钢衬钢筋混凝土压力管道非线性理论研究

钢衬钢筋混凝土压力管道是水电站广泛采用的新型结构,其内水压力等荷载由钢衬和外包的钢筋混凝土共同承担.结合工程应用,系统地总结了下游坝面钢衬钢筋混凝土压力管道非线性有限元分析的特点,并从混凝土本构关系模拟(采用非线性弹性模型、弹塑性模型、内时模型、断裂力学模型、流变学模型、损伤力学模型)、混凝土裂缝模拟、钢筋模拟和钢筋与混凝土之间粘结模拟等方面介绍了研究进展情况,指出了进一步研究需要解决的问题.     

钢衬—钢筋混凝土压力管道的非线性有限元分析

本文首先对国外近年来钢筋混凝土非线性有限元方法的研究进展作了述评。文中提供了钢筋混凝土非线性特征的完整本构关系。这些非线性特征包括:混凝土及钢筋的非线性响应;多轴应力状态下混凝土开裂预测;开裂混凝土的裂后特征,包括钢筋暗销作用引起的剪力传递及混凝土张拉硬化现象等。这些本构关系在非线性有限元程序中实现,用于钢衬—钢筋混凝土压力管道的结构分析,包括预测管道的结构响应,裂缝分布及破坏荷载。最后对有限元分析结果与大比例尺模型试验结果及笔者提出的准解析结果作了对照分析。     

三峡电站钢衬钢筋混凝土压力管道可靠性分析

在总结三峡电站坝后钢衬钢筋混凝土压力管道现行设计方法的基础上,采用钢筋混凝土非线性随机有限元的方法对该管道进行了计算,求得了各种钢筋配置下的可靠指标并对管道的可靠性进行了分析.     

三峡电站钢衬钢筋混凝土压力管道可靠性分析

 在总结三峡电站坝后钢衬钢筋混凝土压力管道现行设计方法的基础上，采用钢筋混凝土非线性随机有限元的方法对该管道进行了计算，求得了各种钢筋配置下的可靠指标并对管道的可靠性进行了分析。     

钢衬钢筋混凝土管道应力分析非线性理论概述

钢衬钢筋混凝土压力管道是水电站广泛采用的新型结构 ,结合工程应用 ,系统地总结了下游坝面钢衬钢筋混凝土压力管道非线性有限元分析的特点及进展情况 ,指出了进一步研究需要解决的问题     

钢衬钢筋混凝土压力管道计算和设计的特点

国内外大型水电工程都需要布置能宣泄大流量的，承受高水压的压力管道，水轮机和压力管道是很多综合水电工程最重要的主体工程之一。压力管道通常多为钢筋混凝土结构，内有承压的钢壳，外包钢筋混凝土保护层，以满足这类建筑物提出的安全和可靠性的高要求。     

钢衬钢筋混凝土压力管道计算和设计的特点

国内外大型水电工程都需要布置能宣泄大流量的、承受高水压的压力管道。水轮机和压力管道是很多综合水电工程最重要的主体工程之一。压力管道通常多为钢筋混凝土结构 ,内有承压的钢壳 ,外包钢筋混凝土保护层 ,以满足这类建筑物提出的安全和可靠性的高要求。分析研究了现有压力管道的结构、安全系数、计算方法及有关的标准规范     

钢衬钢筋混凝土压力管道裂缝计算公式研究

分析了用现有计算公式计算钢衬钢筋混凝土压力管道裂缝宽度的计算值与实测值的符合程度，建立了精确度较高的计算钢衬钢筋混凝土压力管道裂缝宽度的半理论半经验公式。     

前苏联钢衬钢筋混凝土压力管道经验及其应用

前苏联从60年代中期开始对钢衬钢筋混凝土压力管道进行了较系统的试验研究、理论分析和设计计算，提出了设计准则并修改了相应的设计规范，总结了丰富的经验，为了吸收前苏联的钢衬钢筋混凝土压力管道的设计、施工经验，中国长江三峡工程开发总公司搬家请了俄罗斯专家进行咨询，对三峡电站压力管道按苏联规范作复核计算，优化了三峡电站压力管道的设计。     

下游坝面钢衬钢筋混凝土压力管道研究进展

总结了水电站下游坝面钢衬钢筋混凝土压力管道的发展与应用，及在仿真材料结构模型试验、拟解析解和有限元方法等方面的研究进展情况，指出了需进一步研究解决的问题。     

钢衬钢筋混凝土压力管道混凝土裂缝宽度数学模型

从计算具有混凝土径向裂缝的管道结构位移出发，导出了计算钢衬钢筋混凝土压力管道混凝土裂缝宽度的半解析，半经验的实用数学模型，经与１：１比尺真实材料结构模型试验结果相对照，计算值与试验符合良好，文中还给出了算例并讨论了控制裂缝宽度的途径。     

钢衬钢筋混凝土压力管道裂缝宽度计算研究

 基于混凝土结构基本理论，结合大比尺结构模型试验，采用较合理的平均裂缝宽度计算模式和裂缝截面处钢筋应力计算方法，建立了新的钢衬钢筋混凝土压力管道裂缝宽度计算方法。算例表明，此方法力学概念明确，使用方便，计算结果与实测值吻合。     

前苏联钢衬钢筋混凝土压力管道经验及其应用

前苏联从60年代中期开始对钢衬钢筋混凝土压力管道进行了较系统的试验研究、理论分析和设计计算,提出了设计准则并修改了相应的设计规范,总结了丰富的经验.为了吸收前苏联的钢衬钢筋混凝土压力管道的设计、施工经验,中国长江三峡工程开发总公司邀请了俄罗斯专家进行咨询,对三峡电站压力管道按苏联规范作复核计算,优化了三峡电站压力管道的设计.     

钢衬钢筋混凝土压力管道极限承载力分析的弹性迭代法

针对钢衬钢筋混凝土压力管道,结合弹性模量缩减法和梁系有限元法,建立了结构极限承载力分析的弹性迭代法。弹性迭代法继承了弹性模量调整法原理简单、应用方便的优点;同时,利用梁系有限元能大大减少单元和自由度数,在保持精度的同时能显著提高计算效率。算例分析表明,弹性迭代法计算精度良好,可应用于钢衬钢筋混凝土压力管道结构的极限承载力分析中。     

大比尺马蹄形钢衬钢筋混凝土压力管道试验研究

以三峡大坝背管压力管道为原型,按照1∶10进行几何缩尺,制作了内径达1.24 m的钢衬钢筋混凝土压力管道。使用新型内水压力施加方法,进行了模型试验,掌握了钢衬钢筋混凝土压力管道在内水压力作用下的工作机理。通过与同系列模型试验的比较,对钢衬钢筋混凝土压力管道模型试验有了进一步的认识。最后针对常规钢衬钢筋混凝土压力管道,参照相关领域研究成果,比较选择了符合试验结果的初裂荷载计算公式、裂缝间距最大缝宽计算公式以及管道强度设计公式,以供设计使用。     

钢衬钢筋混凝土压力管道混凝土裂缝的分形模拟

为了对管道裂缝进行模拟,通过分析试验结果,计算裂缝的分形维数,利用分形几何的L系统进行描述,推导出L系统表达式及三维显示的映射表达式。实现了对不规则形状裂缝较真实的反映。     

钢衬钢筋混凝土管道联合承载结构非线性分析的罚单元法

从罚函数思想出发，应用虚功原理，建立了罚单元法的有限元方程，并将该法与非线性分析相结合，对一实际工程中钢衬钢筋混凝土管道联合承载结构进行了非线性分析，研究了不同力学模型和不同内压型式对结构内力的不利影响，为结构的合理设计了计算依据。     

钢衬预应力混凝土压力管道设计方法

根据环形预应力作用机理，结合弹性地基粱理论，提出了钢衬预应力混凝土压力管道在结构施工阶段的验算方法，给出了预应力筋束的最大间距，确定了预应力筋束分步张拉施工与荷载控制的方法，结合多层圆筒轴对称平面形变计算理论，提出了钢衬预应力混凝土压力管道运行阶段抗裂性能的验算方法，同时给出了钢衬预应力混凝土压力管道极限承载能力计算公式，     

半埋藏式钢衬钢筋混凝土压力管道钢筋应力计算

将半埋藏式钢衬钢筋混凝土压力管道简化成拱结构，利用结构力学方法求出结构内力，再用材料力学方法求出钢筋的应力σN；按受弯构件正截面承载力计算方法求得σM，由此得到钢筋的应力σM=σN＋σM。计算方法有一定可靠性。