大型鋼襯混凝土筒型結(jié)構(gòu)分析計算
發(fā)布時間:2017-04-17 18:23
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【摘要】:鋼襯鋼筋混凝土筒型結(jié)構(gòu)及管型結(jié)構(gòu)在工程上得到廣泛的應(yīng)用。諸如鋼筋混凝土壓力管道、調(diào)壓井井筒等結(jié)構(gòu),在其內(nèi)壁設(shè)置鋼襯,更能發(fā)揮結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟性。鋼襯表現(xiàn)為圓柱薄殼結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)因其大直徑和薄壁厚而極容易發(fā)生失穩(wěn),吸引了大量的學(xué)者對其穩(wěn)定性進行研究。在大型混凝土筒型結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置鋼板襯砌,可有效地控制其運行時筒內(nèi)水壓對混凝土襯砌擠壓所造成擴張失穩(wěn)、裂縫開展等問題,能大大降低混凝土用量,同時解決了滲漏問題。鋼板在筒內(nèi)呈圓柱薄殼形式,薄殼結(jié)構(gòu)在外壓作用下最主要的破壞形式是屈曲。在施工布置時,由于材料收縮性質(zhì)不同,施工冷卻后因收縮導(dǎo)致鋼板與周圍混凝土產(chǎn)生縫隙。為保證鋼襯的正常使用,需對縫隙進行接觸灌漿處理。為防止鋼襯在灌漿外壓作用下發(fā)生屈曲,要施加合理的灌漿壓力,并增加輔助防屈曲設(shè)施。本文以某水電站調(diào)壓井工程為例,依托有限元模擬技術(shù),借助有限元軟件對工程施工進行仿真模擬。采用有限元特征值屈曲分析方法,對井筒內(nèi)鋼板襯砌的有限元模型進行分析,提取屈曲特征值,預(yù)測結(jié)構(gòu)的臨界屈曲載荷。根據(jù)鋼襯圓筒的防屈曲性能,提出在鋼襯圓筒布置環(huán)向槽鋼肋的方案,以增強結(jié)構(gòu)的防屈曲性能,在施工時達到施工速度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的平衡。本文還針對不同工況下井筒鋼襯和混凝土襯砌聯(lián)合受力等問題進行討論與研究,主要討論了井筒素混凝土襯砌的強度,及縫隙閉合前、后結(jié)構(gòu)的受力問題。分析在正常蓄水位工況和最高涌浪工況下,鋼襯和外包混凝土聯(lián)合工作機理,以及結(jié)構(gòu)的強度變化,并做配筋設(shè)計。本文通過對大型鋼襯混凝土筒型結(jié)構(gòu)的研究,對圓柱薄殼結(jié)構(gòu)屈曲及防屈曲性能有了全面的認識,對鋼襯與外包混凝土結(jié)構(gòu)聯(lián)合受力有了更深刻的了解。本文將理論知識用于分析解決工程中的實際問題,對工程建設(shè)具有指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】:圓柱薄殼 鋼襯 屈曲 調(diào)壓井 混凝土 有限元
【學(xué)位授予單位】:昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:TV33
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-10
- 第一章 緒論10-16
- 1.1 選題的目的及意義10-11
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
- 1.3 論文的主要內(nèi)容14-16
- 第二章 外壓作用下圓柱薄殼的屈曲16-32
- 2.1 引言16
- 2.2 屈曲分析方法16-22
- 2.3 基本方程22-26
- 2.4 線性屈曲控制方程26-27
- 2.5 均勻外壓下的圓柱薄殼屈曲27-30
- 2.6 本章小結(jié)30-32
- 第三章 鋼襯結(jié)構(gòu)屈曲的有限元分析32-48
- 3.1 引言32
- 3.2 屈曲特征值預(yù)測32-37
- 3.3 外壓圓柱薄殼屈曲的有限元分析37-43
- 3.4 井筒鋼襯在外壓作用下的屈曲分析43-46
- 3.5 本章小結(jié)46-48
- 第四章 防止鋼襯屈曲的措施48-62
- 4.1 引言48
- 4.2 鋼襯加肋第一方案分析48-52
- 4.3 鋼襯加肋第二方案分析52-56
- 4.4 鋼襯加肋第三方案分析56-57
- 4.5 鋼襯加肋第四方案分析57-60
- 4.6 本章小結(jié)60-62
- 第五章 井筒鋼襯與混凝土襯砌聯(lián)合受力分析62-84
- 5.1 引言62
- 5.2 半地下式圓筒結(jié)構(gòu)計算62-66
- 5.3 調(diào)壓井結(jié)構(gòu)有限元模型建立66-68
- 5.4 調(diào)壓井施工過程模擬68-72
- 5.5 鋼襯與混凝土襯砌聯(lián)合受力分析72-81
- 5.6 本章小結(jié)81-84
- 第六章 結(jié)論和展望84-86
- 6.1 結(jié)論84-85
- 6.2 研究展望85-86
- 致謝86-88
- 參考文獻88-92
- 附錄A92-94
- 模擬調(diào)壓井開挖施工過程的分析步輸入文件92-94
- 附錄B94
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的專利94
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文94
【參考文獻】
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,本文編號:314060
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