设垫层坝内埋管结构分析

通过对设垫层坝内埋管结构的计算分析，论证了在钢管外周设置垫层可以有效降低钢管外围混凝土的拉应力，提高混凝土抗裂安全，并充分发挥钢管的作用。     

基于三维非线性有限元法的压力钢管弹性垫层模量优选研究

针对某水电站发电坝段压力钢管弹性垫层模量的优选问题,采用三维非线性有限元法和混凝土开裂本构模型进行了计算分析.结果表明:设置弹性垫层对于控制压力钢管外包混凝土裂缝的开展效果明显;随着垫层模量的增大,压力钢管的拉应力逐渐减小,而混凝土开裂体积的变化不明显,同时,开裂体积的最小值出现在两个端点值中间的某一个值而非端点值,体现了混凝土开裂问题的非线性特征.     

钢管混凝土支柱巷旁支护沿空留巷技术研究

提出一种"钢管混凝土支柱+柔性垫层"的新型沿空留巷巷旁支护结构.通过力学实验研究了钢管混凝土支柱的承载性能,结果表明:管径Φ159mm到Φ194mm、壁厚8~12mm的钢管配合C40等级混凝土组成的钢管混凝土支柱支护阻力可以达到1 200~2 500kN,具有很高的承载力,且结构稳定性好.为了给支柱选型提供依据,建立了"覆岩顶板-巷旁支护体"力学作用模型,推导得到了不同顶板位态下钢混支柱的支护阻力计算公式.根据现场工程实践应用,采用"钢管混凝土支柱+柔性垫层"巷旁支护结构能够使基本顶在"给定变形"的位态下很好地控制留巷稳定性,且该结构性价比高、施工工艺简单、留巷速度快,在深部高应力环境下的沿空留巷工程中具有很好的应用前景.     

全埋式钢衬钢筋混凝土管道与坝内垫层管比较分析

结合某坝后式水电站工程实例,对全埋式钢衬钢筋混凝土管道方案进行了平面非线性有限元分析,比较了不同管坝接缝面连接形式(垫层、冷缝、固结)对结构受力特性的影响.计算结果表明:垫层接缝方案可以有效地减少内水压力传至坝体,冷缝连接方案次之,固结方案最为不利,因此从坝体安全性角度考虑,建议在工程中使用垫层接缝方案.在坝址区域地震烈度较高或者对管、坝混凝土开裂有严格控制的工程中,建议使用坝内垫层管方案,这样不仅可以保证坝体及管道抗震安全,又能使钢管承担更多的内水压力,减少或避免管道及坝体混凝土开裂.     

碾压混凝土坝混凝土垫层温控措施优化分析

考虑到防裂和便于基岩固结灌浆,碾压混凝土坝建设过程中往往在基岩上浇筑薄层常态混凝土垫层.垫层区混凝土常常产生早期裂缝,不合理的温控措施是导致垫层开裂的一个重要原因.混凝土垫层在结构形式上受地基约束大,因而施工过程中需要严格控制最高温度和温度梯度.采用热流耦合精细算法,分别对碾压混凝土坝垫层混凝土的水管布置层数、浇筑温度、通水强度、保温层以及浇筑层厚等温控措施进行敏感性分析.计算结果表明,加密水管和降低浇筑温度的温控效果最明显;对表面洒水养护和设置保温层后,需要结合其他温控措施降低混凝土垫层内部温度;垫层较薄时,分层浇筑对降低垫层温度和应力的作用不大,不需要分层浇筑.     

钢管混凝土结构的发展、研究及应用

钢管混凝土由于具有一系列优点，近年来在我国的研究与应用取得了令人瞩目的成果，本文介绍钢管混凝土结构的特点，并论述了钢管混凝土结构的发展状况及近年来国内外对于钢管混凝土结构的研究，探讨了钢管混凝土有待深入研究的问题。     

钢管混凝土结构的性能及在高层建筑中的应用

介绍了钢管混凝土结构静力、抗震、耐火、施工、经济五大方面的性能，给出了钢管混凝土构件的承载力要比相应的空钢管和核心混凝土承受外力之和大得多，提高程度一般约为27％，且钢管混凝土柱的抗震性能也优于钢柱。通过工程实例证明钢管混凝土结构的优越性，指出钢管混凝土结构应用的广阔前景。     

基于非线性有限元理论的钢管混凝土和钢筋混凝土力学性能研究

以非线性有限元理论为基础，对钢管混凝土与钢筋混凝土的力学性能展开分析，经过讨论和研究后发现，钢管混凝土的力学性能优于钢筋混凝土。钢管混凝土经过科学配比，其强度、耐久性、抗压能力均可以得到较大的提高，钢管混凝土将是建筑结构的新选择。     

钢管-钢骨混凝土组合柱试验研究

目的分析钢管混凝土组合柱研究中的不足，提出了钢管-钢骨混凝土组合柱的概念。研究钢管-钢骨混凝土组合柱的破坏机理、受力性能．方法对钢管-钢骨混凝土组合柱的破坏机理、受力性能。进行了3个含钢率不同的偏心受压钢管-钢骨混凝土短柱的试验．结果钢管混凝土柱存在内外部分破坏不同步的可能，通过试验，明确了钢管-钢骨混凝土柱的破坏特征，含钢率对承载力自寺影响，含钢率越大，构件的承载力及延性的相应增加．结论试验结果表明，当含钢率大于0．36％时，钢管混凝土柱与其外测的钢骨混凝土能够共同工作直至破坏，其承载力明显高于钢管混凝土核心柱的承载力，为组合结构的发展提供了一种新的结构型式．     

方钢管混凝土中钢管屈曲承载力的理论分析与试验研究

本文对24根空钢管和钢管填充混凝土后钢管的力学性能进行了试验研究，试验时主要变化参数为截面宽厚比，在50-125之间变化。试验结果表明：钢管内部填充混凝土后改变了钢管的屈曲模式，明显提高钢管了的屈曲承载力，承载力的提高幅度随着截面宽厚比的增加而增大。同时采用有限元方法分析了空钢管及钢管混凝土中钢板的力学性能，理论分析结果和试验结果进行对比，验证了理论分析的正确性。在此基础上验证了钢管混凝土中钢板的屈曲承载力计算公式。     

寒冷地区坝内垫层管运行期温度效应及保温措施研究(研究生论坛）

为研究寒冷地区温度变化及保温措施对坝内垫层管外包混凝土开裂状况的影响,本文基于混凝土塑性损伤模型,考虑运行期的温度作用,对某水电站坝内垫层管进行了非线性有限元分析。结果表明：由于垫层的铺设,正常运行工况下管道混凝土几乎无损伤,管道表面不会出现宏观裂缝;但在温降工况下管道顶部混凝土损伤较严重,而在温升工况下管道底部混凝土损伤更明显,相应损伤区域的钢筋应力也明显增加;坝面保温板的铺设能够有效降低结构所承担的温度荷载,改善混凝土损伤状况,降低钢筋应力,且随着保温板厚度的增加其作用效果逐渐显著,但当增加到一定程度后,其作用效果趋于稳定,同时考虑投资等工程实际情况,不宜过度增加保温板厚度,建议保温板厚度由裂缝宽度控制。     

坝后预应力混凝土压力背管的受力性能

结合三峡水电站坝后浅埋式压力背管的布置,研究了采用钢衬预应力混凝土结构替代原设计钢衬钢筋混凝土结构的可行性.通过分析坝管连接侧面设置与不设置软垫层对钢衬预应力混凝土压力管道本身的受力性能及管道对坝体的影响,提出了取消软垫层的设计与施工建议.研究了钢衬预应力混凝土压力管道在施工和使用阶段的受力性能     

漫湾发电压力钢管设置弹性垫层的计算

本文采用线弹性结构计算程序对漫湾水电站所用垫层不同的弹性模量和厚度进行了大量计算,并分析了弹性垫层对结构的影响规律。计算结果表明,垫层对结构的影响主要与其厚度弹模比有关。厚度弹模比大于一定数值后,对结构的影响基本上不再随之变化。这一结果已应用于漫湾水电站发电引水压力钢管的设计,对其它类似工程也有一定的参考价值。     

水电站蜗壳结构局部垫层平面设置范围探讨

为分析水电站蜗壳结构中局部垫层的平面设置范围,采用ABAQUS软件对一水电站蜗壳结构进行了3维非线性有限元计算.研究结果表明:蜗壳结构中局部垫层平面范围分别自蜗壳直管段进口铺至下游45°、90°和135°断面时,垫层铺设范围越大,改善蜗壳外围混凝土结构受力状况的效果越显著,但垫层铺至45°断面时完全能有效限制混凝土裂缝宽度的开展和减小机墩不均匀上抬位移.此外,垫层平面范围铺至45°断面时,座环所承受剪力相比完伞直埋方案增幅最小,有利于结构稳定.鉴于以上分析,且从简化施工程序角度考虑,水电站蜗壳结构中局部垫层平面范围铺至45°断面是值得推荐的.     

带加劲环埋藏式压力钢管的抗外压稳定性分析

水电站压力钢管作为一种薄壳结构,在承受外压时易发生压屈而失稳,成为某些水电站压力管道钢衬设计的控制因素.目前规范采用明管抗外压的米赛斯公式计算埋藏式加劲环压力钢管的临界外压,将外包混凝土衬砌对管壁的径向约束作用作为安全储备,安全系数略予降低.为量化这种必然使钢管临界外压增大的混凝土衬砌径向约束作用,首先利用非线性屈曲分析按明管定量分析加劲环式压力钢管的临界外压,进而再通过在外包混凝土衬砌和钢衬间设置接触单元考虑混凝土衬砌对管壁的径向约束作用,按埋管分析加劲环式压力钢管的临界外压,然后与按米赛斯公式和赖华金等所推导的公式计算的临界外压进行对比.表明即使混凝土衬砌和钢管间有均匀分布的缝隙,外包混凝土衬砌的径向约束作用也会使环间管壁的临界屈曲外压明显提高,提高幅度可高达50%以上.     

三峡电站钢衬预应力混凝土联合受力压力管道设计方案选择

以三峡电站坝后背管钢衬钢筋混凝土联合受力结构为基础 ,在保证压力管道承载力要求、提高结构耐久寿命的前提下 ,提出了钢衬预应力混凝土联合受力压力管道的设计方案 .考虑结构荷载工况和施工工艺 ,对后张有粘结真空辅助压浆方案和后张无粘结方案的预应力筋束锚固方式、扶壁夹角和钢衬厚度等进行了论证 .通过对不同钢衬厚度、不同外包混凝土尺寸压力管道有限元计算的对比分析 ,提出了三峡电站钢衬预应力混凝土联合受力压力管道的优化设计方案     

钢衬钢筋混凝土下游坝面压力管道结构分析方法的研究

混凝土坝下游面钢衬钢筋混凝土压力管道是近年来在国内外发展起来的一种新型结构。系统地总结评价了水电站钢衬钢筋混凝土压力管道这种新型结构的结构分析方法,包括各种准解析法、非线性有限元分析方法和仿真材料结构模型试验。     

加劲环式压力管道非线性有限元分析及稳定性计算

采用非线性分析理论,对加劲环式压力管道进行了非线性有限元分析,给出了加劲环式压力管道的应力分布规律和混凝土开裂次序,分析结果为加劲环式压力管道的设计和施工提供了参考依据.并采用半解析有限元法对加劲环式压力钢管进行了抗外压稳定性计算分析,结果表明,该加劲环式压力管道是安全可靠的.