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多厢矩形渡槽槽身弹性稳定分析的梁壳复合有限条法

2011-07-12徐建国

水利水运工程学报 2011年3期

徐 伟,徐建国,王 博

(1.郑州大学 土木工程学院,河南 郑州 450001;2.郑州大学 水利与环境学院,河南 郑州 450001)

多厢矩形渡槽边墙、隔墙兼做纵梁,沿槽身纵向一定距离布有侧肋、横梁及拉杆,具有整体性好、刚度大、输水流量大等优点,是南水北调中线输水渡槽主选结构形式之一.随着高强混凝土及预应力技术的应用,槽身边墙、隔墙及底板的高厚比、宽厚比变得越来越大,在多种荷载组合作用下,横截面内存在较大的纵向压力及弯矩,在设计、施工乃至运行过程中,应充分考虑槽身稳定性问题[1].

有限条法横向位移采用插值多项式函数,纵向采用解析函数代替常规有限元法的离散化方法,降低了结构维数,单元划分简单,输入数据少,适合于各种边界条件和加载条件,精度在求解板、壳和桥梁结构的静、动力计算及稳定分析中已得到验证[2-5],不足之处在于对横截面形状不规则的复杂结构难以进行条元划分和结构计算,即使结构横截面形状规则,若条元内有横向加劲肋或条元间有横向连接拉杆,常规有限条法也较难解决.文献[6]采用梁壳复合有限条法计算渡槽自振特性,解决了条元内横向加劲肋及条元间横向连接拉杆的问题.针对渡槽槽身横截面形状规则的特点,本文基于最小势能原理,探讨应用梁壳复合有限条法分析多厢矩形渡槽槽身的弹性稳定问题.相对静力分析,弹性稳定分析时结构的总势能除弹性势能及外力势能外,还包括……

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