貼邊岔管補強板有效寬度研究及圓環(huán)法計算公式修正.pdf

1、近幾十年來隨著我國水能開發(fā)比例的提高，中低水頭水電站建設(shè)項目不斷增多，壓力引水鋼管在水電建設(shè)中具有不可或缺的地位，是水利水電工程中輸水建筑物的重要組成部分。在壓力鋼管中，岔管是技術(shù)最復(fù)雜的關(guān)鍵管段，岔管形式主要有貼邊式、混合梁式、三梁式、月牙式、球形和無梁式。在水電站壓力鋼管設(shè)計中，貼邊岔管多用于中低壓岔管。由于其體形為空間薄殼結(jié)構(gòu)，且一般為大開孔，目前尚無較完善的結(jié)構(gòu)計算方法，一般借鑒壓力容器的開孔補強方法進行設(shè)計，但存在許多爭議。本

2、文引入有效寬度的概念，并將補強板有效寬度作為圓環(huán)法應(yīng)力計算理論的補充，以期得到合理的計算結(jié)果。
　　 本文所做的主要工作有以下兩個方面：
　　 (1)分別分析了壓力鋼管岔管補強板厚度為鋼管厚度的一倍和兩倍情況下，主管直徑、支管直徑、分岔角、岔管管徑等因素對補強板有效寬度的影響。
　　 (2)采用三維有限元法計算分析了壓力鋼管岔管補強板的有效寬度，對圓環(huán)法應(yīng)力計算公式在確定補強板寬度和厚度取值上未明確規(guī)定的不足之處

3、，根據(jù)鋼管補強板有效寬度進行修正。
　　 通過三維有限元計算分析和歸納整理，本論文獲得的主要結(jié)論有：
　　 (1)在內(nèi)水壓力作用下，壓力鋼管貼邊岔管補強板應(yīng)力峰值出現(xiàn)在主管開孔邊緣、岔管腰線轉(zhuǎn)折角銳角區(qū)(迎水面)。最大應(yīng)力峰值隨主管管徑D、支管管徑d的增大而增大，隨岔管分岔角ω的增大而減小。
　　 (2)主管補強板有效寬度隨主管管徑的增大而增大，隨主管管徑與管壁厚度比值的增大而增大。補強板有效寬度受主管直徑、主管