預應力鋼絲螺距對PCCP受力性能影響分析.pdf

1、預應力鋼筒混凝土管(PCCP)作為復合型管材兼有鋼管和混凝土管的優(yōu)點，被越來越多地應用于輸水工程中，因此近年來對于PCCP的研究越來越得到重視。由于PCCP自身的結構特點，預應力鋼絲對于PCCP的承載能力和受力性能十分重要，但是當前針對預應力鋼絲螺距對PCCP受力性能的影響還是空白。本文擬通過分析研究預應力鋼絲螺距對PCCP受力性能的影響規(guī)律，為工業(yè)界在PCCP結構設計時相同配筋率下鋼絲與螺距的科學選取提供依據(jù);并通過二維、三維有限元對

2、比分析，試圖建立從三維分析模型向二維分析模型轉化的簡化方法。具體工作如下:
　　(1)基于國內(nèi)外有關PCCP有限元研究現(xiàn)狀的分析，重點探討了PCCP建模過程中存在的難點及可能的解決方法;并結合前人研究基礎及實際工程問題的需要，分析建立了本文研究的重點內(nèi)容，即研究預應力鋼絲螺距對PCCP受力性能的影響以及探索三維分析模型向二維分析模型轉換的方法。
　　(2)基于Olander分布系數(shù)法，針對具體算例，分析計算了PCCP上作用的

3、土荷載、管自重、流體自重以及內(nèi)水壓力的大小和分布形態(tài)。
　　(3)基于PCCP結構自身的受力特點，構建了適用于PCCP受力分析的平面應變模型。進行了正常使用極限狀態(tài)和承載力極限狀態(tài)下（總計11種工況）的PCCP的受力狀態(tài)分析，得到各工況下PCCP各部位的應力應變響應。
　　(4)為研究鋼絲螺距對PCCP受力性能的影響，本文建立了鋼絲螺距分別為0.010m、0.014m、0.017m、0.020m、0.023m、0.026m、

4、0.029m、0.032m、0.035m、0.038m10組PCCP三維模型（該三維模型軸向網(wǎng)格的劃分恰好與鋼絲的螺距一致）。通過該10組模型在WT3和FWT6兩種工況下PCCP的受力分析，得出以下規(guī)律:在工況WT3作用下管中位置的內(nèi)層管芯，除了個別的螺距外，應力值基本保持不變，在管端位置隨著螺距的增大而減小;在工況FWT6作用下，管芯各部分的應力隨著螺距的增大呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢。
　　(5)通過二維模型和三維模型的應力對比分析，