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硕士学位论文 水石门拱坝体形优化研究，共72页，32576字。
摘 要
拱坝是一种安全性和经济性均较优越的坝型，在我国有着广阔的发展前景。拱坝体形优化是拱坝设计的关键问题之一。开展拱坝体形优化方法的研究，对提高拱坝的安全度和降低造价，对提高拱坝设计水平具有重要意义。
农村小水电项目数量众多，项目的可行性研究和设计工作大多由市县水利设计单位承担，受技术水平和计算机软硬件条件的限制，拱坝设计以拱梁分载法为主。开展以拱梁分载法为基础的拱坝体形优化研究，在计算精度与设计工作量之间寻找平衡点。
本文以结构优化设计理论为基础，在国内外研究成果基础上，考虑拱坝体形特点和受力特性，对拱坝体形优化问题进行了研究，具体做了以下四方面的研究工作：
（1）研究拱坝拱圈形式。三心圆拱和抛物线拱是常见的拱圈形式，对数螺旋拱圈在减少坝体体积、改善坝体应力分布、增加拱座稳定等方面具有较强的优势。
（2）探讨单目标优化与双目标优化问题，选择以坝体积最小为优化目标，以坝体最大拉应力作为主要约束条件，在满足一定安全度的条件下减少坝体体积。
（3）探讨拱梁分载法与有限元法。提出农村小水电项目的拱坝设计采用拱梁分载法是一种实用方法，既符合现行混凝土拱坝设计规范的要求，而且计算所需的基础数据少，设计周期短，计算成果可信度高。
（4）以水石门拱坝为实例，选择对数螺旋拱圈，以拱梁分载法为基础，用浙江大学拱坝分析与优化软件系统进行拱坝应力分析和体形优化，提出水石门拱坝体形优化方案。
下一步的研究工作将对水石门拱坝选择抛物线拱或其他线型拱圈进行拱坝应力分析和体形优化，与对数螺旋拱圈的体形进行方案比较。
关键词：拱坝 体形优化 拱梁分载法

目 录
摘 要 I
Abstract II
1 绪论
1.1 拱坝体形优化研究的意义 (1)
1.2 拱坝体形优化研究现状及问题的提出 (3)
1.3 论文的主要工作 (5)
2 最优化的基本原理和方法
2.1 概述 (6)
2.2 优化问题的求解方法分类 (7)
2.3 优化方法 (8)
2.4 小结 (11)
3 拱坝体形设计与优化
3.1 拱坝体形 (12)
3.2 拱坝体形优化设计方法概述 (14)
3.3 数学模型优化方法 (15)
3.4 柔度系数评估拱坝安全度 (20)
3.5 小结 (22)
4 拱梁分载法分析应力
4.1 概述 (23)
4.2 基础变位计算 (26)
4.3 悬臂梁和拱圈计算 (28)
4.4 坝体应力计算 (31)
4.5 小结 (36)
5 有限元技术在拱坝体形优化中的应用
5.1 应用有限元技术求解工程结构问题 (37)
5.2 坝基与坝体参数化建模 (38)
5.3 ANSYS软件的应用 (40)
5.4 有限元等效应力法 (43)
5.5 小结 (44)
6 工程实例
6.1 工程概况 (45)
6.2 拱坝体形设计 (46)
6.3 坝体应力计算 (49)
6.4 优化成果 (53)
6.5 小结 (55)
7 总结及展望 (56)
致 谢 (57)
参考文献 (58)
附 录 (62)