潘傢錚全集 第五捲 水工結構應力分析 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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編輯推薦

適讀人群 ：本書主要適閤水利工程人員、結構分析人員使用，也可供大中專水利學院師生參考。
　　《潘傢錚全集 第五捲 水工結構應力分析》主要包括壓力鋼管、水工隧洞、漸變段襯砌、調壓井襯砌、彈性地基上的梁和框架、重力壩、壩內的孔口和廊道、連拱壩、拱壩和混凝土壩的溫度控製計算等內容。

內容簡介

　　《潘傢錚全集》是我國著名水工結構和水電建設專傢、兩院院士潘傢錚先生的作品總集，包括科技著作、科技論文、科幻小說、科普文章、散文、講話、詩歌、書信等各類作品，共計 18捲，約 1200萬字，是潘傢錚先生一生的智慧結晶。
　　他的科技著作和科技論文，科學嚴謹、求實創新、充滿智慧，反映瞭我國水利水電行業不斷進步的科技水平，具有重要的科學價值；他的文學著作，感情豐沛、語言生動、風趣幽默。他的科幻故事，構思巧妙、想象奇特、啓人遐思；他的雜文和散文，思辨清晰、立意深邃、切中要害，具有重要的思想價值。這些作品對研究我國水利水電行業技術進步曆程，弘揚尊重科學、銳意創新、實事求是、勇於擔責的精神，都具有十分重要的意義。
　　《潘傢錚全集》是國傢“十二五”重點圖書齣版項目，國傢齣版基金資助項目。《潘傢錚全集 第五捲水工結構應力分析》，主要包括壓力鋼管、水工隧洞、漸變段襯砌、調壓井襯砌、彈性地基上的梁和框架、重力壩、壩內的孔口和廊道、連拱壩、拱壩和混凝土壩的溫度控製計算等內容。
　　本書重點是分析計算相關水工建築物在復雜荷載作用下的應力狀態，思路清晰、邏輯嚴謹，計算公式多經編著者推導應用，即使在今天，也應是廣大水工設計人員的重要參考書。

作者簡介

　　潘傢錚（1927年11月～2012年10月），水工結構和水電建設專傢，設計大師，科普及科幻作傢，水利電力部、電力工業部、能源部總工程師，國傢電力公司顧問、國傢電網公司高級顧問，三峽工程論證領導小組副組長及技術總負責人，國務院三峽工程質量檢查專傢組組長，國務院南水北調辦公室專傢委員會主任，河海大學、清華大學雙聘教授，博士生導師。中國科學院、中國工程院兩院資深院士，中國工程院副院長，第九屆光華工程科技奬“成就奬”獲得者。

內頁插圖

目錄

總序言（路甬祥）
總前言（編輯委員會）
本捲前言（汪易森）
原版序（顧兆勛）
原版自序（潘傢錚）
編輯說明
上 冊
第一篇 壓 力 鋼 管
第一章 概述
第二章 鋼管的最小厚度及彈性穩定
第一節 為什麼要檢查彈性穩定
第二節 均勻和無限長圓筒的穩定
第三節 有剛性環圓筒的穩定
第四節 考慮支撐條件的穩定公式
第五節 通氣孔的計算
第三章 鋼管應力的近似計算
第一節 符號
第二節 鋼管的膜應力及彎麯應力
第三節 膜應力係統的基本平衡方程式
第四節 內水壓力下的應力
第五節 金屬管重下的應力
XXXII
第六節 膜應力係統的總結
第七節 在均勻內水壓力下的局部彎麯應力
第八節 支撐環的計算
第九節 最有利的b 值
第十節 總結
第四章 用彈性理論計算鋼管
第一節 近似公式適用範圍
第二節 基本平衡方程式
第三節 膜應力係統的解答
第四節 局部彎麯應力的解答
第五節 邊界條件和外力函數
第六節 鋼管在水壓力和管重下的解答
第七節 小結
第八節 規範中計算支撐環附近管壁應力公式的錶
第九節 支撐環的設計
第十節 水管部分充滿水時的應力計算
第五章 分叉管的近似計算
第一節 概述
第二節 U 形梁和腰梁計算
第三節 不對稱支管及T 形支管
第四節 小支管及人孔
第六章 埋藏式鋼管的計算
第一節 總述
第二節 中心部分斷麵上的應力
第三節 剛性環及支撐環處斷麵的應力
第四節 在分叉管處的計算
第五節 半埋藏式鋼管的計算
第六節 餘論
參考文獻
第二篇 水 工 隧 洞
第一章 隧洞的工作條件
第二章 論岩石的彈性抗力係數k
第三章 單層混凝土襯砌在內水壓力下的計算
第四章 多層襯砌在內水壓力下的計算
第五章 外水壓力及岩層應力
第六章 山石壓力及其他荷載的討論
第七章 山石壓力及其他荷載所引起的應力的計算
第八章 低拱型隧洞襯砌的計算
第九章 馬蹄形襯砌的計算
參考文獻
第三篇 漸 變 段 襯 砌
第一章 概述
第二章 在主動側壓力和均勻內水壓力作用下標準漸變段襯砌的計算
第一節 側壓力下的計算公式
第二節 內水壓力下的計算公式
第三章 在垂直山石壓力、自重和水重下標準漸變段襯砌的計算
第一節 計算原理
第二節 均布垂直壓力下的荷載項
第三節 襯砌自重下的荷載項
第四節 水重下的荷載項
第五節 按餘弦變化分布的基礎反力下荷載項
第六節 均勻反力下的荷載項
第四章 標準漸變段襯砌計算舉例
第一節 荷載閤並的計算
第二節 荷載分彆計算舉例
第五章 單拱式進口段襯砌的計算
第一節 單拱式進口段的計算原理
第二節 拱及柱的載常數的計算
第三節 拱的形常數計算
第四節 柱的形常數計算
第五節 單拱式進水口段計算舉例
第六節 關於柱腳沉陷問題的討論
第六章 雙拱式進口段襯砌的計算
第七章 方框形地下結構計算原理及舉例
第一節 無側移的框架的計算
第二節 有側移的框架的計算
第八章 剛性斜牆的計算
第一節 牆底固定的等厚斜牆
第二節 牆底鉸接的等厚斜牆
第三節 斜牆設有建築縫
第四節 斜牆的一般性解法
第五節 按文剋爾假定計算斜牆的討論
附錄 彈性地基上短梁的常數
參考文獻
第四篇 調 壓 井 襯 砌
第一章 概述
第二章 直井計算（一）
第三章 直井計算（二）
第四章 底闆計算（一）
第五章 底闆計算（二）
第六章 底闆計算（三）
第七章 筒底力矩調整
第八章 餘論
參考文獻
第五篇 彈性地基上的梁和框架
第一章 概述
第一節 問題的性質
第二節 平麵問題及空間問題
第三節 基礎梁的基本積分方程
第四節 解決基本方程的一些途徑
第五節 本篇的內容
第二章 用級數法計算彈性地基上的梁（一）
第一節 應用中點接觸條件的解法
第二節 應用變形麯綫餘麵積相等條件的解法
第三章 用級數法計算彈性地基上的梁（二）
第一節 反對稱荷載下的計算原理
第二節 幾種特殊荷載下的計算公式
第三節 混閤荷載的計算公式
第四節 例題
第四章 用郭氏法計算彈性地基上的梁
第一節 郭氏法的基本原理
第二節 荷載項的確定及應力的計算
第三節 用郭氏法計算彈性地基梁的例題
第四節 用郭氏數錶計算基礎梁
第五章 用鏈杆法計算彈性地基上的梁
第一節 鏈杆法的基本原理
第二節 基本係統的選擇及法方程的建立
第三節 日莫契金氏法的例題
第四節 用利文氏法求解地基梁
第五節 用簡支梁為基本結構的解法
第六節 邊荷載和鄰接建築物的影響
第六章 用蔡氏法計算彈性地基上的梁
第一節 蔡氏法原理簡述
第二節 平麵問題
第三節 空間問題
第四節 蔡氏法的其他若乾問題
第七章 彈性地基上框架的計算
第一節 用鏈杆法計算彈性地基框架
第二節 用常數法計算地基框架的原理
第三節 對稱單跨框架在對稱荷載下的計算（一）
第四節 對稱單跨框架在對稱荷載下的計算（二）
第五節 對稱單跨框架在反對稱荷載下的計算
第六節 多跨框架的計算
第七節 用蔡氏法計算單跨框架
第八章 特殊的彈性地基梁的計算
第一節 長梁的計算——平麵問題
第二節 長梁的計算——空間問題
第三節 剛性基礎梁的計算
第四節 考慮水平剪力影響的基礎梁計算法——劉氏法
第五節 其他特殊問題
參考文獻
下 冊
第六篇 重 力 壩
第一章 概述
第二章 計算假定和荷載
第三章 荷載組閤及穩定計算
第四章 水平斷麵上的正應力、剪應力和壩麵主應力的計算
第五章 垂直斷麵上正應力的計算
第六章 剪應力和垂直麵正應力的幾何解法
第七章 主應力的計算和結果錶
第八章 求σy 公式的推導
第九章 計算錶格及實例
第十章 用基本因素法計算重力壩
第十一章 重力壩應力的非綫性分析——擬闆法的原理
第十二章 邊界值的確定
第十三章 擬闆計算
參考文獻
第七篇 壩內的孔口和廊道
第一章 概述
第二章 圓孔應力分析的理論
第三章 壩體中圓孔應力的計算
第一節 受垂直應力Tx 及Ty 作用
第二節 孔內均勻靜水壓力p
第三節 溫度應力
第四節 沒有配筋的情況
第四章 壩體圓孔應力計算舉例
第五章 標準廊道的計算
第六章 用復變函數法計算孔口應力集中
第一節 復變函數的概念
第二節 應力函數、應力、位移和邊界條件的復變函數錶示
第三節 各種形狀的孔口映射為單位圓的概念
第四節 用幕斯黑列什維裏氏法計算孔口應力集中的步驟
第七章 矩形及橢圓形孔口的計算
第一節 橢圓孔的計算
第二節 正方形孔的計算
第三節 矩形孔的計算
第八章 靠近壩麵的圓孔
參考文獻
第八篇 連 拱 壩
第一章 概述
第二章 拱圈的計算公式
第三章 拱端常數及用係數計算
第四章 垛頭計算
第五章 垛壁計算
第六章 彈性穩定（縱嚮撓麯）
第七章 地震應力
參考文獻
第九篇 拱 壩
第一章 概述
第二章 圓筒法
第三章 純拱法中的拱和基礎常數
第四章 計算彈性拱的一般性理論
第五章 變截麵圓拱的計算
第六章 等截麵圓拱的計算
第七章 簡易試載法
第八章 試載法概述
第九章 基本理論和公式
第十章 準備工作
第十一章 徑嚮調整
第十二章 切嚮調整
第十三章 扭轉調整
第十四章 再調整
第十五章 應力計算
第十六章 模型試驗
參考文獻
第十篇 混凝土壩的溫度控製計算
第一章 概述
第二章 解決混凝土溫度問題的措施
第三章 熱傳導原理和計算資料
第四章 混凝土的澆築溫度和最高溫升計算（一）
第五章 混凝土的澆築溫度和最高溫升計算（二）
第六章 堤壩的天然冷卻——數學解法
第七章 堤壩的天然冷卻——數值解法
第八章 人工冷卻——圓筒散熱問題
第九章 長期穩定溫度變場的計算
第十章 關於堤壩溫度計算的總結
第十一章 溫度應力計算
第十二章 數值解法舉例
附錄貝塞爾函數錶
參考文獻
本捲附錄 本書錶述工程計量單位與法定計量單位關係錶

前言/序言

　　本捲前言

　　潘傢錚院士早年編著的《水工結構應力分析叢書》全套由十個分冊組成，分彆是《壓力鋼管》《水工隧洞》《漸變段襯砌》《調壓井襯砌》《彈性地基上的梁和框架》《重力壩》《壩的孔口和廊道》《連拱壩》《拱壩》和《混凝土壩的溫度控製計算》。上海科技衛生齣版社於1958年至1960年間第一次印刷齣版時，雖然發行僅4000套（冊），卻是我們這批60年代參加工作的水工結構專業大學生的至愛，枕頭下、書桌旁最容易翻弄的地方，往往放著這套叢書，碰到結構難題，從這套叢書裏有些可以很明確地找到答案，有些則可以找到分析解決問題的思路。可以說，這套叢書既是工程力學的指導書，也起到設

　　計計算手冊的作用。

　　我於20世紀60年代末、70年代初進入原上海勘測設計院新安江續建工程現場設計組（該院於“文革”期間下放，後恢復重建為華東勘測設計研究院和新上海勘測設計研究院），接到主編本捲任務後，為進一步瞭解20世紀50年代潘傢錚院士編寫這套應力叢書的背景情況，最近先後采訪瞭多位和潘傢錚院士同年代的原上海勘測設計院的老同事，據他們迴憶，這套叢書齣版時，潘傢錚院士任原上海勘測設計院新安江工程設計副總工程師，但此前他已先後參加和主持過黃壇口、流溪河等工程設計工作，1954～1955年在北京水電總局工作期間他又大量接觸過國外水工設計資料，他精於力學、善於思考、融會貫通，對於工程設計中發現的疑難問題從不輕易放過，往往能夠通過對工程疑難問題的鑽研，從結構力學和彈性力學角度總結齣具有理論根據的計算方法，不但解決瞭工程設計計算問題，而且帶動和提升瞭周圍同誌的設計水平，這套叢書就是當年他在原上海勘測設計院給水工設計人員開辦技術講座的講義基礎上總結編寫而成的，當時將連續介質離散化為有限單元集閤的有限元計算模型尚未提齣，大型水工建築物荷載和應力情況十分復雜，如何將一般的結構力學和彈性力學分析方法應用到大型水工建築物設計中去，是許多設計人員麵臨的難題，潘傢錚院士編著的這套叢書彌補瞭這一缺陷，因而得到廣大設計人員的好評。這套叢書重點是分析計算相關水工建築物在復雜荷載作用下的應力狀態，思路清晰、邏輯嚴謹，計算公式多經編著者推導應用，即使在今天，也應是廣大水工設計人員的重要參考書。

　　《壓力鋼管》編寫時我國尚無自編規範，書中內容主要按照當時使用的前蘇聯規範編寫，除對規範中使用的公式來源進行詳細說明和推導外，還補充瞭部分規範外的內容以啓發讀者思路。其中鋼管最小厚度及彈性穩定分析、鋼管應力計算、用彈性理論計算鋼管、分岔管計算和埋藏式鋼管計算等章節中的理論和公式推導可幫助我們增加對現代規範附錄中關於明管、地下埋管、壩內埋管、壩後背管和岔管分析計算方法的理解，前蘇聯規範中相當部分內容經過幾十年使用未發現原則問題，故閤理部分均在我國後續水電站鋼管編製中得以保留，所以將本書作為現行規範中結構力法和彈性力學法計算鋼管結構的補充教材是十分有益的。

　　《水工隧洞》主要包括隧洞的工作條件，岩石的彈性抗力係數，單層混凝土襯砌在內水壓力下的應力計算，多層襯砌在內水壓力下的應力計算，外水壓力及岩石應力，山石壓力及荷載，山石壓力及其他荷載引起的應力計算，低拱形隧洞襯砌計算和馬蹄形襯砌計算等部分。作者從最簡單問題開始層層鋪開隧洞應力分析全部內容，將荷載、計算條件和采用結構力學和彈性力學法如何進行計算進行瞭詳細的闡述，使人有一種讀此書如同讀推理小說一樣的感覺。岩石和隧洞襯砌上的接觸力實際上是難以準確計算的荷載，書中將洞頂襯砌上接觸力稱為山石壓力，作用在兩側的稱為岩石側壓力，現代規範中統稱圍岩壓力（或鉛直圍岩壓力和側嚮圍岩），在總結幾十年國內外工程經驗基礎，我國水電和水利的水工隧洞設計規範均提齣瞭圍岩壓力計算的相應規定，指齣圍岩作用在襯砌上的荷載應根據圍岩條件橫斷麵形狀和尺寸、施工方法以及支護效果確定。建議結閤水電和水利的水工隧洞相應規定閱讀本書，可以加深理解。需要指齣的是，隨著1962年新奧法問世，50年代將隧洞圍岩和襯砌分開考慮的設計思路，已轉換成按連續介質力學原理將圍岩和支護看作共同受力變形整體進行計算分析的有限元計算設計思路，但幾十年隧洞的設計和運行說明，結構力學方法（包括襯砌邊值法、假定反力圖形、封閉框架、剛構等法）、彈性力學方法、邊界元法、有限元法等方法都各有適用條件，采用哪種方法應根據具體工程的圍岩條件，綜閤各種因素選定，這樣可以更接近襯砌結構的實際運行條件。

　　《漸變段襯砌》主要講述隧洞進、齣口和閘門等建築物之間連接過渡段的襯砌計算問題，最後也將其擴展到土石壩的剛性斜牆計算中。《調壓井襯砌》主要介紹常用的圓形斷麵形式調壓井的大井襯砌計算，即埋設在圍岩中的鋼筋混凝土圓筒井壁和置於彈性地基上的圓闆計算，這種計算方法也可推廣到一般地下結構的圓筒和圓闆的計算中。目前，混凝土和鋼筋混凝土襯砌的計算均納入水工鋼筋混凝土結構設計規範中，僅在水工隧洞設計規範中仍保留有混凝土和鋼筋混凝土襯砌和預應力混凝土襯砌相關內容，由於地下工程中的圍岩壓力和基岩彈性抗力難以確定，所以閱讀本書可以瞭解到，采用相對閤理的計算假定和經過實際工程驗證的近似計算同樣能用結構力學和彈性力學法解決一些復雜的工程襯砌計算問題。

　　《彈性地基上的梁和框架》較全麵地總結瞭20世紀30年代後齣現的用半無限大連續彈性體理論解彈性地基梁和框架的近似計算法，即假定地基是半無限大的連續體，用材料力學公式計算梁和框架的變形，用彈性理論計算地基沉陷，根據接觸條件及平衡條件確定地基反力，從而解決瞭梁下地基反力難以確定問題，計算精度遠高於采用文剋爾理論的計算結果。書中除重點介紹瞭級數法、郭氏查錶法（郭爾布諾夫—波薩多夫方法）、鏈杆法外，還介紹瞭我國蔡四維教授提齣的蔡氏法，即根據梁與地基間的作用力計算地基沉陷後，直接由地基沉陷等於基礎梁變形條件計算梁的彎矩，使計算工作得到較大的簡化。由於本書附錄瞭大量實用計算錶格，可以直接采用進行計算，因此對於水利、水電工程中大量置於基礎上的梁和框架的計算來說，本書至今仍可以起到一本好的設計手冊的作用。

　　《重力壩》和《壩內的孔口和廊道》兩書是在總結我國建國初年黃壇口和新安江工程重力壩設計基礎上寫成的，書中附入的部分設計方法（如重力壩書中第十章用基本因素法計算重力壩）和部分計算錶格也反映瞭原上海勘測設計院水工室水工設計人員的勞動和智慧。

　　《重力壩》講述重點是壩體的應力計算，讀者可與混凝土重力壩設計規範中的“壩體斷麵設計”一節對照閱讀。重力壩應力分析方法可分為材料力學法、彈性理論解析法、彈性力學差分法和有限元法，由於材料力學法有長期應用經驗和相應配套的安全判彆標準，對於一般中、高重力壩，按照規範要求進行設計，其運行安全可以得到保證，但對於高壩和超高壩，規範規定還應采用有限元法進行計算。所以，《混凝土重力壩設計規範》上推薦的應力分析方法是材料力學法和有限元法。需要說明的是，對於地質條件較差的重力壩段，其抗滑穩定問題往往成為設計中的一個突齣問題，如果計算不滿足規範要求的安全係數，還要采取工程措施解決，但由於本書是以結構應力分析為主的書籍，對於重力壩抗滑穩定問題說得不多，作者在後續的《重力壩》專著中另有詳細論述。

　　《壩內的孔口和廊道》介紹瞭在一般壩工結構書中很少述及的孔口應力計算問題，混凝土重力壩中由於孔口的存在往往産生局部應力集中，引發裂縫，雖然有限元計算方法中已可將孔口和廊道進入模型進行應力計算，但通過對本書介紹瞭的一些近似計算方法和資料的閱讀，將有利於設計人員增加對孔口布置和計算的認識。
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