Excel在水工混凝土结构计算中的应用

利用Excel的计算功能,对水工钢筋混凝土单筋矩形截面粱、板的正截面受弯承载力配筋计算和梁的斜截面受剪承载力配筋计算等进行计算机辅助计算,加深学生对结构计算的理解,提高学生的学习兴趣。这些计算程序对实际工程结构设计计算具有一定的实用性。     

在役钢筋混凝土双筋截面梁承载力研究

钢筋混凝土梁中钢筋锈蚀易造成结构性能退化进而影响到结构的承载力,箍筋和受压(拉)区纵向钢筋锈蚀,都可能导致受弯构件破坏形态的改变,随着钢筋锈蚀的发展,构件抗弯与抗剪承载能力明显减小.对引起锈蚀梁承载力退化的因素及机理进行了分析,综合考虑钢筋锈蚀程度和截面配筋指标的影响,提出了概念明确、适用性广的锈蚀钢筋混凝土梁承载力计算方法.     

非均匀配筋圆截面偏心受压桩承载力的计算

采用砼结构中正截面强度计算的基本假定，推导建立了非均匀配筋圆截面偏心受压桩（柱）承载力计算的基本公式，该公式适用于大小偏心受压条件及截面上任意配筋形式，具有普遍适用性，还可用于圆截面受弯构件承载力的计算，作者对两种结合定条件下截面强度的校核进行了具体分析，基于使用于计算机计算，在此将截面配筋计算问题转化为截面强度校核问题处理。     

水工钢筋混凝土厚板式结构的限裂设计

本文对水工钢筋混凝土厚板式结构受弯构件的裂缝发生、发展过程以及影响因素进行了讨论和分析。指出以粘结滑移理论为基础,用试验资料确定构件特征和裂缝间受拉钢筋应变不均匀等系数而建立的裂缝宽度计算公式,比较适用于小截面一类构件,不适应厚度在2.0m以上的厚板式结构受弯构件的裂缝宽度计算。并针对承受分布荷载的厚板式结构,例如水闸底板、水电站厂房钢筋混凝土蜗壳和基础板、船闸闸室底板和溢洪道底板等等,提出一种裂缝宽度的计算公式。还介绍了较为实用而又行之有效的限制钢筋混凝土结构裂缝开展的工程构造措施。     

美国水工混凝土规范压弯构件正截面承载力计算

针对ACI 318M-14《混凝土结构设计规范》和EM 1110-2-2104《水工钢筋混凝土结构强度设计规范》中压弯构件正截面承载力计算问题,根据规范的原则假定,提出截面在单侧配筋或双侧配筋条件下按受拉/受压控制的计算方法,编制相应计算程序并进行实例计算。结果表明:该计算方法可应用于压弯/纯弯构件正截面承载力计算,提高工作效率。     

梁受力配筋计算的快速确定法

对梁在正截面受弯承载力计算中其截面有效高度ｈ０的确定（也即配筋方式的确定）提出了一种实用快速的方法，从而避免了手工或编程计算时由于配筋方式估计不准而造成的多次重复计算的可能性，提高了结构计算效率。     

引水渠排洪涵修补加固工程施工

排洪涵洞中间增加300 mm的钢筋混凝土隔墙,组成类似单箱双室的结构,减小了结构计算跨度,达到减小结构内力和提高承载力目的,确保结构安全性。在箱涵中间增设隔墙之前,完成顶、底板裂缝修补和混凝土隔墙顶、底板植筋、混凝土浇筑。     

码头含裂缝面板静载试验及安全性分析

为加强港区码头安全管理,通过现场静力荷载试验,测试已经出现裂缝的面板在试验荷载作用下的应变、挠度和裂缝宽度变化等行为,检验面板受弯、受剪等承载能力是否满足设计要求,评估面板的安全性和使用性。结果表明:试验过程中码头面板近支座截面最大应变、面板跨中最大挠度、面板裂缝宽度变化均在正常范围内,码头面板存在的收缩变形型裂缝对面板承载力影响不大,面板承载力和安全性满足设计要求。     

汾河三坝闸室底板裂缝成因分析及处理方案

介绍了汾河三坝基本情况,从地基承载力、地板配筋等方面对闸室底板裂缝的成因进行了合理性分析,并提出了有效的处理方案,详细阐述了采用化学灌浆法处理裂缝的施工工艺。指出通过采用化学灌浆法对裂缝进行修补,能有效对混凝土结构补强,可满足结构整体性和安全性要求。     

T形柱正反向受剪承载力和变形能力特性研究

由于T形柱特殊的截面形式,正反向受剪时将分别处于腹板受压、翼缘受拉和腹板受拉、翼缘受压两种状态,故其正反向受剪承载力和变形能力与十字形柱相比差异较大。通过对国内T形柱受剪承载力试验进行分析,探讨了T形截面柱正反向受剪承载力特性,并对某一T形柱进行低周反复荷载试验,分析了低剪跨比状态下T形柱正反向加载破坏特征、承载能力和变形能力特性。研究表明,T形柱截面不规则,当狭义剪跨比小于3.0时,正反两个方向受剪承载能力和变形能力存在显著差异,两个方向的抗震性能亦存在差异,腹板受压时,柱脚腹板混凝土破坏严重,降低了异形柱的截面刚度和承载力,成为异形柱结构的薄弱部位。     

基于MCFT理论的超高韧性水泥基复合材料简支梁抗剪性能研究

简要介绍了全新的抗剪分析方法——修正压力场理论(MCFT),并将该理论应用于超高韧性水泥基复合材料梁抗剪性能研究分析中。在此基础上建立了钢筋增强超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)梁在弯剪复合作用下的截面分析模型;根据计算模型编制了程序,并利用该程序对UHTCC材料梁进行抗剪承载力的理论计算;同时对UHTCC梁试件进行加载试验,并将理论值与试验值进行了对比,结果显示两者较为吻合,表明MCFT理论能够较好地分析超高韧性水泥基复合材料梁的抗剪性能。进一步研究表明:UHTCC材料简支梁中的箍筋一般能够达到屈服状态,能够承担裂缝间的应力;MCFT理论计算值能反映箍筋受力的实际情况,该理论可用于对UHTCC材料梁抗剪承载力的理论计算。     

上埋式涵洞基础埋深效应下的地基承载力研究

为探明上埋式涵洞基础埋置深度对地基承载力的影响,基于太沙基理论与顾安全公式,推导了适用于上埋式涵洞的地基承载力公式。利用有限元软件,分析了地基土的荷载-沉降(P-S)曲线随填土高度的变化规律,确定地基承载力容许值,将不同计算方法得出的地基承载力容许值与有限元计算值进行对比分析,同时分析了涵顶和基底土压力随填土高度的变化规律,探讨了不同计算方法下地基土的抗剪强度对地基承载力的影响,通过工程实例验证本文公式的合理性。研究结果表明:①涵洞侧填土增强了地基土的抗剪强度,使涵洞地基承载力得到提高,其提高程度受到涵洞侧填土附加土压力的影响;②随着地基土的内摩擦角和黏聚力的增加,地基承载力分别呈非线性和近似线性增长趋势,且内摩擦角对地基承载力的影响程度明显大于黏聚力;③本文公式计算的地基承载力与有限元计算值符合较好,且本文公式得出的地基承载力远远大于涵洞基底土压力,符合现场涵洞地基处于安全状态的实际情况。研究成果可为确定上埋式涵洞地基承载力提供理论支撑。     

永定河倒虹吸输水方涵混凝土裂缝分析及防治

南水北调工程永定河倒虹吸输水方涵在混凝土浇筑施工过程中，涵体侧墙出现了细微竖向贯通裂缝。笔者分析了裂缝出现的原因，并提出了控制裂缝措施。     

三维数值仿真技术在混凝土箱涵施工中的研究

南水北调中线天津干线工程钢筋混凝土箱涵结构具有断面尺寸大、浇筑方量大、质量要求等级高等特点。浇筑成型后的箱涵应力应变如何分布,对其运行安全、工程耐久性、结构性能具有重大影响。三维数值仿真技术的研究分析则找出了其变化规律,指导了施工。     

Dadinkowa水电站厂房蜗壳外围薄壁混凝土受力分析

针对国内对水轮机蜗壳外围薄壁混凝土结构研究较少、设计经验欠缺的问题,以尼日利亚Dadinkowa水电站厂房续建项目为典型案例,对水电站蜗壳外围薄壁混凝土结构进行设计分析。建立三维有限元模型,分析蜗壳外围混凝土在正常运行工况和检修工况下的应力,提取内力进行配筋计算;建立蜗壳0°断面的平面有限元模型,分析蜗壳顶部及基坑里衬附近混凝土应力,提取弯矩和轴力进行正截面和斜截面承载力计算。结果表明,基坑里衬附近混凝土尺寸较小,最薄处仅约21 cm,压应力峰值位于内侧,为5.67 MPa,未超过C25混凝土抗压强度;拉应力峰值位于外侧,为1.55MPa,最大拉应力范围较小。从而,混凝土尺寸能够满足斜截面抗剪承载力要求,无需另外设置抗剪钢筋。为保障结构安全,采用一期混凝土凿毛4 cm、配合植筋φ16@1×1 m的措施,基坑里衬采用双层双向配筋和C30混凝土,蜗壳及引水钢管顶部设置弯起φ32@15 cm钢筋提高斜截面承载力。设计经验可为同类工程设计提供参考。     

云峰大坝49号坝段左闸墩裂缝处理

云峰水电站49号坝段左闸墩裂缝为陈旧裂缝,在大坝加固施工过程中,由于各种不利因素同时作用,导致裂缝进一步展开成为贯穿性裂缝,严重危及结构的整体性和承载能力。本文主要介绍云峰大坝49号坝段左闸墩裂缝处理情况,包括闸墩裂缝调查、裂缝产生及发展原因分析,以及针对闸墩裂缝采取的化学灌浆和预应力锚索等处理措施,并采取综合方案对闸墩进行了加固,确保了大坝的安全稳定运行。     

ANSYS软件在现浇钢筋混凝土箱涵结构计算中的应用

现浇钢筋混凝土箱涵在南水北调工程中得到了广泛的应用,其结构设计的可靠性直接关系着整个调水工程的安全性和经济性。针对传统的结构力学方法在箱涵结构设计中未能充分考虑结构与地基间的相互作用,从而不能反映结构真实受力的情况,借助ANSYS软件,采用有限元法建立了箱涵与地基相互作用的二维模型,将计算得到的内力结果与结构力学法分析结果进行了对比,并对两种方法下的配筋结果进行了进一步的比较,比较结果显示有限元法更能反映结构整体的受力状态,可以弥补结构力学法对箱涵局部结构应力状态分析的不足,从而为合理的进行结构设计提供了有力的支撑。     

检修闸门门槽承载力性能及破坏模式

通过3个缩尺检修门槽试件的静力试验,研究了不同配筋率下检修门槽试件的极限承载力与破坏模式。采用ABAQUS软件,在验证了计算结果与试验结果吻合良好的基础上,以拉西瓦水电站进水口检修门槽原型为对象,分析了不同剪跨比、水平钢筋布置形式对检修门槽破坏形态的影响,明确了检修门槽破坏模式及其荷载传递机理。结果表明:二期混凝土内无构造措施时,门槽受剪承载力高于其局部受压承载力;在满足局部受压承载力的条件下,剪跨比大于或等于0.18时门槽主要发生混凝土压杆失效引起的剪切破坏,剪跨比小于0.18时门槽主要发生局部滑移破坏;增加顺水流方向水平钢筋层数可提高检修门槽受剪承载力。     

三维数值仿真技术在箱涵混凝土浇筑中的应用简

水利工程混凝土箱涵是一种常见的重要的输水工程建筑物型式,具有断面尺寸大、浇筑方量大、质量要求等级高等特点,不同施工工法和施工工艺,其箱涵的应力应变如何分布,对后续箱涵运行的安全、有效保证工程的耐久性、结构性能具有重大影响。本文通过三维数值仿真模型在不同分层结构混凝土施工中的应用分析．找出了不同分层浇筑混凝土箱涵的变化规律,指导了类似工程的施工。     

箱涵在多种工作及运行情况下结构设计自动化研究

根据箱涵结构设计的要求,研究了箱涵在多种工作情况和运行条件下利用计算机进行结构设计的方法,在Visual C 6.0软件开发平台上研制开发了箱涵结构设计CAD系统.箱涵结构设计过程中的各项内容被作为各个模块集成在该系统中,并按照实际设计的顺序依次进行.利用该软件系统,可以实现单孔、双孔以及三孔箱涵从各种参数输入,到荷载计算,内力计算,配筋计算,抗裂及挠度验算,以及在各个环节中生成相应的工程图等箱涵结构设计全部内容的计算机辅助设计.该系统已成功地用于南水北调北京段和北京五环路地下通道的箱涵结构设计中.