渡槽薄壁结构弹塑性动力分析模型及试验验证

本文提出了渡槽薄壁结构弹塑性动力分析模型，该模型集渡槽薄壁结构线弹性模型和非线性多弹簧模型为一体，并充分考虑了薄壁结构截面两向弯矩和轴向变形对单元的动力特性影响，应用多弹簧等效关系模拟结构塑性铰区的非线性滞回特性。通过预应力钢筋混凝土渡槽槽身以及高强混凝土渡槽支架模型的低周反复荷载拟静力试验，研究了渡槽槽身以及支架的非线性荷载-位移滞回特性。应用本文提出的弹塑性动力分析模型对拟静力试验过程中的荷载-位移滞回曲线进行了数值模拟计算。计算结果表明，模拟数值解与模型试验所得滞回曲线符合良好，从而验证了本文渡槽薄壁结构弹塑性动力分析模型的正确性。     

小型水电站钢筋混凝土蜗壳内力计算：板,壳系数表法

钢筋混凝土蜗壳由顶板和边墙组成。顶板是一块螺旋形板,内边支承在水轮机座环上,外边连接边墙。图1是钢筋混凝土蜗壳的横剖面和平面图。钢筋混凝上蜗壳体形复杂,整体性强,宜用三维有限元法计算其整体应力。但在小型水电站设计中因条件所限还不能广泛采用。目前,计算小型水电站钢筋混凝土蜗壳内力的常用方法是Γ形框架法和板、梁混合法。Γ形框架法把蜗壳计算作为平面问题,与实际情况出入较大。板、梁混合法把蜗壳顶板作为内缘铰支、外缘固结的环形板,把     

韩庄闸公路桥结构试验及承载力评估

本文介绍韩庄闸公路桥桥面结构现场试验及试验结果，结合有限棱柱条件计算，分析了由钢筋混凝土空心板和T梁组成的桥面结构之受力变形特征。根据试验结果及计算分析，确定了该公路桥的荷载横向分布系数和动力系数，据此评估了公路桥桥面结构的实际承载力。     

国内外不同规范钢筋混凝土墩柱塑性铰区抗剪承载力计算分析

准确计算钢筋混凝土(RC)墩柱塑性铰区的抗剪承载力,对于工程结构的抗震设计和安全性评估具有重要意义.借助PEER数据库中发生弯剪破坏的19根矩形截面和19根圆形截面RC墩柱的拟静力试验数据,进行RC墩柱塑性铰区抗剪承载力计算分析;将中国《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02—01—2008)、中国《公路桥梁抗震设...     

1500吨水泥罐钢支承环梁

水利水电工程中,普遍使用散装水泥,水泥的贮存大多采用圆形金属罐体。我国水电站使用过的水泥罐容量有125吨、500吨、800吨、1000吨和1500吨等。水泥罐的支承结构型式有钢筋混凝土环梁立柱支承结构、圆筒状的钢筋混凝土支承结构和钢环梁及钢柱支承结构(图1)。除125吨和500吨水泥罐用过的钢结构支承外,近年在潘家口、葛洲     

大型多槽式矩形渡槽结构静力分析

根据大型多槽式矩型渡槽槽身结构及其受力特点,采用结构力学法使复杂的空间结构分离成相互联系的两个平面问题:横向计算时,横梁底部弹性支承在各纵梁上,根据力法位移协调理论,给出了双槽式和三槽式渡槽横向结构弹性支承反力的计算公式,并依此求得结构的横向受力与弹性支承反力;以弹性反力作为荷载,反向作用于纵梁上,从而进行纵向梁的受力分析。通过三维实体有限元软件(MIDAS)对某大型三槽式渡槽单跨槽身整体进行了建模分析,并将结构力学法和有限元法计算所得结果进行了比较分析,验证了方法的合理性和公式的准确性。利用其进行渡槽结构计算,能满足工程设计的精度要求。     

从大朝山岩壁吊车梁观测成果看岩壁吊车梁设计

大朝山水电站地下厂房采用岩壁吊车梁作为吊车的支承结构，通过对其进行模型试验、原位观测等，得到锚杆应力、梁内混凝土以及钢筋应力均满足要求，岩体变位趋于稳定，吊装时，吊车梁基本处于弹性工作状态，说明地下厂房采用岩壁吊车梁作为吊车支承结构是可靠的：但理论计算及最大轮压值选取等方面还需进一步研究。     

船舶水弹性分析及试验研究

本文以半无矩壳理论和三维流体边界元方法为基础，应用干模态技术建立了一个新的实用的船舶水弹性理论模型，用于船体结构在水中运动的流固－耦合作用进行模态分析；编制了相应的微机计算软件；制作了钢质船模，分析中空气中和水上进行了振动模态试验，数值结果与试验结果符合良好，表明本文提出的水弹性模型及计算程序是正确的、实用的。     

小浪底工程一号明流洞弧形闸门设计

结合小浪底工程1号明流洞弧形闸门大孔口、高水头的特点，详细地介绍了闸门结构布置、支承型式、止水型式、模型试验、有水试验和运行情况，结果表明：闸门的设计合理，运行可靠，对大孔口、高水头闸门的支承及止水型式、门叶结构及支臂联结系等设计具有参考价值。     

考虑支承结构的弦支穹顶动力特性及参数分析

为研究弦支穹顶结构上部网壳体系和下部支承体系协同工作条件下,对整体结构的自振特性的影响,利用ANSYS软件建立有限元模型,研究网壳屋盖与下部支承结构共同工作时的动力特性,并对其动力特性的影响因素进行分析。结果表明,考虑下部结构的网壳结构自振频率密集,以水平振动为主;网壳跨度和矢跨比是网壳动力特性的主要控制参数,而不考虑下部结构会使弦支穹顶结构地震反应结果有所差异。     

含不规则跨尺度裂缝的钢筋混凝土厂房吊车梁结构性能分析

钢筋混凝土厂房吊车梁在水电站工程建设中被广泛应用,但高寒区的低温、高风速、低湿度的环境条件易使吊车梁在施工过程中产生不规则表面裂缝,严重影响该混凝土结构的安全服役。由于裂缝尺度远远小于钢筋混凝土吊车梁结构尺度,使得现有计算方法难以有效考虑不规则、小尺度裂缝的真实形态。为解决该问题,提出了一种基于真实裂缝点云的不规则跨尺度裂缝计算方法,在无裂缝网格模型的基础上,将穿过裂缝单元的节点批量投影至裂缝曲面上,建立含精细化真实裂缝的数值模型。该方法具有不改变初始单元类型、无需对裂缝模型进行网格划分的优点,比传统的几何剖分法具有更好的适用性。通过混凝土三点弯曲及楔入劈拉试验验证了该跨尺度裂缝计算方法的正确性,并将其应用至我国高寒区钢筋混凝土吊车梁结构的安全性能分析中,为吊车梁质量评估及后续修复加固提供了有力的技术支撑。     

基于ANSYS钢筋混凝土结构耦合分析

钢筋混凝土有限元模型可用于分析工程结构问题。以渡槽钢筋混凝土模型为例,采用ANSYS中耦合和约束方程法,其中耦合法用于考虑温度场和应力场耦合共同作用产生的应力应变,约束方程法用于将钢筋节点和混凝土节点用约束方程联系起来。对纯混凝土结构以及钢筋混凝土结构的计算结果对比表明:钢筋混凝土有限元模型可以模拟实际钢筋混凝土模型,能为工程安全监测提供可靠的理论依据。     

圆形截面钢管钢筋混凝土构件承载力的计算

对8个圆形截面钢管钢筋混凝土构件进行了轴心受压和偏心受压试验,采用有限元法和纤维模型法对构件承载力进行了计算,提出了圆形截面钢管钢筋混凝土构件承载力的简化计算方法。研究表明,圆形截面钢管钢筋混凝土具有与钢管混凝土和钢筋混凝土相同的特点,按有限元法计算的构件承载力偏小,而按纤维模型法计算的构件承载力与试验结果符合较好。圆形截面钢管钢筋混凝土构件的承载力可通过将钢管视为普通钢筋,将混凝土视为钢管约束混凝土的双层钢筋约束混凝土构件,采用圆形截面钢筋混凝土构件承载力的计算方法进行简化计算。按简化方法计算的圆形截面钢管钢筋混凝土构件的承载力也与试验结果符合较好。     

钢筋混凝土三点弯曲梁裂缝扩展过程模拟

改进后的扩展有限元法位移函数能够更好地反映真实的裂缝尖端渐近位移场,而且无需后处理便可求得应力强度因子,从而为分析裂缝扩展过程提供了便利。为研究钢筋混凝土三点弯曲梁裂缝扩展过程的规律,采用改进后的扩展有限元方法模拟了不同配筋率和不同钢筋位置的三点弯曲梁。文中阐述了改进后扩展有限元法的基本原理,利用虚功原理推导了其支配方程,并介绍了钢筋混凝土三点弯曲梁的应力强度因子计算方法。研究表明:对于超筋结构,起裂断裂韧度与试件配筋率无关;钢筋处于临界位置时起裂韧度与失稳韧度均达到最小值0.567和1.666 9 MPa·m0.5,且钢筋贯穿裂缝时的断裂韧度小于钢筋未贯穿裂缝时的值,对含有宏观裂缝的结构进行锚杆加固时应将锚杆置于裂缝前端。     

龙滩水电站导流洞进水口中墩结构空间非线性有限元分析

龙滩水电站导流隧洞进水口结构属于典型的非杆件体系水工混凝土结构，较为合理的设计方法是采用钢筋混凝土非线性有限元法进行配筋设计。采用空间非线性有限元方法对进水口中墩结构进行分析后认为：原有的配筋方案基本能满足结构承载力要求；在基本计算中分缝的影响可以不计；在闸门孔口附近应采取适当的防水措施；对中墩前部和尾部可以优化配筋方案。     

水口船闸二闸室结构可靠度分析

针对水口船闸闸室结构加固问题，将钢筋混凝土非线性随机有限元应用于工程实际，就钢筋混凝土结构裂缝宽度的计算提出了合理而又便捷的算法。经过对水口船闸二闸室设计结构承载力极限状态下点的可靠度分布分析，找出了薄弱部位，并在此基础上进行正常使用极限状态限制裂缝宽度条件下的体系可靠度计算，结果表明正常使用极限状态的可靠度对原结构的安全性起控制作用，为闸室结构加固提供了可靠的依据。     

大型地下钢筋混凝土岔管结构优化分析

本文根据岩体和混凝土衬砌联合受力特点，系统地提出了大型地下钢筋混凝土岔管结构优化分析方法。针对岔管空间几何特征，结合三维有限元的原理，提出了采用程序分析判断，自动生成各种不同类型的三维有限元地下钢筋混凝土岔管结构网格的计算方法。该方法只须输入几个关键的控制参数，便能自动剖分所须岔管网格，为大型地下钢筋混凝土岔管结构优化分析提供一种快速网格生成方法。根据岩体损伤开裂和弹塑性破坏特征，从岩体开挖应力扰动的塑性耗散能扩散理论和混凝土衬砌结构开裂损伤原理，提出了大型地下钢筋混凝土岔管结构型式优化的评估方法。通过对工程实例分析，证明该方法能综合反应地下钢筋混凝土岔管结构型式和参数选择以及岔管所处的地质环境和条件的影响，为优化地下钢筋混凝土岔管结构合理型式提供了一种有效的分析方法。     

高压岔管首次充排水衬砌开裂规律与渗透特征

高压岔管首次充排水过程是影响衬砌裂缝产生和扩展规律、渗透规律以及长期受力特性的关键因素,亦是关乎结构安全与围岩稳定的重要工况。以阳江抽水蓄能电站钢筋混凝土高压岔管为工程背景,基于流固耦合方法,采用离散单元法(PFC~(2D))研究了首次充水裂缝开展位置与初始地应力的关系;然后,利用有限差分法(FLAC~(3D))分析了衬砌起裂过程和贯通临界压力,明确了首次充排水至平衡状态的衬砌渗透特性以及梯级排水条件下衬砌稳定性;最后,研究了钢筋和锚杆对衬砌结构力学特性的影响,并提出限裂设计参数优化方案。结果表明:内水压力2.8 MPa为衬砌起裂临界压力,继续增至4 MPa时衬砌结构裂缝贯通;裂缝是高压岔管充水期内水外渗和放空期外水压消散的重要渗流通道,衬砌结构配筋与锚杆支护是限制裂缝开度的关键措施;放空期高外水荷载作用下衬砌存在受压破坏风险,应对内水放空梯度进行严格控制。     

复杂加载条件对高面板堆石坝力学行为的影响

针对高面板堆石坝因采用坝体分区填筑和面板分期浇筑互相交错的复杂施工方式使得高面板坝呈现出复杂的力学行为这一问题,借助某拟建高面板堆石坝,采用三维非线性有限元法对其进行复杂加载条件下的结构仿真分析。结果表明:复杂加载条件下坝体应力变形等力学行为均在合理范围之内,但坝体沉降极值较大坝全断面施工时有约12%的减小量;分二期浇筑的面板在竣工期下部一期面板凸向上游,容易引起脱空现象,需引起注意。     

大型导流隧洞复合衬砌结构设计简介

糯扎渡水电站导流隧洞采用有限元对施工期隧洞围岩稳定进行分析,提出一次支护设计参数,并利用三维非线性反演分析一次支护设计的可靠性,作为施工过程调整支护措施的参考依据。隧洞混凝土结构衬砌设计主要对内、外水荷载作用的合理取值进行分析,结合施工期围岩稳定分析,采用平面有限元对结构力学法计算结果进行了复核,设计科学、合理。