月牙肋钢岔管与贴边钢岔管联合受力有限元优化分析

在"Y"型钢岔管旁接一个超压泄压贴边钢岔管进行有限元优化分析时,需采用单管受力计算或联合受力计算,才能确保所选管壁厚度满足现行规范要求。通过三维有限元计算对比联合受力分析与单体受力分析结果,以及超压泄压贴边钢岔管开孔位置对管壁整体应力的影响,找出最不利的受力计算方案及最合适的开孔位置。结果表明,联合计算贴边钢岔管应力大于单独计算时的应力,且开孔设置在第二管节最合理;类似开孔距离及管与管之间距离在2~3倍管节时有必要进行联合受力及开孔位置优选计算。这为钢岔管优化设计提供了借鉴。

钢护筒与钢筋混凝土联合受力的内河大水差架空直立式码头力学特性分析

为适应三峡175 m蓄水后复杂地质、水文和施工环境条件下码头建设需要,提出钢护筒与钢筋混凝土联合受力的内河大水差架空直立式结构,并建立考虑钢护筒和钢筋混凝土联合受力的数值分析模型。通过与现场试验测试数据对比验证模型可靠性,进而提出基于最不利单元搜索的单位荷载组合法,并利用该法对复杂工况条件的该类码头力学特性进行探讨。通过大量变得参数的数值计算,得到大水差码头复杂荷载环境下的力学特性、薄弱环节及其优化设计方案。

考虑不密实接触地下埋管联合受力分析

埋藏式压力钢管设计中,钢衬、混凝土衬圈和围岩之间普遍存在着不连续的缝隙,致使设计计算时难以进行联合受力分析。针对这种不密实接触问题,采用厚壁圆环组合环法,提出了在钢衬和混凝土之间设置接触层的钢衬、混凝土衬圈和围岩三者联合受力分析方法。并利用变形协调条件,推导出各环变形的解析解,得到钢衬和围岩的压力分担比。不同接触情况下的受力分析结果表明,当接触层弹性模量小于混凝土弹模的1/100时,接触层的弹性模量变化对钢衬和围岩压力分担比的影响较大;而接触层厚度对压力分担比的影响不甚明显。另外,接触层参数可通过其变形与规范建议的初始缝隙相匹配的原则加以确定。

大直径钢护筒、钢横撑与钢筋混凝土桩基联合受力的节点力学性状研究

对直径2.2 m钢护筒内填钢筋混凝土桩基与纵横向直径1.5 m空心钢管联系撑组成的码头水工结构节点,在大型通用有限元工具Abaqus二次开发和平行算法的基础上,建立考虑节点局部细化的码头三维数值模型。通过与现场测试对比验证和大量变动参数的数值分析,得到了核心钢筋混凝土桩基应力、外侧钢护筒应力、纵横联系撑应力、钢筋拉力和破坏模式等节点力学性状,并分析了最不利荷载工况组合时节点工作机理,随后针对节点的力学性状和"强节点、弱构件"的原则对节点进行了优化设计。

多拱联合受力结构体系的研究与应用

新疆哈密市民服务中心采用一种多拱联合受力结构体系,该结构体系由主拱、次拱、水平卧拱、水平桁架、腰桁架及预应力拉梁等组成,其中主拱部分采用非对称拱结构。通过MIDAS Gen软件分别对单主拱、带腰桁架的单主拱、带次拱的双主拱、带次拱及腰桁架的双主拱进行稳定性分析对比,并对三种侧翼抗侧力方案进行力学性能及经济性分析对比,以及对卧拱刚度与结构侧向刚度的关系进行研究,同时进行了整体分析和吊杆作用分析。结果表明,采用多拱联合受力结构体系有利于提高结构的承载力、稳定性以及受力的合理性,在一定程度上实现了结构自平衡、自稳定;在主拱左右两侧采用不同截面的桁架杆件及在轴力较大的拱脚处设置钢管混凝土弦杆的措施可有效提高主拱的安全性和经济性;水平卧拱可有效抵抗大跨度斜面结构的支座推力、水平风压力和温度应力;吊杆的设置对减小腰桁架的竖向位移和杆件内力有显著作用,并可为腰桁架提供杆件截面优化的空间;在设计中需考虑温度影响。

立洲水电站引水隧洞衬砌结构与围岩固结圈联合受力分析

立洲水电站引水隧洞长16.7km,地质条件复杂,围岩较差,开挖揭露芋类围岩占总长的16%、郁类围岩洞段占总长的65%、吁类围岩洞段占总长的19%,郁类、吁类围岩所占比例约达84%,承担水头40140m,采用DL/T5195原2004《水工隧洞设计规范》的公式法计算配筋较大.结合现场固结灌浆试验及其检测成果及类似工程经验,根据相关文献资料数据调研,适当提高围岩固结圈物理力学参数,并应用于有限元分析计算.结合引水隧洞衬砌结构力学法配筋成果、有限元法配筋成果,从计算原理及边界条件、工程类比、工程效益、施工因素等方面综合分析,选择适合该工程隧洞的衬砌钢筋型式,考虑-定的安全余度,是符合实际的、合理的.

二滩水电站水轮机蜗壳层联合受力监测研究

简要介绍了二滩水电站水轮机蜗壳层应力、变形实测分析成果。并与原设计参数、模型试验成果及有限元数值分析成果进行了简单对比,发现理论计算与现场实测仍有一定差距,原设计蜗壳层安全储备较大,进一步优化设计的发展空间较大。

充水保压蜗壳与混凝土的联合受力仿真分析

本文应用有限元分析软件ANSYS,对某抽水蓄能机组的充水保压蜗壳混凝土结构进行三维非线性有限元联合受力分析,完整模拟了蜗壳的保压浇筑和运行流程,并与蜗壳单独承受所有载荷的应力变形计算结果对比,从而掌握保压蜗壳的真实受力状态,为更精准的充水保压蜗壳设计和强度校核提供依据。

谈蜗壳与钢筋混凝土的联合受力

随着水力资源的加速开发,我国规划设计中的大型水电站不断出现,因此大型水轮机的制造问题已提到议事日程上.大型水轮机的发展遇到许多新的技术问题,例如水力学、设计及制造工艺等方面的问题.本文对大型机组蜗壳问题进行收集讨论分析,其目的是建议在目前的条件下提前在施工电站上做些试验研究工作以便使以后的工作有所借鉴.

上砂下黏地基中竖向力-扭矩联合受荷单桩承载特性

为探讨上砂下黏地基中桩顶竖向力(N)与扭矩(T)联合作用下单桩基础的承载特性,基于室内模型试验,获得一系列N-T联合作用时的桩顶荷载-位移曲线及桩身内力分布,并经无量纲化处理与曲线拟合,得到N-T联合受荷单桩的承载力包络线及其简化计算公式;在此基础上,进一步采用ABAQUS对N-T联合受荷单桩进行数值模拟,获得桩身弹性模量Ep、长径比L/D及相对砂土层厚度lu/L对桩身承载特性的影响规律.结果表明:相比于单一受荷,N-T联合作用会导致桩身竖向和扭转承载力明显降低,且施加N(或T)会引起桩身扭转角(或沉降)增大.通过数值分析还发现桩身变形主要发生在0~0.6L范围;增大L/D和lu/L可明显提高桩身承载力,而增大Ep对提高桩身承载力的作用较小,故建议提高桩身承载力的优选措施是适当增加桩长或砂土层厚度;另外,上下土层分界面处会发生明显的应力突变.

典型陡横坡条件下新型桩墙联合受力结构体系的应用研究

以贵州省驾欧～荔波高速公路YK17＋465～YK17＋540段典型陡横坡填方路基为依托工程,综合考虑常规桩板墙和路堤墙支挡形式各自的优缺点,在山区高速公路典型陡横坡条件下,提出采用新型桩墙联合受力结构体系处理实际工程问题的方案。

岩石围岩盾构钢筋混凝土内衬高内压输水隧洞受力简化分析方法

长距离输水工程在穿越城市群时,往往需要深埋以规避地表及浅层地下的各类建(构)筑物。这种情况下盾构隧洞成为极具优势的选择方案。当这种深埋隧洞的围岩具有较好承载能力时,可以采用钢混凝土内衬与盾构组成复合衬砌,与围岩一起共同承担管道内的高内水压力。而这种隧道结构的内衬往往会发生开裂,进而改变其受力特征,此时内衬、盾构管片与围岩如何共同受力成为了工程设计的重点和难点,对此目前还没有成熟的计算方法和规程。针对钢筋混凝土受内水压开裂后的受力变形特点,提出了钢筋混凝土内衬开裂后刚度减少的等效刚度计算方法,计算在内水压力作用下复合衬砌与围岩共同作用的受力特点。结果表明:当围岩弹性模量达到2 GPa时,这种结构可以具有较好的承载能力;当围岩弹性模量达到5 GPa时,可以承担1 MPa以上的内水压力,围岩具有较好的利用价值。研究结果为盾构钢筋混凝土内衬高压输水隧洞联合受力提供了简化的计算方法。

沉管灌注桩和粉喷桩重力式挡墙的联合应用

通过武汉市区某一基坑支护工程的设计，施工及原型观测，提出了双排沉管灌注桩组成的“门式模式架”与多排粉喷桩形成的“重力式挡墙”结合，共同承受护壁的水平力这一较为新疆结构形式。同时，为沉管灌注桩等较小截面桩型在基坑支护结构中的应用，提供了有力的例证。

承受高内水压力的穿黄工程盾构隧洞结构型式研究

针对对南水北调中线穿黄工程盾构隧洞内水压力较高的特点,对双衬联合受力方案、单衬受力方案及双衬单独受力方案结构型式进行了研究,分析了不同结构型式对隧洞内、外衬内力和变形以及管片接缝状态的影响,推荐穿黄工程隧洞采用结构受力明确、结构安全度高的双衬单独受力方案。

地震作用下预应力锚杆岩质边坡动力特性数值模拟研究

针对以往研究对动力作用下的岩质边坡与锚固结构的联合受力特征研究较少这一不足,利用岩土工程专业软件Geostudio,建立了含预应力锚杆岩质边坡的动力有限元计算模型,模拟了在峰值加速度为0.3 g的EI-central波作用下的岩质边坡不同位置的位移、速度、应力及锚杆轴力变化规律。结果表明:地震动力作用对边坡的水平位移有累计增大效应,同时岩质边坡的水平位移具有典型的“鞭梢效应”,岩质边坡的水平位移上部大于下部,表层大于内部,同时竖向位移与水平位移相比可以忽略不计;岩质边坡的水平速度明显大于竖向速度,边坡表层的速度大于内部速度,表明地震动力作用下表层部分更容易失稳破坏。岩质边坡的最大主应力随高程的降低而增大,坡脚处的最大主应力最大,表明地震动力作用下的坡脚部分最容易破坏;地震动力作用下预应力锚杆轴力随地震波沿预应力值进行波动,随着岩质边坡高程的增大,峰值锚固力越大。研究成果可为认识地震动力作用下的岩质边坡与预应力锚杆联合受力规律提供参考。

金华吴宁500kV变电站全联合构架结构设计

金华吴宁500kV变电站500kV构架是在传统全联合构架基础上改进的新型联合构架,其结构布置在典型设计的基础上进行了进一步的优化设计。将出线构架柱、主变引线架柱采用单杆柱代替常规的A型柱,中间构架柱采用A型柱,出线构架、主变引线架通过母线构架梁与中间构架联合在一起,形成全联合受力体系。

基于跨中竖向和环向角度分析的薄壁钢护筒-钢筋混凝土组合构件单向偏心受压问题

为加快中国内河水运的发展,在实际工程中,由于制造的偏差、轴心线的偏离、联系结构协同受力,以及上部堆载不均匀等因素使得绝大多数的组合构件处于偏心受压状态。目前对应用于码头结构的薄壁钢护筒-钢筋混凝土组合结构(rein-forced concrete-filled steel tube,RCFST)偏心受压承载性能的研究还未下定论。鉴于此,通过跨中竖向环向应变和侧向挠度的角度对薄壁钢护筒-钢筋混凝土联合受力构件单向偏心受压问题进行试验研究。结果表明:钢护筒壁厚和受竖向荷载偏心率的不同,对桩极限承载能力具有直接影响,对柱顶跨中和柱底的跨中应力应变的改变较为明显。因此,进行钢护筒-钢筋混凝土组合构件偏心受压承载性能研究运用于码头设计中具有较高的工程实践意义和科学价值。

活动导叶刚强度计算力学模型研究

首次采用包括顶盖、活动导叶、底环及导叶臂,并在导叶臂上施加压紧力这样涉及到大量非线性的力学模型对导叶的刚强度进行分析。以三个电站为计算对象,采用多种力学模型对活动导叶的刚强度进行分析,研究各力学模型所做的简化对计算结果的影响。

薄壁钢护筒-钢筋混凝土柱偏心受压破坏机理研究

薄壁钢护筒与钢筋混凝土联合受力架空直立式作为一种新的码头结构形式逐渐被应用到实际工程中,然而绝大多数的组合构件处于偏心受压状态。目前对应用于码头结构的薄壁钢护筒-钢筋混凝土组合结构偏心受压承载性能的研究较少,还未有定论。对薄壁钢护筒-钢筋混凝土柱进行单向偏心受压承载性能试验,通过各试件的破坏状态和试验数据,得到荷载-应变曲线,分析其破坏机理。结果表明:钢护筒壁厚的增大和偏心率的减小对结构承载性能提升有直接影响,可为实际工程中的结构设计提供参考。

亭子口碾压混凝土重力坝厂房坝段抗滑稳定分析

亭子口水利枢纽工程碾压混凝土重力坝是我国在红层基础上建设的最高重力坝,其大坝基础内存在缓倾下游的软弱夹层,因此深层抗滑稳定问题突出。基于非线性有限元方法,进行了针对厂房坝段不同设计方案、受力模式的分析,进而确定选用厂坝设缝不联合受力的方案。