[发明专利]强震区混凝土坝配筋加固方法及装置

说明书

本发明实施例提供的一种强震区混凝土坝配筋加固方法及装置，该方法包括：通过第一有限元模型获取大坝损伤因子集合，根据所述大坝损伤因子集合判断大坝是否存在裂缝贯穿风险；若判定所述大坝存在裂缝贯穿风险，通过第二有限元模型获取大坝的主应力集合和正应力集合；根据所述主应力集合确定加固区域集合，根据所述正应力集合获取所述加固区域的最大内力值，并根据所述最大内力值和钢筋的抗拉强度设计值确定所述加固区域的配筋量，将所述配筋量发送至预设终端，以使加固人员根据所述配筋量对所述加固区域进行加固，解决了强震条件下坝体出现裂缝贯穿性裂缝的问题。

技术领域

本发明涉及水利水电工程仿真领域，尤其涉及一种强震区混凝土坝配筋加固方法及装置。

背景技术

大体积混凝土被广泛应用于水利水电、西电东送和交通等基础设施建设中，特别是混凝土坝更被广泛应用在水库等基础设施建设中。

混凝土坝在强震作用下有可能出现上下游贯穿性损伤开裂，如中国的新丰江重力坝头部折破部位在地震作用下形成了贯穿性裂缝，裂缝以上形成的独立块体有滑动失稳风险，因此需要进行提前进行配筋加固，避免贯穿性裂缝的产生。

然而，目前各国规范中，对强震条件下如何对混凝土坝进行配筋加固进而避免溃坝风险，仍没有可操作的定量方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种强震区混凝土坝配筋加固方法及装置，以解决强震条件下坝体出现贯穿性裂缝的问题。

第一方面，本发明提供一种强震区混凝土坝配筋加固方法，包括：

获取大坝混凝土的抗拉强度；

根据有限元前处理软件建立混凝土坝的第一有限元模型，根据所述第一有限元模型，计算最大可信地震波时程对应的大坝损伤因子集合，根据所述大坝损伤因子集合判断大坝是否存在裂缝贯穿风险；

若判定所述大坝存在裂缝贯穿风险，则采用线弹性模型作为坝体材料，建立第二有限元模型，根据所述第二有限元模型，计算与所述最大可信地震波时程对应的大坝的主应力集合和正应力集合，获取所述主应力集合中所有主应力大于所述混凝土的抗拉强度的主应力作为风险主应力集合，所述风险主应力集合对应的大坝区域作为加固区域集合，其中，所述正应力的方向平行于上下游坝面线的方向；

根据所述正应力集合获取所述加固区域的最大内力值，并根据所述最大内力值和钢筋的抗拉强度设计值确定所述加固区域的配筋量；

将所述配筋量发送至预设终端，以使加固人员根据所述配筋量对所述加固区域进行加固。

在一种可能的设计中，所述将所述配筋量发送至预设终端，以使加固人员根据所述配筋量对所述加固区域进行加固之后，还包括：

根据所述第一有限元模型，计算所述最大可信地震波时程对应的加固后的大坝损伤因子集合；

若根据所述加固后的大坝损伤因子集合判定所述大坝存在裂缝贯穿风险，则增加配筋量。

在一种可能的设计中，所述增加配筋量之后，还包括：

根据所述第一有限元模型，计算所述最大可信地震波时程对应的增加配筋量后的大坝损伤因子集合；

若根据所述增加配筋量后的大坝损伤因子集合判定所述大坝不存在裂缝贯穿风险，则不再增加配筋量。

在一种可能的设计中，所述根据所述最大内力值和钢筋的抗拉强度设计值确定所述加固区域的配筋量，包括：

若所述最大内力值为M(max)，所述钢筋的抗拉强度设计值为F，每个钢筋的截面面积为S，则所述加固区域的配筋量N为：

N＝M(max)/F*S。