如何将最新的装配式工程工艺，应用于混凝土重力坝建设，并在水利工程中进行实验推广，是本文的研究目的。 本文针对小水电大坝工程，对小型重力坝进行三维装配式结构设计优化，突破以往二维设计，采用新的装配设计方案，在此基础上，分析、建立装配式大坝模型，确定装配装配式模块尺寸及连接方式；使用水力学及相关专业知识，利用工程软件ANSYS对所建立的模块和装配组合的大坝进行整体结构稳定性分析和抗滑稳定分析，确定装配式水坝设计的合理性和可行性；通过对装配式水坝内部装配块之间的有限元计算和典型装配块的计算分析，进一步论证了装配式设计的合理性和可行性。 在确定设计合理和可行的基础上，采用BIM相关软件，对装配工艺进行模拟、检测和仿真施工，展示装配式设计的优点和特点，为装配式工艺，在水利水电大坝工程中的进一步应用，给出了工程设计及施工的指导意见和建议。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外主要研究成果

1.2.2 国内装配设计研究

1.3 本文研究主要内容

1.3.1 本文主要研究方法

1.3.2 本文研究对象

第二章 装配式重力坝结构设计方法

2.1 装配式结构设计方法

2.2 装配式大坝设计原则

2.3 BONE大坝结构设计

2.3.1 大坝结构块的选择

2.3.2 大坝整体结构优化及设计

2.3.3 大坝装配式三维设计

2.3.4 装配块设计

2.4 本章小结

第三章 装配式大坝整体结构计算及稳定分析

3.1 有限元分析理论与方法

3.1.1 有限元法基本原理

3.1.2 基于ANSYS的有限元法实现

3.2 装配式坝体整体结构有限元分析

3.2.1 有限元模型基本条件

3.2.2 三维坝体有限元模型

3.2.3 有限元边界条件

3.2.4 模型荷载工况

3.2.5 有限元计算结果

3.2.6 不同工况下结果对比分析

3.3 装配式大坝整体抗滑稳定分析

3.3.1 分析及计算原理

3.3.2 边界条件及模型

3.3.3 装配块摩擦系数测定

3.4 其他滑动面分析

3.5 本章小结

第四章 装配式大坝块间结构分析

3.1 考虑装配块间接触的有限元分析

4.1.1 荷载工况与有限元模型

3.2.1章节中的相同定义，模型建立的基本步骤同3.2章节

4.1.2 边界条件

4.1.3 计算结果

4.1.4 本节小结

4.2 装配块力学分析

4.2.1 装配块选取及建模

4.2.2 ANSYS分析及计算

4.2.3 计算结论

4.3 迎水面装配块论证

4.3.1装配块选取和分析

4.3.2 计算结论

4.4 本章小结

第五章 基于BIM的装配式重力坝模拟施工

5.1 装配块BIM建模

5.1.1 BIM软件选择

5.1.2 BIM三维模型设计

5.1.3 BIM三维模型组合

5.1.4 BIM模型数据统计

5.2 装配块4D施工模拟方法

5.2.1 4D施工模拟准备

5.2.2 4D模型冲突检测

5.2.3 4D施工参数设置

5.3 BONE工程施工过程模拟

5.3.1 大坝基础施工

5.3.2 坝体装配式施工

5.3.3 大坝装配完成

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢