考慮流固耦合作用的大型雙槽渡槽結構地震響應分析.pdf

1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterAnalysisofSeismicResponseofLargeScaleDualChamberAqueductwithfluid—structureCouplingByYinchuFanSupervisor：ProfJianguoXuRoadandRailwayEngineeringSchoolofWaterConserv

2、ancy&EnvironmentMarch2010摘要摘要南水北調工程是國家近年來興建的大型水利工程，其目的是為了緩解我國西北華北地區(qū)的水資源貧乏。其中，渡槽是南水北調跨河流、道路等的架空輸水構筑物，對整個工程有重要意義。在南水北調工程共有三條線路，其中在中線總干渠中，有數(shù)十座大型渡槽輸水構筑物，且其中大多位于7度以上地震烈度地區(qū)。確保大型渡槽在地震作用下的抗震安全性，對整個中線工程的安全和經(jīng)濟運行有重要意義。本論文對大型渡槽結構在地震

3、作用下的反應進行了研究，主要完成了以下工作：1建立有限元分析程序本文在考慮渡槽與槽內水體的相互作用下，利用彈性動力學和流體動力學進行了理論推導，在此基礎上編制了動力分析有限元程序，用于分析考慮流固耦合作用時的渡槽結構動力特性問題。2專用梁段單元本文推導出了專門計算考慮流固耦合的雙槽渡槽梁段單元，該單元綜合考慮了渡槽橫向彎扭耦合振動、約束扭轉變形等渡槽槽身薄壁結構的特征，用于分析大型雙槽渡槽結構的動力分析。3實體的剖分和單元網(wǎng)格繪制在Au

4、toCAD中可以很方便的進行平面和空間實體建模，利用此CAD空間，通過VBA進行二次開發(fā)，制作網(wǎng)格剖分程序和三維單元繪制程序，用于后處理觀察。本文利用此特性進行了單元剖分和網(wǎng)格繪制。4有限元分析程序的校核為了校驗計算程序的可靠性，采用了三個校核算例：懸臂梁，圓管和開口箱梁，對程序的計算可靠性和結果精度進行了校核。5大型雙槽渡槽動力特性分析分6種工況對南水北調中線主干渠某大型雙槽渡槽結構的動力特性進行了動力建模，并在此基礎上進行理論分析。