鋼結(jié)構(gòu)拱壩的工作機(jī)理及其力學(xué)計(jì)算.pdf

1、在傳統(tǒng)水利水電工程壩體材料設(shè)計(jì)中,一般主要采用混凝土、礫石等為壩體修筑材料。但是隨著鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,將鋼結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用到壩體修筑當(dāng)中已逐漸形成一種新的趨勢(shì)[1]?；诖?華北水利水電大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究院在國(guó)內(nèi)首先提出了一種鋼結(jié)構(gòu)壩體的概念和設(shè)計(jì)方法,并對(duì)其應(yīng)用做了相應(yīng)研究。該壩型提出后,就在水電工程領(lǐng)域獲得了30多項(xiàng)專(zhuān)利,并成為當(dāng)前水工結(jié)構(gòu)研究的重點(diǎn)內(nèi)容。
　　本文以華北水利水電大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究院申請(qǐng)的專(zhuān)利——鋼構(gòu)壩為設(shè)計(jì)依據(jù),參照

2、國(guó)內(nèi)外水工結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)等行業(yè)的常用標(biāo)準(zhǔn)[2],根據(jù)混凝土拱壩的設(shè)計(jì)規(guī)范和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,運(yùn)用極限狀態(tài)法對(duì)某電站拱壩進(jìn)行了設(shè)計(jì)。文中介紹了拱壩的兩種計(jì)算分析方法:拱冠梁法和有限元法,并著重介紹了有限元法基礎(chǔ)理論。本文運(yùn)用ANSYS有限元分析軟件對(duì)工程原混凝土拱壩及設(shè)計(jì)的鋼結(jié)構(gòu)拱壩進(jìn)行計(jì)算分析,在不同工況下分析相應(yīng)的應(yīng)力和位移變形并作出了對(duì)比,在計(jì)算中考慮的荷載有:自重、水壓力、溫度荷載、泥沙壓力等。
　　本文的主要內(nèi)容包括:(1)

3、根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,結(jié)合混凝土拱壩設(shè)計(jì)手冊(cè)、混凝土拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范和水工鋼閘門(mén)設(shè)計(jì)規(guī)范,對(duì)壩體進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)布置及剖面設(shè)計(jì);(2)運(yùn)用ANSYS有限元分析軟件對(duì)壩體進(jìn)行模擬分析;(3)將設(shè)計(jì)的鋼結(jié)構(gòu)拱壩壩體與混凝土拱壩壩體進(jìn)行工程比較,分析鋼結(jié)構(gòu)拱壩的可行性。
　　根據(jù)ANSYS有限元分析結(jié)果表明,在相同工況下,工程混凝土壩體的最大主應(yīng)力為0.825MPa,出現(xiàn)在壩底部位,最大位移變形為4.249mm,出現(xiàn)在拱端部位。