大型渡槽靜動力分析若干關鍵問題研究.pdf

1、水資源的短缺以及水資源的不均衡分布已經成為制約我國國民經濟發(fā)展的重要因素，如何合理調度我國的水資源分布、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是擺在目前一個急需解決的問題。在遠距離輸水工程中，使用最多的水工建筑物就是渠道和輸水式建筑物。渡槽作為重要的輸水建筑物，其重要性不言而喻。隨著我國對基礎設施的大力投入、農村供水、農業(yè)灌溉、城市供水事業(yè)的發(fā)展以及南水北調工程的啟動，渡槽已成為了這些生命線工程的重要組成部分。本文對大型渡槽靜動力分析中的幾個關鍵問題進行了較為

2、深入的研究和討論，得出了一些有意義的結論。其主要內容包括以下幾個方面： 1．針對常規(guī)等參單元無法正確反映渡槽槽身薄壁結構彎曲變形及應力的缺陷，引入安得費格三維非協(xié)調強化假定應變等參單元，以求解槽身應力變形。探討(EAS)單元應變模式的合理項數，研究求解結構相應截面內力的方程，建立以有限元求解復雜結構體系內力的簡便方法。 2．基于桿件系統(tǒng)與結構或地基共同受力的FEM分析方法，研究建立桿件單元轉角分量與空間等參單元剪應變之間

3、的協(xié)調方程，以解決桿件單元與實體單元在有限元分析中遇到的不協(xié)調問題。為此類結構受力分析提供一種簡便高效的方法。 3．以東深供水工程大型U型薄殼渡槽為研究對象，開展現(xiàn)場1：1生產性模型試驗研究。籍此優(yōu)化和改進設計施工工藝。同時采用三維有限元方法進行數值分析，并將三維有限元計算的成果與試驗成果進行對比分析。 4．以Level-Set方法為基礎，研究渡槽水體晃動自由面的捕捉方法。取與容器固結的坐標系，將外激勵視為質量力，以時間

4、和空間上均具有二階精度的兩步Taylor-Galerkin分步有限元方法研究流體三維非線性大幅晃動問題。以模型渡槽為例，在水體與渡槽的交界面上尋求恰當的耦合條件，研究建立考慮水體大幅晃動的大型渡槽與水體動力相互作用的數值模擬方法，并研究比較不同動力響應算法的差異。 5、在論述預應力技術的基礎上，分析討論了預應力損失的原因和現(xiàn)有的主要計算方法，分析了后張有無粘結預應力作用機理及仿真模擬方法，討論了鋼筋與混凝土聯(lián)合作用分析方法，重點