本文關(guān)鍵詞：基于ANSYS的預(yù)應(yīng)力閘墩補強加固三維有限元分析

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【摘要】：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)與普通混凝土結(jié)構(gòu)相比,不僅提高了結(jié)構(gòu)的剛度和抗裂度,改善了構(gòu)件的變形和抗裂性能,而且可以節(jié)省材料、減輕結(jié)構(gòu)自重。除此以外,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)相比較下斷面尺寸更小、剛度更大、承載能力更強及抗震性能更好,近年來已廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑及交通運輸建筑中,例如預(yù)應(yīng)力空心樓板、屋面大梁等,在水工建筑中也用來修建碼頭、閘門、調(diào)壓室、壓力水管、工作橋、水電站廠房的屋面梁及吊車梁等結(jié)構(gòu)構(gòu)件,也可用預(yù)加壓力的方法來加固大壩、襯砌隧洞等。作為水工結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域發(fā)展的重要方向,預(yù)應(yīng)力閘墩正是這種技術(shù)在水工建筑方面的一個重要應(yīng)用。閘墩作為重要的泄水建筑物,作用是分隔閘孔,承受閘門傳遞的水壓力,作為壩頂橋梁的支撐。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù),可以使閘墩、弧門支座、預(yù)應(yīng)力筋協(xié)調(diào)作用,實現(xiàn)控制閘墩構(gòu)件的拉應(yīng)力區(qū),從而能夠顯著地改善正常使用階段閘墩構(gòu)件的工作性能。然而錨塊部位和支鉸區(qū)的受力與一般的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件相比更為復(fù)雜,需要對空間效應(yīng)、群錨效應(yīng)等傳統(tǒng)計算方法難以解決的技術(shù)上的相關(guān)問題加以考慮,加之弧門推力較大,汛期河流洪水的作用,使閘墩構(gòu)件受力更為復(fù)雜。為更加全面地掌握閘墩結(jié)構(gòu)在靜力作用下的影響,了解其受力情況,以及增設(shè)加固板梁后閘墩、加固板梁等部位的應(yīng)力分布狀況,需采用按閘墩加固方案、計算荷載及計算組合工況進行三維靜力結(jié)構(gòu)計算分析,為閘墩的結(jié)構(gòu)配筋和運行安全提供計算依據(jù),為相關(guān)水電站設(shè)計、施工提供借鑒。結(jié)合某水電站工程泄洪閘閘墩加固這一工程實踐,采用國際上通用的大型有限元程序ANSYS,合理建立加固設(shè)計后的預(yù)應(yīng)力閘的三維有限元模型,合理地按預(yù)應(yīng)力錨索的點位施加錨索預(yù)張拉力,并考慮多種荷載組合和工況組合,進行有限元計算分析,確定其預(yù)壓后的效果,更好掌握相關(guān)閘墩結(jié)構(gòu)靜力作用下的應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律,并深入分析加固后的控制工況,更加全面地總結(jié)出預(yù)應(yīng)力閘墩加固后的三維有限元分析特點,得出加固后閘墩墩體豎向拉應(yīng)力、側(cè)向位移明顯減小,但閘墩控制區(qū)域支鉸區(qū)的應(yīng)力略有增加,加固梁下緣中部和加固梁上緣與閘墩交接部位拉應(yīng)力較大,已超過C25混凝土抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值,應(yīng)注意加強配筋等結(jié)論,以推動較復(fù)雜的水工結(jié)構(gòu)的三維有限元分析計算的發(fā)展。同時,為此工程的后續(xù)維護和建設(shè)提供相關(guān)理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：水電站 泄洪閘 預(yù)應(yīng)力閘墩 加固梁 錨索 ANSYS 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV662.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展9
• 1.2 預(yù)應(yīng)力閘墩國內(nèi)外研究動向和進展9-10
• 1.3 有限元計算目的及技術(shù)路線10-13
• 1.3.1 主要目的10-11
• 1.3.2 技術(shù)路線11-13
• 2 計算依據(jù)及基本資料13-25
• 2.1 計算依據(jù)13
• 2.2 基本資料13-18
• 2.2.1 工程概況13
• 2.2.2 閘室結(jié)構(gòu)布置13
• 2.2.3 預(yù)應(yīng)力錨索布置13-16
• 2.2.4 加固說明16
• 2.2.5 水庫特征水位16-17
• 2.2.6 氣象與地震17
• 2.2.7 水的重度17
• 2.2.8 巖石特征17
• 2.2.9 混凝土指標(biāo)17-18
• 2.2.10鋼絞線指標(biāo)18
• 2.3 非預(yù)應(yīng)力鋼筋布置18
• 2.4 弧形工作門門軸推力18-19
• 2.5 混凝土應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)19
• 2.6 計算荷載和工況19-25
• 2.6.1 計算荷載19-21
• 2.6.2 計算工況21-25
• 3 計算程序介紹及模型建立25-28
• 3.1 有限元程序ANSYS介紹25
• 3.2 模型的建立25-28
• 3.2.1 基本假定25
• 3.2.2 計算范圍25
• 3.2.3 邊界條件25-26
• 3.2.4 計算模型26-28
• 4 泄洪閘閘墩計算分析28-77
• 4.1 一般規(guī)定28-31
• 4.1.1 坐標(biāo)系28
• 4.1.2 應(yīng)力28-29
• 4.1.3 位移29
• 4.1.4 特征剖面29-30
• 4.1.5 路徑30-31
• 4.2 閘墩應(yīng)力計算結(jié)果分析31-77
• 4.2.1 錨塊32-53
• 4.2.2 閘墩支鉸區(qū)53-70
• 4.2.3 加固梁70-77
• 5 加固前后對比分析77-83
• 5.1 5#泄洪閘77-79
• 5.2 1#泄洪閘79-82
• 5.3 小結(jié)82-83
• 6 結(jié)論與展望83-87
• 6.1 結(jié)論83-84
• 6.2 研究展望84-87
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項目及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文87-88
• 致謝88-89
• 參考文獻89-91

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 周海慧;龍灘水電站表孔預(yù)應(yīng)力閘墩初步設(shè)計[J];紅水河;2003年03期

2 陳滿圈;王新軍;王愛萍;;燕山水庫泄洪閘預(yù)應(yīng)力閘墩設(shè)計[J];水電能源科學(xué);2009年06期

3 宋興君;李守義;葉林;;預(yù)應(yīng)力閘墩錨固形式研究[J];水力發(fā)電學(xué)報;2006年05期

4 張樂文,汪稔;巖土錨固理論研究之現(xiàn)狀[J];巖土力學(xué);2002年05期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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3 柏文;型鋼混凝土錨體弧門支座預(yù)應(yīng)力閘墩研究[D];山東大學(xué);2010年

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本文編號：807410