貼邊岔管補(bǔ)強(qiáng)板有效寬度研究及圓環(huán)法計(jì)算公式修正.pdf

1、近幾十年來(lái)隨著我國(guó)水能開發(fā)比例的提高，中低水頭水電站建設(shè)項(xiàng)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(wú)梁式。在水電站壓力鋼管設(shè)計(jì)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(wú)較完善的結(jié)構(gòu)計(jì)算方法，一般借鑒壓力容器的開孔補(bǔ)強(qiáng)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，但存在許多爭(zhēng)議。本

2、文引入有效寬度的概念，并將補(bǔ)強(qiáng)板有效寬度作為圓環(huán)法應(yīng)力計(jì)算理論的補(bǔ)充，以期得到合理的計(jì)算結(jié)果。
　　 本文所做的主要工作有以下兩個(gè)方面：
　　 (1)分別分析了壓力鋼管岔管補(bǔ)強(qiáng)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(duì)補(bǔ)強(qiáng)板有效寬度的影響。
　　 (2)采用三維有限元法計(jì)算分析了壓力鋼管岔管補(bǔ)強(qiáng)板的有效寬度，對(duì)圓環(huán)法應(yīng)力計(jì)算公式在確定補(bǔ)強(qiáng)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(bǔ)強(qiáng)板有效寬度進(jìn)行修正。
　　 通過(guò)三維有限元計(jì)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(bǔ)強(qiáng)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(bǔ)強(qiáng)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(bǔ)強(qiáng)板有效寬度受主管直徑、主管