某水电站厂房空心钢管混凝土排架柱动力损伤情况分析

为探讨在地震荷载作用下钢管混凝土排架柱可能的损伤问题,根据钢管混凝土组合排架柱中钢管和核心混凝土的受力特点和损伤规律,对混凝土采用多轴损伤开裂本构模型、钢管采用双线性本构模型,基于有限元软件ADINA建立了三维有限元静动力仿真分析模型,据此分析了静力、动力条件下钢管、混凝土的塑性损伤规律。结果表明,静力工况时混凝土无损伤;动力工况时钢管混凝土排架柱结构空心率不宜大于0.35,否则核心混凝土容易出现开裂,钢管易发生局部屈曲;动力、静力工况时排架柱的最大水平位移值均符合现行规范的要求。显然,空心钢管混凝土组合排架柱具有良好的抗震性能。     

节点连接方式对钢管混凝土结构性能的影响研究

基于某水电站厂房钢管混凝土排架结构受力特点和变形规律,建立了包括上下部结构的整体机组段三维精细有限元分析模型,利用ADINA的约束方程分析了钢管混凝土排架结构与上部屋顶和吊车梁不同连接方式对排架结构受力性能的影响,并采用振型分解反应谱法研究了不同连接方式下对排架结构动力特性的影响。研究方法与结果可为工程设计提供参考。     

混凝土强度和钢管厚度对钢管混凝土排架结构抗震性能的影响

基于某水电站厂房钢管混凝土排架结构的构造形式和受力特点,建立了其上部厂房排架结构的整 体三维有限元模型,计算了钢管混凝土排架结构的自振频率,并采用时程分析法计算了钢管混凝土排架结 构的地震响应,研究了水平地震作用下混凝土强度、钢管厚度对排架结构抗震性能的影响,以期为水电站 厂房钢管混凝土排架结构设计提供参考。     

空心钢管混凝土组合柱抗震性能研究

为研究水电站厂房空心钢管混凝土组合柱抗震性能,以新疆某水电站钢管混凝土厂房组合柱结构构造形式为例,应用有限元软件ADINA建立了矩形实心及空心钢管混凝土厂房组合柱结构三维有限元模型,探讨了自振特性,并通过时程分析方法研究不同空心率模型在地震动输入情况下钢管和内部核心混凝土的动应力、动位移响应。结果表明,矩形空心钢管混凝土组合柱比实心钢管混凝土组合柱的抗震性能更好。     

水电站厂房三榀钢-混凝土组合排架组合特性试验研究

基于当前我国水电站厂房结构运行现状,提出水电站厂房三榀钢-混凝土组合排架模型,通过设计以矩形钢管混凝土柱、圆形钢管混凝土柱、空心矩形钢管柱和空心圆形钢管柱为承载柱单元,以焊接式、铆接式牛腿模型为传力节点单元,装配式桁车梁为承载梁单元,进行了静载作用下组合节点的力学性能、组合排架柱的组合特性试验。试验分析表明,静力加载过程中极限荷载是屈服荷载的1.455～1.833倍。该种组合排架结构建立了自身的耗能机理,具有良好的整体性能,表现出完美的协同组合特性,实现了由构件层次上升到结构体系、由单元节点提升到框架整体的突破,为水电站厂房三榀钢-混凝土组合排架的推广运用提供了技术支撑。     

带加劲环地面式钢衬钢筋混凝土管道取消伸缩节研究

以某水电站带加劲环地面式钢衬钢筋混凝土管道为例,建立三维有限元模型,在分析其承载特性的基础上,论证了取消伸缩节的可行性。结果表明,在正常运行工况下,钢管以环向受拉为主;考虑温度变化后,环向应力基本不变,而轴向拉应力在温升作用下减小,在温降作用下增大;设伸缩节后,伸缩节附近钢管轴向应力的减小使其等效应力反而增大,且由于加劲环的约束和钢管与混凝土之间的摩擦作用,钢管并不随温度变化而自由伸缩,伸缩节起不到减小温度应力和适应不均匀沉降的作用,因此对于带加劲环的地面式钢衬钢筋混凝土管道建议不设伸缩节。     

大型泵站底板冬季施工温度应力及保温措施研究

以南水北调东线工程睢宁二站为例,建立了泵站整体混凝土温度应力三维有限元分析模型,运用非线性有限元软件ADINA分析其混凝土底板冬季施工期温度和应力变化规律与开裂机理,研究了表面保温措施对底板混凝土温度和应力的影响。结果表明,草垫养护保温措施降低了冬季施工期泵站底板混凝土的内外温差,减小了混凝土表面拉应力,防止了表面裂缝的产生。     

主副厂房不同连接形式对GIS室抗震性能的影响

厂房结构的抗震安全对于水电站正常稳定运行意义重大。结合某贯流式水电站的工程实例,通过建立包括主、副厂房和基岩在内的厂房坝段整体三维有限元模型,研究了主厂房屋面网架与排架柱不同连接形式、主副厂房间不同连接形式下厂房结构的固有振动特性,并对振源进行了分析和共振校核。采用反应谱分析法分析了该贯流式水电站厂房的抗震性,研究了地震荷载作用下与GIS室相连接的主厂房下游排架柱和副厂房上下游排架柱地震反应的影响规律。结果表明,主厂房屋面网架与排架柱铰接,且主副厂房间整体连接可明显提高副厂房中GIS室的刚度和抗震性能,研究结果可应用于实际工程。     

等效应力法在天花板双曲拱坝应力分析中的应用

针对天花板碾压混凝土拱坝应力集中问题,基于拱坝设计规范,对计算结果进行等效应力处理,研究了拱坝等效应力计算方法、编制了相关计算程序,根据天花板双曲拱坝的构造和受力特点构建了三维有限元数值仿真模型,并采用ADINA软件进行应力计算。结果表明,较好解决了天花板拱坝局部应力集中问题,为工程设计提供了参考依据。     

地下埋藏式压力钢管强度分析的改进方法

考虑了回填混凝土、围岩的弹塑性、初始地应力及开挖支护引起的二次应力的影响和在内水压力作用下钢衬的弯曲、剪切效应,并将罚函数的思想应用于地下埋藏式压力钢管的非线性有限元强度分析．编制了相应的非线性有限元程序,结合工程实例,通过方案比较得出了对工程设计有参考价值的结论．     

复杂层状坝基重力坝抗震安全评价

为研究复杂层状坝基的混凝土重力坝非溢流坝段的抗震性能,采用ADINA程序建立非线性有限元分析模型,以接触单元模拟缓倾角的软弱结构面,以concrete本构模型模拟混凝土材料在地震中的开裂、压碎动态特性,以Mohr-Coulomb本构模型模拟地基岩体材料在地震中的塑性屈服特性,分析了坝体位移、应力、接触面状态及极限抗震能力,研究了非溢流坝段在不同概率等级地震作用下的地震响应与破坏模式,并对复杂层状坝基重力坝的安全性能进行整体评价。结果表明,复杂层状地基结构的重力坝在地震中层间接触面能够产生一定滑移,但对坝体的应力和极限抗震能力影响不大。     

坝后背管承载性能研究进展

以理论分析法、模型试验与原型观测法、有限单元法为线索总结了近年来坝后背管承载性能的研究成果。重点评析了管道外包混凝土开裂前后应力状态的计算方法、外包混凝土裂缝宽度的计算方法、提高管道耐久性的措施、有限单元法在坝后背管中的应用。提出了需要进一步深入研究的问题,包括合理的钢材配置计算方法、钢衬外包混凝土裂缝控制研究、非线性承载性能和破坏机理研究、动力承载性能研究、温度控制和温度应力分析、新型材料和新型结构型式研究等。     

大升程碾压混凝土翻升模板施工安全特性研究

针对碾压混凝土6.2m翻升模板施工工艺的安全问题,基于有限元原理,借助ADINA软件建立大模板整体结构三维有限元模型,模拟了碾压混凝土模板在各浇筑时间荷载工况下的形变和应力最大值,并以澜沧江乌弄龙水电站碾压混凝土工程组合大模板为例,获取现场浇筑中应变试验实测值与有限元模拟结果进行对比。结果表明,6.2m模板满足施工安全性要求,基于三维有限元仿真分析模板变形量和应力符合安全性要求并未超出设计容许值,结合现场试验实测数据也验证了有限元分析的准确性和有效性,可为其他大模板安全施工提供借鉴。     

大功率机车柴油机气缸盖热负荷研究

对R16V280ZJ型柴油机额定工况和部分负荷工况气缸盖底板的温度分布进行了试验研究,并对气缸盖进行了额定工况下温度场、热流量场、热变形和热应力的有限元分析。结果表明,温度场计算结果与试验结果基本吻合,排气门过桥处存在较大的热负荷。