影堂水閘結(jié)構(gòu)的靜動力計算分析.pdf

1、水閘是調(diào)節(jié)水位、控制流量的一種低水頭水工建筑物，在供水、防洪、航運、發(fā)電、灌溉等水利工程中已經(jīng)得到了十分廣泛的應(yīng)用。閘室是水閘的主要組成部分，其結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性非常重要，因此其計算方法的研究也很有意義，原有的平面手算方法能夠使計算得到合理的簡化，但是卻不能考慮閘室各構(gòu)件和地基土之間的相互作用對閘室結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形的影響。本文以影堂水閘為例，在不同的約束形式下，采用平面手算和空間有限元兩種計算方法進(jìn)行閘室結(jié)構(gòu)的靜、動力分析，并將采用不

2、同方法的計算結(jié)果進(jìn)行比較分析，確定其方法的優(yōu)劣。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　 1.綜述閘室結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀，用平面手算方法對影堂閘室進(jìn)行計算分析，并算其安全性和可靠性。
　　 2.根據(jù)閘室的結(jié)構(gòu)特點，提出三種計算模型，分別是單獨的機(jī)架橋模型、閘室底面固定模型和土體、閘室相互作用模型，運用ANSYS有限元軟件分別建立其三維空間有限元模型，并進(jìn)行靜力計算分析，然后將平面手算結(jié)果與三種空間有限元模型計算結(jié)果相互比較，得出不同計

3、算方法、不同計算模型下各閘室構(gòu)件的受力性能。由此可得出:(1)平面手算結(jié)果相對空間有限元計算結(jié)果結(jié)構(gòu)內(nèi)力偏大，平面手算結(jié)果偏于保守，但其計算簡便、快捷;(2)三種空間有限元模型計算結(jié)果相比較可知，考慮土體、閘室相互作用模型的機(jī)架橋內(nèi)力計算結(jié)果最小，即越是接近實際工作狀況的模型，計算結(jié)果越小，也越精確;(3)高、低墩交界處，閘墩與底板交界處都易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，是常規(guī)算法無法考慮到的，在以后的設(shè)計及復(fù)核計算中應(yīng)予以重視;(4)閘室周圍土體

4、的存在使應(yīng)力集中現(xiàn)象更加明顯，對閘室結(jié)構(gòu)受力有著不可忽視的作用。
　　 3.探討閘室結(jié)構(gòu)動力計算分析方法。分別采用反應(yīng)譜法和時程分析法對影堂水閘進(jìn)行動力有限元分析，得到了影堂水閘在7度地震作用下的動力響應(yīng)，將兩種有限元計算結(jié)果和擬靜力法計算結(jié)果進(jìn)行比較分析，可得出:(1)有限元計算結(jié)果較平面擬靜力法計算結(jié)果偏小，擬靜力法計算結(jié)果較為保守，且不能考慮到應(yīng)力集中現(xiàn)象，但其計算簡單、快捷;(2)時程分析法能夠考慮到土體、結(jié)構(gòu)相互接觸作