直埋蝸殼和墊層蝸殼結(jié)構(gòu)受力特性分析.pdf

1、外包混凝土和蝸殼鋼板是水電站廠房的核心受力部件,主要承受巨大的內(nèi)水壓力,因此有必要弄清楚二者受力后的應(yīng)力和變形狀態(tài),為設(shè)計提供依據(jù),從而保證水電站廠房的安全運行。本文應(yīng)用有限元理論,以某實際工程蝸殼結(jié)構(gòu)為例,系統(tǒng)地分析了直埋蝸殼、墊層蝸殼的鋼板和外包混凝土的應(yīng)力和變形狀態(tài),并嘗試增加機井里襯,改變墊層子午向起始角度。經(jīng)分析研究,得到以下結(jié)論:
　　直埋蝸殼結(jié)構(gòu)座環(huán)附近外包混凝土拉應(yīng)力水平高;其他部位外包混凝土徑向壓應(yīng)力水平低,不會

2、使混凝土壓碎,部分區(qū)域的環(huán)向拉應(yīng)力水平高,會導致混凝土拉裂;在混凝土厚或剛度大的區(qū)域,徑向壓應(yīng)力大,在混凝土由薄到厚的過渡區(qū)域,也就是較厚區(qū)域,環(huán)向拉應(yīng)力大。墊層蝸殼結(jié)構(gòu)在墊層鋪設(shè)范圍內(nèi),外包混凝土徑向壓應(yīng)力大幅減小;在墊層子午向起始位置和終止位置附近的外包混凝土,徑向壓應(yīng)力有所增加,大于相同位置直埋蝸殼外包混凝土徑向壓應(yīng)力值;外包混凝土徑向位移普遍減小;外包混凝土環(huán)向拉應(yīng)力普遍減小,部分區(qū)域甚至出現(xiàn)環(huán)向壓應(yīng)力。
　　直埋蝸殼結(jié)構(gòu)

3、中,鋼板徑向位移大處,等效應(yīng)力值較大;在鋼板厚薄相交處會出現(xiàn)應(yīng)力突變,薄鋼板等效應(yīng)力大;鋼板的等效應(yīng)力遠遠小于鋼材的抗拉強度,即使在座環(huán)附近出現(xiàn)應(yīng)力集中的鋼板,等效應(yīng)力也很小,可見鋼材的強度遠沒有得到利用。在墊層蝸殼結(jié)構(gòu)中,軟墊層使得蝸殼鋼板能更大幅度地沿徑向變形,鋼板等效應(yīng)力普遍增大;在鋼板厚薄相交處會出現(xiàn)應(yīng)力突變,薄鋼板等效應(yīng)力大;位于墊層邊緣的鋼板等效應(yīng)力由彎曲變形和內(nèi)水壓力二者共同決定,能產(chǎn)生較大的等效應(yīng)力,但仍小于鋼板強度,鋼