对 于结构 复杂的水工大体积混凝土 ，无法按 杆件结构 力学法求得截 面 内力来配筋；而采 用有 限元 法分析 时 ，直接模拟钢 筋不具可操作性。将有限元法 的应 力积 分得 到的 内力结果应用到非杆 系钢筋混凝 土的 配筋计 算 公 式 中 ，进 而 可 求 出配 筋 量 。 以观 音 岩 水 电站 导 流底 孔 坝段 及 进 水 塔 结 构 为 例 ，其 整 体模 型 结 构 复 杂 、体 型 较 大、设计 水头较高 ，采 用 ANSYS软件建 立三维有限元模型 ，并利 用应力计算 结果进行 了高应 力 区的 配筋计 算。计 算过程清晰 、结果可信度高 ，供 类似 工程的设计人 员参考和探讨 。 关 键 词 ：截 面 内力 ；有 限元 法 ；配筋计算 ；应力积分 ；大体 积混凝土 中 图 法 分 类 号 ：TV431 文 献 标 志 码 ：A 1 非杆系钢筋混凝土 配筋计算原理及方法 在水 工结 构计 算 中 ，经 常 碰 到 非 杆 件 体 系混 凝 土 结构 的配筋计 算 问题 。 。根 据 《水 工 混 凝 土结 构 设 计 规 范》(SL／T191—96)附 录 H“非 杆 件 体 系 钢 筋 混 凝 土结构 的 配 筋 计 算 原 则 ”H．0．1的规 定 ：无 法 按 杆 件结 构力 学方 法求 得 截 面 内力 的钢 筋 混 凝 土 结 构 ，可 由弹性力 学 分析方 法 或试 验方 法求 得结 构在 弹性 状态 下 的截 面应 力 图形 ，再 根据 主拉 应力 图形 面 积 ，确 定配 筋 数量 。依 据规 范 ，受 拉钢 筋截 面 面积 A 应 满 足 下式 要 求 A ≥ ㈩ 式 中 ， 为 由荷 载设 计值 计算 所 得 的弹性 总 拉 力 ，T = Ab，其 中 ，A 为 弹 性 应 力 图形 中 主 拉 应 力 区 域 的 总 面 积 ，b为 结构 配筋 截 面宽 度 (在此 ，取 单 位截 面 宽度 ，即 b= 1．0)；To为混 凝 土承 担 的拉力 ，T =A。b，A。为 弹 性应 力 图形 中主拉 应 力值 小于 混凝 土轴 心抗 拉强 度设 计值 的区域 面积 (图 1中 的 阴影 部 分 )； 为 钢 筋抗 拉 强 度设 计值 ；y 为钢 筋混 凝土 结构 的结 构 系数 。 当弹性 应 力 图形 的受拉 区 高度 大于结 构截 面 高度 的 2／3时 ，式 (1)中 应取 零 。 (b) 图 1 按 弹 性 应 力 图 形 配 筋 示 惹 2 有限元方法应用于 配筋计算原理 采用 大 型通用 有 限元 软 件 ANSYS中的 结 构 模 块 和各 向同性 线弹性 材 料 本 构模 型 ，计算 得 到 混 凝 土 结 构 内部 弹性应 力场 。在 后处 理 器 中 ，选 取 高 应 力 区应 力最 大断 面 的典 型 路 径 ，进 行 应 力 路 径 积 分 。根 据弹性应力图形拉正压 负的特点 ，积分 曲线峰值 即为

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