用AutoCAD计算截面面积,质心,惯性矩
义成闭合的Region;
(2)打开Draw(画图)菜单,再打开Solids(实体)菜单,点击Extrude(突出)命令,然后选择上一步所形成的Regiones,沿Z轴方向突出15m,即可各自形成独立的三维体;
(3)打开Modify(修改)菜单,再打开Boolean(布朗运算)菜单,点击Subtract(减去)命令,依次点击上述三维实体,即可得到图3中的三维实体;
(4)用Mass Properties命令可得该坝段的重心和体积。此功能在计算中应用不多,原因是Auto cad没有由面组 成实体的功能,所以许多复杂的三维实体在Auto cad中无法形成。
2.2 操作技巧
要用好上述这些计算功能,需要操作上的技巧。如在计算图2的混凝土重力坝的抗滑稳定性和地基面垂直应力时,应将a点即多边形左边最下角点移至(0,0)点,绘图中的“1”个单位代表长度“1m”或“1m”水头,如此得出的数据可避免一些不必要的单位换算或加减计算。又如用Auto cad的面积计算功能计算如图4所示的开挖剖面面积时,首先从绘制好的开挖图中取出开挖轮廓线,可是这些开挖轮廓线,看似成一个闭合的Loops(环),但用Region命令却生成不了一个Region。解决此问题的方法为,首先打开Draw(画图)菜单,点击boundary菜单,会出现Boundary Creation对话框(见图5),把对话框中Object type设置为Region,然后点击PickPoints按钮,紧接着拖动鼠标在开挖轮廓线内任一处点击一次,即可产生一个闭合的Region;若此法不行(只有极少数情况),可用Polyline线沿开挖轮廓线走一圈,再用Region命令,百分之百形成一个闭合的Region。用此方法只需5分钟即可算出该开挖剖面面积为3 138.7m2。 另外,要注意绘图比例。若绘图比例不是1∶1000,要得出长度以m、面积以m2和形心惯性矩以m4为单位的结果,那么用Mass Properties命令得出的长度、面积和形心惯性矩值分别要除以(1000×比例尺)、(1000×比例尺)2和(1000×
比例尺)4。
3 实际应用
混凝土重力坝的自重和质心用Auto cad来计算相对比较简单,现以水电站厂房的整体稳定计算来说明这种方法的可靠性、准确性和高效性。
3.1 工程概况
石泉水电站二期工程厂房为岸边式,其上部为封闭式混凝土结构,机组段长18m,房顶高程388.5m,地基面高程347.18m,厂房整体结构见图6。厂房下游校核洪水位387.5m,设计洪水位382.5m,正常尾水位363.7m。地基面允许压应力为6 000kN/m2,地基接触面允许拉应力小于100kN/m2。由于厂房下游尾水位较高,因此要求分析厂房的整体稳定性。

