影堂水閘結構的靜動力計算分析.pdf

1、水閘是調(diào)節(jié)水位、控制流量的一種低水頭水工建筑物，在供水、防洪、航運、發(fā)電、灌溉等水利工程中已經(jīng)得到了十分廣泛的應用。閘室是水閘的主要組成部分，其結構的安全性、可靠性非常重要，因此其計算方法的研究也很有意義，原有的平面手算方法能夠使計算得到合理的簡化，但是卻不能考慮閘室各構件和地基土之間的相互作用對閘室結構的內(nèi)力和變形的影響。本文以影堂水閘為例，在不同的約束形式下，采用平面手算和空間有限元兩種計算方法進行閘室結構的靜、動力分析，并將采用不

2、同方法的計算結果進行比較分析，確定其方法的優(yōu)劣。主要研究內(nèi)容及結論如下:
　　 1.綜述閘室結構的研究現(xiàn)狀，用平面手算方法對影堂閘室進行計算分析，并算其安全性和可靠性。
　　 2.根據(jù)閘室的結構特點，提出三種計算模型，分別是單獨的機架橋模型、閘室底面固定模型和土體、閘室相互作用模型，運用ANSYS有限元軟件分別建立其三維空間有限元模型，并進行靜力計算分析，然后將平面手算結果與三種空間有限元模型計算結果相互比較，得出不同計

3、算方法、不同計算模型下各閘室構件的受力性能。由此可得出:(1)平面手算結果相對空間有限元計算結果結構內(nèi)力偏大，平面手算結果偏于保守，但其計算簡便、快捷;(2)三種空間有限元模型計算結果相比較可知，考慮土體、閘室相互作用模型的機架橋內(nèi)力計算結果最小，即越是接近實際工作狀況的模型，計算結果越小，也越精確;(3)高、低墩交界處，閘墩與底板交界處都易產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象，是常規(guī)算法無法考慮到的，在以后的設計及復核計算中應予以重視;(4)閘室周圍土體

4、的存在使應力集中現(xiàn)象更加明顯，對閘室結構受力有著不可忽視的作用。
　　 3.探討閘室結構動力計算分析方法。分別采用反應譜法和時程分析法對影堂水閘進行動力有限元分析，得到了影堂水閘在7度地震作用下的動力響應，將兩種有限元計算結果和擬靜力法計算結果進行比較分析，可得出:(1)有限元計算結果較平面擬靜力法計算結果偏小，擬靜力法計算結果較為保守，且不能考慮到應力集中現(xiàn)象，但其計算簡單、快捷;(2)時程分析法能夠考慮到土體、結構相互接觸作