【摘要】：為研究閘墩內(nèi)型鋼布置形式對(duì)閘墩工作性能的影響,依據(jù)弧門支座附近閘墩局部受拉區(qū)配鋼量不變?cè)瓌t,基于ANSYS軟件建立不同布置形式的型鋼混凝土閘墩模型,分別從閘墩位移、應(yīng)力、裂縫分布和承載能力4個(gè)方面對(duì)閘墩內(nèi)型鋼布置角度和數(shù)量對(duì)閘墩工作性能的影響進(jìn)行對(duì)比分析,得出型鋼布置形式對(duì)型鋼混凝土閘墩工作性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明:對(duì)稱荷載作用下,隨著型鋼數(shù)量增加,型鋼混凝土閘墩位移、應(yīng)力逐漸減小,承載能力逐漸增強(qiáng);非對(duì)稱荷載作用下,隨型鋼數(shù)量的增加,閘墩位移先減小后增大,閘墩應(yīng)力變化不明顯,閘墩承載能力先增強(qiáng)后減弱;保持型鋼數(shù)量不變,隨著布置角度的增加,型鋼混凝土閘墩位移、應(yīng)力先減小后增大,型鋼布置擴(kuò)展角為20°~30°時(shí),閘墩裂縫擴(kuò)散速度較慢。綜合考慮,提出型鋼混凝土閘墩內(nèi)采用三根型鋼以25°擴(kuò)展角進(jìn)行布置時(shí)為較好布置形式,這一結(jié)論在型鋼混凝土閘墩設(shè)計(jì)中具有推廣和應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

N，此模型適用于VonMises屈服準(zhǔn)則［9］。型鋼與混凝土單元進(jìn)行耦合處理，為避免因局部施加荷載而出現(xiàn)假收斂與實(shí)際不符，在支座處施加均布面力，收斂準(zhǔn)則采用二范數(shù)準(zhǔn)則。目前水工大體積結(jié)構(gòu)的型鋼混凝土粘結(jié)滑移的研究尚未有成熟結(jié)論，初步研究［10］表明，，滑移影響主要體現(xiàn)在型鋼與墩體接觸位置的局部輕微變化。本文主要研究型鋼布置形式的影響，是否考慮型鋼和混凝土之間的粘結(jié)滑移對(duì)各布置方案計(jì)算結(jié)果的影響不明顯，為了方便研究，故不考慮型鋼和混凝土之間的粘結(jié)滑移。型鋼本構(gòu)關(guān)系和有限元模型分別如圖1和圖2所示。圖1型鋼應(yīng)力─應(yīng)變關(guān)系曲線2布置形式的確定根據(jù)《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第二版)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)36

張小飛，等∥弧門型鋼混凝土閘墩內(nèi)型鋼布置形式研究水利水電技術(shù)第48卷2017年第7期圖2閘墩有限元模型示意混凝土閘墩的配鋼量可按下列公式進(jìn)行:閘門兩側(cè)均受到牛腿支座推力作用時(shí)受拉區(qū)扇形鋼筋的配筋面積為F≤1γdfy∑ni=1Asicosθi(1)閘門受到一側(cè)牛腿支座推力作用時(shí)受拉區(qū)扇形鋼筋的配筋面積為F≤1γdB'0－ase0+0.5B－a()sfy∑ni=1Asicosθi(2)式中，F(xiàn)為弧門閘墩牛腿支座推力的設(shè)計(jì)值;γd為結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，取1.2;fy為受拉鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;as為縱向鋼筋合力點(diǎn)至截面近邊緣的距離;B'0為受拉邊局部受拉鋼筋中心至閘墩另一邊的距離;Asi為閘墩一側(cè)受拉有效范圍內(nèi)的第i根受拉鋼筋的截面面積;θi為第i根受拉鋼筋與弧形閘門施加于牛腿支座推力方向的夾角。由式(1)和式(2)得出閘墩局部受拉區(qū)配置型鋼采用Q345鋼時(shí)，型鋼截面積取0.45m2。根據(jù)文獻(xiàn)［8，11］確定型鋼截面尺寸如圖3所示，其表示形式為H×B×T1×Tw。型鋼數(shù)量分別設(shè)置為一根、二根和三根，閘墩內(nèi)圖3型鋼截面示意型鋼布置形式正如圖4所示。在閘墩墩體內(nèi)布置一根型鋼時(shí)，型鋼的尺寸為400mm×400mm×37.5mm×37.5mm;在閘墩墩體內(nèi)布置兩根型鋼時(shí)，型鋼的尺寸為375mm×375mm×20mm×20mm;當(dāng)在閘墩墩體內(nèi)布置三根型鋼時(shí)，型鋼的尺寸為250mm×250mm×20mm×20mm。型鋼長(zhǎng)度設(shè)置18m［7］。在閘墩局部受拉區(qū)內(nèi)［12］型鋼擴(kuò)展角分別取20°、25°、30°、40°進(jìn)行研究，型鋼角度布置如圖5所示。圖4型鋼布置形式正視圖圖5型鋼角度布置示意型鋼混凝土閘墩內(nèi)型鋼數(shù)量、埋置長(zhǎng)度和布置角度確定后組合成九種不同布置形式(見表2)，不同型鋼數(shù)量和布置?

【相似文獻(xiàn)】

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1 曾慶福;保護(hù)層厚度對(duì)H型鋼混凝土閘墩承載能力的影響研究[D];廣西大學(xué);2014年

2 劉麗華;型鋼混凝土粘結(jié)滑移機(jī)理及本構(gòu)關(guān)系研究[D];西安建筑科技大學(xué);2005年

3 朱童;型鋼混凝土耐久性的研究[D];西安建筑科技大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2565027