Adao使用说明书Word格式.docx
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在几何约束方面，除一般考虑的坝厚、中心角、倒悬度等约束之外，还制定了一整套严格的常规体形要求的约束条件，如坝面凸性约束，拱圈厚度变化约束，和梁厚非颈缩约束等。
ADAO概要
──试载法模式下的各种分析方法齐全
·
三向调整法
三向调整＋2M法
四向调整法
五向调整法
★全调整法
──静动力、非线性分析功能齐备
常规静力分析
常规静力分析+拟静力法地震应力分析
★响应谱法地震应力分析
★分期浇筑、分期封拱、分期蓄水条件下的全过程应力分析
★静力非线性分析（含超载条件下的非线性全过程分析）
──拱型曲线库完备
单心、双心、三心等厚、变厚圆拱圈
抛物线拱圈
对数螺旋线拱圈
悬链线拱圈
·
椭圆拱圈
★新型的混合线型拱圈（圆锥曲线族、对数螺旋线和悬链线的混合形式）
──优化方法先进有效
·
高效的约束变尺度法
一维搜索的监控技术
约束条件全面合理
★用可性域扩展技术和智能选点方法处理失效的迭代过程
──体形优化可用于棱形河谷，也可适用于非棱形河谷
──坝顶开口条件下的应力分析
──最大网格密度：
十拱二十三梁（根据用户需要可以增加到十五拱以上）
──可考虑拱梁之间泊桑比效应的影响
──可考虑坝体扬压力的影响
──能够按照混凝土拱坝设计规范（1985规范、2003规范）所推荐的公式计算温度荷载
──可以对坝体和基础的不同区域指定不同的材料性质
──输入数据量少，坝基的Vogt系数等均由软件自动计算
──便利的后处理功能
分析结果图形化、汉化、表格化
可显示并绘制结构图、主应力图、等应力线图等
★可输出详尽的施工放样点坐标
──适用机型及操作系统：
一般微机，WindowsXP、Win7等操作系统。
2ADAO输入数据与软件使用的总体说明
ADAO在运行时由对话框的选项或输入数据，控制、选择软件的执行功能，既可用于拱坝应力分析，也可用于拱坝优化设计，以及计算机辅助下的手工体形调整。
ADAO推出了两种不同形式的版本，其一是一次性转让版本，用户需以相对较高的价格才能获得该版本的使用权，而今后在使用过程中则不再受到限制；
其二是付费使用版本，用户可用相当低的价格获得该版本的使用权，而相应地，在今后的使用过程中则会受到一定的限制，即所应用的每一个拱坝工程均需向软件研制者通报，索取相应的使用口令，并交纳软件使用费。
在运行软件的拱坝应力分析功能时，需要读入一个数据文件，用于描述拱坝体形、材料特性、荷载条件和计算要求等。
该文件的文件名由用户任取，而文件的扩展名则由软件系统规定为.CAS。
在运行软件的拱坝优化功能时，也需要以同样的格式读入.CAS文件，其中所描述的体形为优化的初始体形；
另外还需读入一个文件名与.CAS相同、规定扩展名为.OPT的文件，用于选定优化的体形模式、约束指标和坝肩地形条件等。
系统提供了和两个数据文件，供用户填写.CAS和.OPT文件时参考。
程序系统的应力分析结果存放于.STS文件中，应力等图形的AutoCAD接口文件存放于.DXF文件中，优化方案新体形的设计变量存放于.VAR文件中，与优化体形方案相应的.CAS文件以及优化体形的轴线位置存放于.NEW文件中，优化的迭代过程存放于.ITR文件中，输入数据的复核检查文件存放于.CHK文件中。
这些输出文件的文件名均与输入数据文件名相同，扩展名由软件系统取定。
对于付费使用的版本，系统会自动地将用户所使用过的口令记录于文件中，以确保用户对每个应用工程仅需回答一次使用口令。
在.CAS和.OPT数据文件中，程序系统规定凡是第一列为＃的行均被视为注释行，在数据输入时被略去。
用户在使用程序系统之前，必须先根据工程条件准备好.CAS文件（用于优化时还须.OPT文件）。
ADCAS＆ADOPT各种数据文件的含义总结如下：
.CAS──应力分析的输入文件
.STB──坝肩稳定分析的输入文件
.OPT──优化的附加输入文件
.STS──应力分析结果文件
#分层小块体法坝肩稳定分析_左岸.TXT──分层小块体法左坝肩稳定分析成果
#分层小块体法坝肩稳定分析_左岸.TXT──分层小块体法右坝肩稳定分析成果
#放样坐标.XYZ──坝体（横缝）施工放样坐标
.DXF──应力等图形的AutoCAD接口文件
.VAR──优化体形设计变量文件
#优化.CAS──相应于优化体形方案的.CAS文件
.ITR──优化迭代过程文件
.ECH──输入数据的复核检查文件
（以上文件均为文本文件）
──记录已被系统接受的用户使用口令（仅限于付费使用的用户）
程序系统规定的坐标系如下：
整体坐标系的X轴沿水平面指向右岸，Y轴铅直向下，Z轴沿水平面指向下游。
应力分析的输入／输出数据所取用的整体坐标系以拱冠梁剖面作为其OYZ坐标平面。
因OXYZ坐标系随坝轴线的变动而变动，故在优化中另取坐标系O'
X'
Y'
Z'
，O'
各坐标轴的基本朝向同上，此坐标系用于描述坝肩地形和确定坝体位置，应力分析的输出结果数据大多由局部坐标系oxyz所描述，x轴沿坝体局部点上的拱圈中心线切向指向右岸，y轴铅直向下，z轴沿坝体局部点上的拱圈中心线法向指向下游。
软件打开运行时，以十分醒目的方式，郑重提醒用户：
软件并不能替代设计人员的经验，
软件只能起到辅助的作用，
使用者必须要有自己的设计经验和理性判断：
包括——对设计规范的全面理解；
——对设计参数的合理取值；
——对坝基嵌深的恰当选择；
——对合理体型的正确把握，等等……
软件开始运行时，请先在“文件”菜单中选择工作目录及文件名，然后在“功能选择”菜单中选择所需的功能：
“功能选择”菜单的子菜单：
“设计方案”、“优化方案”分析子菜单的对话框：
“体形优化设计”子菜单的对话框：
软件数据输入的对话框如下，对话框具有动态帮助的功能。
对话框中的“输入项”代表一组输入变量。
在输入时动态地显示输入项及输入变量的有关说明及建议值等。
对话框中还有“本页输入：
详尽→简化”或“本页输入：
简化→详尽”的按钮，可以在“简化输入”与“详尽输入”之间进行切换。
在“简化
输入”情况下，软件自动地给出某些建议值，同时相应的输入框被置为灰色。
软件在运行应力分析功能时，将首先弹出对话框提问输出量的级别（建议值为1）。
输出量的级别的含义如下：
=1（希望输出简略时的选择）。
此时屏幕上仅有少量输出信息，输出文件.STS的内容比较简洁，仅给出坝体集合信息及主应力成果；
=2（希望输出较详细时的选择）。
此时屏幕上仅有少量输出信息，输出文件.STS中的内容齐全，包括坝体几何信息、坝面主应力、坝面拱梁应力、结点温度荷载、拱梁内力、位移、拱梁分载等；
=3（希望输出详尽图形或作输入数据检查时的选择）：
输出文件.STS中的内容齐全，屏幕上可显示坝体剖面图、应力图和位移图等，并可形成AutoCAD的图形接口文件.DXF，系统会有若干提问以控制或拷贝图形；
=4（输入数据检查时的选择）：
有时输入数据出错导致软件运行中断而未能发现错在何处，此选择可以显示系统的一些计算过程，可帮助用户找到错误之所在，以及供研制者调试程序时使用，系统将会有若干次暂停，以便使用者有足够的时间观看屏幕上的内容。
对于体形优化和计算机辅助下的手工体形调整，系统不提问输出量的级别而自动取为1。
在完成了上述的交互输入之后，对于付费使用的版本，系统将从输入数据中抽取工程的特征参数，将它与文件中已有的口令所对应的特征参数进行匹配。
若不能匹配，则系统向屏幕输出该工程的特征参数，在这种情况下，用户需要向系统研制者通报这些特征参数，并索取相应的使用口令以回答系统的提问，否则系统将无法正常运行。
作应力分析时，坝面上最大最小主应力结果的摘要将显示于屏幕上，其中封拱阶段0代表第一次封拱时的初始状态；
方括号中的U代表最大主应力出现在上游坝面，D代表最大主应力出现在下游坝面，R代表最大主应力出现在第层拱圈，拱圈序号以顶拱为1向下编排，C代表最大主应力出现在第条梁，梁的序号以拱冠梁为0，左岸侧为负、右岸侧为正依次编排。
作体形优化时，在开始时将出现如下的三个对话框，给出优化初始方案的设计变量值，并允许对这些设计变量值进行变更，其中选择框“√”是否选上，代表相应的项是作为设计变量还是作为设计参数（设计参数在优化过程中取为定值）。
这些设计变量或设计参数决定了沿高程作线性、二次或三次变化的体型参数。
必要时，可改选B样条来拟合各高程上的设计变量或设计参数，此时，沿高程所选取的设计变量或设计参数的个数超过4个。
下图为优化迭代时屏幕显示的界面，其中“当前迭代超限应力约束概要”中给出超限应力的位置及大小：
第一个数代表工况号（0代表自重应力）；
“U”、“D”和“I”分别代表“上游坝面”、“下游坝面”和“内结点”（即非基础结点），“@”所在行给出独立坝段抗倾覆的安全系数；
第二个数代表梁号；
第三个数代表拱号；
第四个数代表应力值。
屏幕右上方给出迭代序列的概要，其中最紧约束值代表在当前迭代点上违反最严重的约束值，且这些约束值按约束的最大最小允许值作归一化。
在“窗口”菜单中，提供了“约束向量”和“分析优化模块”两种窗口可供切换，下图所示的是“分析优化模块”窗口。
在“约束向量”窗口中给出了当前排序靠前的一些约束值及相应的约束名称与位置（约束名称后面的数字，2位数时表示拱号，3位数时表示结点号，结点号从左岸起自上而下、自左而右依次编排）。
约束向量的次序除了第一个固定为“坝体方量约束”外，其余是根据初始方案的约束违反程度排列的，迭代过程中依据一定的准则对约束向量重新排序。
3 应力分析输入数据文件.CAS填写说明
标题行
本行的第1至第80列被读入作为该计算项目的标题，中西文均可。
分析结果的报告文件中将包含此标题，以利于识别。
主控行
主控行中的各主控参数将控制着程序的运行功能和后续输入数据项的取舍。
【数据格式】
主控行中包含14个整数：
NARCH，NCANTI，MODEL，IAD，ITH，NVIRT，ITEM，IPSN，IWP，IDFBL，IUNIT，INON，IDYN，IOPT
格式说明：
自由格式。
即规定本输入项可用一行或一行以上的数据输入，同一行各数据之间可用逗号或空格作为其分隔符。
【参数说明】
1、NARCH：
分析计算中所选用的拱梁网格的拱圈数目（不含拱冠梁底部高程上的拱圈），≤15。
2、NCANTI：
可以填1、3、5或7，整数。
建议值：
3。
=1、3、5或7时，各边梁是从各条拱的拱端向上剖切而来的，其拱梁网格的悬臂梁数目为2*（NARCH-1）+NCANTI。
=1时规定在河床上只设置一条梁，即拱冠梁。
=3、5或7时，规定在河床上设置3、5或7条梁，中间一条为拱冠梁。
3、MODEL：
可填1～5，用以选择分析方法。
=1三向调整法。
=2三向调整＋2M法。
=3四向调整法。
=4五向调整法。
=5全调整法。
建议值为5。
4、IAD：
可填-2～7，用以选择拱圈线型。
=－1用上下游面圆弧描述的单心等厚圆拱圈。
=－2用上下游面圆弧描述的五心变厚圆拱圈。
=1用中心线圆弧描述的单心等厚圆拱圈。
=2用中心线圆弧描述的五心变厚圆拱圈。
=3用中心线描述的抛物线型拱圈。
=4用中心线描述的对数螺旋线型拱圈。
=5用中心线描述的悬链线型拱圈。
=6用中心线描述的椭圆线型拱圈。
=7用中心线描述的混合线型拱圈。
5、ITH：
可填1～4，11～14，用以选择拱圈厚度变化规律。
仅当IAD≥3时有效。
（ITH=11～14选项可使岸坡不光滑时的拱厚变化更为光滑平顺）
=1用公式Ti=Tc+（Ta-Tc）*（1-cosφi）/（1-cosφa）计算半中心角φi处的拱厚，其中Tc为拱冠梁处的拱厚，Ta为拱端的拱厚，φa为拱端的半中心角。
=2用公式Ti=Tc+（Ta-Tc）（Si/Sa）计算中心线弧长为Si（从拱冠梁起算）处的拱厚，其中Sa为拱端处的中心线弧长（从拱冠梁起算），其余同上。
=3用公式Ti=Tc+（Ta-Tc）（φi/φa）Tindex计算拱厚，指数Tindex在拱圈参数描述行中提供。
=4用公式Ti=Tc+（Ta-Tc）（Si/Sa）Tindex计算拱厚，指数Tindex在拱圈参数描述行中提供。
=11用公式Ti=Tc+（Te-Tc）*（1-cosφi）/（1-cosφe）计算半中心角φi处的拱厚，其中Tc为拱冠梁处的拱厚，Te为“似拱端”的拱厚，φe为“似拱端”的半中心角，其中“似拱端”非真正之拱端也，
“似拱端”的位置由“似拱端”半中心角φe确定，φe由顶拱和底拱的拱端半中心角按高程线性内插而得；
=12用公式Ti=Tc+（Te-Tc）（Si/Se）**计算中心线弧长为Si（从拱冠梁起算）处的拱厚，其中Se为“似拱端”处的中心线弧长（从拱冠梁起算），其余参考ITH=11的说明；
=13用公式Ti=Tc+（Te-Tc）（φi/φe）**Tindex计算拱厚，指数Tindex在拱圈参数描述行中提供，其余参考ITH=11的说明；
=14用公式Ti=Tc+（Te-Tc）（Si/Se）**Tindex计算拱厚，指数Tindex在拱圈参数描述行中提供，其余参考ITH=11的说明；
=21用公式Ti=Tc+（Te-Tc）*（1-cosφi）/（1-cosφe）计算半中心角φi处的拱厚，其中Tc为拱冠梁处的拱厚，Te为“似拱端”的拱厚，φe为“似拱端”的半中心角，其中“似拱端”非真正之拱端也，
“似拱端”的位置由“似拱端”半中心角φe确定，φe由顶拱45度
和底拱20度按高程线性内插而得；
；
=22用公式Ti=Tc+（Te-Tc）（Si/Se）**计算中心线弧长为Si（从拱冠梁起算）处的拱厚，其中Se为“似拱端”处的中心线弧长（从拱冠梁起算），其余参考ITH=21的说明；
=23用公式Ti=Tc+（Te-Tc）（φi/φe）**Tindex计算拱厚，指数Tindex在拱圈参数描述行中提供，其余参考ITH=21的说明；
=24用公式Ti=Tc+（Te-Tc）（Si/Se）**Tindex计算拱厚，指数Tindex在拱圈参数描述行中提供，其余参考ITH=21的说明；
6、NVIRT：
虚结点数，用于描述坝顶开口。
本程序系统用虚拱单元和虚梁单元（即刚度为零的拱、梁单元）来模拟坝顶开口。
设置虚拱单元和虚梁单元实质上使得拱与梁在同虚拱与虚梁单元相连结的地方被切断。
虚梁单元的长度应同开口的高度相同，虚拱单元的长度也宜尽量同开口的切向长度相同（如图1所示）。
虚拱与虚梁单元相交叉的点称之为虚结点，如果用拱号（以顶拱为1号拱，向下顺序编号）和梁号（以拱冠梁为0号梁，以向左岸方向递减、向右岸方向递增的顺序编号）两个数来表示一个结点，则图1中有3个虚结点，可分别表示为（1，-1）、（1，0）、（1，1）。
从图中可以看出，每个与虚结点相连接的拱单元和梁单元就是虚拱和虚梁单元。
本程序系统通过指定虚结点便可以方便地描述坝顶开口。
在此主控行中读入虚结点数NVIRT，虚结点的拱梁号在后续的行片中读入。
建议值为0，表示没有或不考虑坝体开口。
梁号：
-8-7-6-5-4-3-2-1012345678
拱
号1─┬─┬─┬─┬─┬─┐┈┈┈┈┈┈┈┌─┬─┬─┬─┬─┬─
：
││││││┊┊┊│ │││││
2└─┼─┼─┼─┼─┼─┬─┬─┬─┼─┼─┼─┼─┼─┘
│││││││││││││
3└─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┘
│ ││││││││││
4└─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┘
│││││││││
5（左岸）└─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┘ （右岸）
│││││││
6└─┼─┼─┼─┼─┼─┘
│││││
7└─┼─┼─┼─┘
│││
8└─┴─┘
图1坝顶与坝身开口示意图
7、ITEM：
选择温度荷载的计算方法。
=1按混凝土拱坝设计规范（1985年版）中的公式计算，有关参数在后续的数据项中读入。
=2按混凝土拱坝设计规范（2003年版）中的公式计算，有关参数在后续的数据项中读入，其中坝体上下游水温按规范建议的公式由气温资料自动推求；
=-2按混凝土拱坝设计规范（2003年版）中的公式计算，有关参数在后续的数据项中读入，其中坝体上下游表面水温由用户输入，水温沿水深的变化规律按规范建议的公式自动推求；
=3按经验公式±
47/（T+计算，其中各期封拱的工况一、二取负值，工况三、四取正值，Ｔ为坝体厚度。
=4按经验公式±
（T+计算，其中各期封拱的工况一、二取负值，工况三、四取正值。
=5不考虑温度荷载。
=6输入各拱圈高程上的温度荷载Tm和Td，在§
里输入。
其中TmCLOS作为各拱圈高程的平均温升荷载，TdCLOS作为各拱圈高程的线性温差荷载。
各期封拱条件下的第三、第四工况的温度荷载取-TmCLOS和-TdCLOS。
建议值为2或1。
8、IPSN：
选择是否考虑拱梁之间泊桑比效应的影响。
=1考虑。
=2不考虑。
建议值为2。
9、IWP：
选择是否考虑坝体扬压力影响。
10、IDFBL：
选择基础结点分载的取用方式。
=1顶拱基础结点分载取用沿拱向的相邻结点分载，其余结点分载取用沿梁向的相邻结点分载。
=2顶拱基础结点分载取用沿拱向的相邻结点分载，其余结点分载取用沿梁向的两相邻结点分载之线性外延值。
=3基础结点分载取用拱向两相邻结点分载之线性外延值与梁向两相邻结点分载之线性外延值的平均值。
建议值为1。
11、IUNIT:
选择输入数据的单位制。
=1选用国际惯用单位制，如力（重量）、长度、角度、应力（弹模、变模）、温度、时间分别以千牛顿、米、度、MPa、摄氏度、秒为单位，其中导温系数以米2／月为单位。
=2选用工程单位制，如力（重量）、长度、角度、应力（弹模）、温度、时间分别以吨、米、度、吨/米2、摄氏度、秒为单位，其中导温系数以米2／月为单位。
其中应力输出单位用MPa。
12、INON·
选择线性或非线性分析。
=0线性分析。
=1非线性分析（无初始缺陷）。
=2非线性分析（针对坝体有已知裂缝的已建拱坝）。
建议值为0。
13、IDYN·
选择动力或静力分析。
=0静力分析（包括拟静力法地震应力分析）。
=1响应谱法动力分析。
=2时间历程法动力分析（时间历程法动力分析功能暂缺）。
14、IOPT·
选择应力分析或体形优化。
=0应力分析。
=1体形优化。
=2计算机辅助下的手工体形调整。
=3演示优化过程。
15、ISHAPE·
特殊体型描述。
=0一般体型。
=1或3第一至第二层拱圈之间上游面直立。
=2或3第NARCH至第NARCH+1层拱圈作为基础垫层，垫层的上下游面直立，垫层体形尺寸由最下层拱圈决定。
=100非直立拱冠剖面的拱坝体型（该功能目前版本被取消）。
100非直立拱冠剖面的拱坝体型（该功能目前版本被取消）。
101、102、103分别对应上述的1、2、3。
分析计算中所用拱梁网格的拱圈高程行。
本输入行根据控制参数NARCH，依次读入从顶拱开始直到拱冠梁底部高程的共（NARCH+1）个拱圈的高程值，单位m。
在拱坝分析中以这些指定高程划分拱梁网格。
这些高程可以与“拱圈参数描述行”所取的拱圈高程不同。
参见§
中的说明。
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