基于三维有限元的防洪闸底板内力计算方法研究
2022-06-21苏静波黄绍磊于正洋
水力发电 2022年1期
刘 睿,苏静波,黄绍磊,于正洋
(1.河海大学港口海岸与近海工程学院,江苏 南京 210098;2.河南省水利勘测设计研究有限公司,河南 郑州 450016)
0 引 言
防洪闸等水利工程具有调节水源和防洪减灾等作用,是国民经济的重要基础设施,并且闸室底板是防洪闸结构的基础,评估不同工况下闸室底板的沉降变形与结构配筋对保障防洪闸安全运行十分重要[1]。因此,在设计阶段需要准确计算防洪闸闸室底板内力与变形,但随着防洪闸等水利工程趋向于大型化与复杂化,传统方法诸如倒置梁法、反力直线分布法和弹性地基梁法等[2]很难准确计算大体积复杂混凝土结构截面应力应变状态,无法考虑闸室底板-土体的相互作用,也很难准确衡量周围回填土,水压力等边荷载对底板变形和受力的影响。本文针对目前防洪闸闸室底板计算存在的问题,根据某防洪闸工程实例,利用Midas GTS NX软件建立了防洪闸及其附属结构的三维有限元模型,模拟分析了不同工况下防洪闸闸室底板变形和应力特征,并通过应力积分方法计算闸室底板截面弯矩,并与弹性地基梁法进行了对比分析,同时开展边荷载的解耦分析,量化边荷载对闸室底板变形和弯矩的影响,为防洪闸底板内力的计算提供借鉴。
1 工程概况
某防洪闸工程包括防洪闸、泵站、两侧桥头堡及其附属设施,其横断面如图1所示。本文利用三维有限元法模拟防洪闸的不同运行工况,对比分析基床系数法和有限元法弯矩计算结果,研究不同工况下防洪闸底板变形与内力特点,探究不同边荷载对底板变形与弯矩的影响,为复杂结构截面内力计算提供借鉴。……
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