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随着科技的发展,拱坝在水利水电建设中已成为一种越来越重要的坝型,在水利水电建设中占有非常突出的地位,它以结构合理、体型优美、安全性高、经济性优越而被国内外广泛采用。但由于拱坝自身特殊的空间壳体结构,其几何形状和边界条件都很复杂,应力状态也比较复杂,用手工计算时耗时长,误差大,且难以找到安全性高、经济性均较优越的拱坝体形。因此,探索拱坝体形优化设计的方法及坝体应力有限元分析方法,对拱坝的工程设计和施工都具有举足轻重的作用。目前,用于拱坝的应力分析方法主要有拱梁分载法和有限元法。拱梁分载法计算数据相对减少,计算速度较快,计算成果较直观,便于用于坝体体形优化设计。有限元法理论上比拱梁分载法完善和先进,是相对精确的一种方法,计算功能也远比结构力学方法强,它可以处理拱梁分载法许多难以处理的问题,可以考虑大孔口、复杂基础、重力墩等不规则外形等。本文主要工作为:在查阅大量国内外资料的基础上,对拱坝的发展状况、应力分析方法、拱梁分载法及有限元分析方法的现状进行了总结和评述;推导了拱梁分载法及有限元法的基本公式,研究了拱坝有限元等效应力计算及应用;结合某工程实际,拟定五种不同水平拱圈型式的拱坝体形,采用拱梁分载法,以浙江大学ADAO拱坝优化软件为平台,对拱坝进行优化设计;采用有限单元法分析原理,以有限元计算软件ANSYS为平台,对拱坝应力和位移进行计算。计算成果表明采用拱梁分载法+三维有限元法的拱坝计算方法能有效寻找安全性高、经济性较优的拱坝体形。