閘室結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力分析及上部框架優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、近二三十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外水利水電事業(yè)蓬勃發(fā)展，水閘作為既能擋水，又能泄水的建筑物，因此它兼有擋水建筑物和泄水建筑物的工作特點(diǎn)，閘墩及上部排架為水閘很重要的一部分，其分析與設(shè)計(jì)工作是必要的。 工程界常采用等效靜力法或建立在地基剛性基礎(chǔ)上的簡(jiǎn)化動(dòng)力法對(duì)水閘結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，這些方法對(duì)建在壩體上部的閘室結(jié)構(gòu)是可行的，并能使工程計(jì)算得到合理的簡(jiǎn)化，但這些方法卻無(wú)法考慮水、地基和結(jié)構(gòu)動(dòng)力的相互作用對(duì)上部結(jié)構(gòu)應(yīng)力和變形的影響。本論文系統(tǒng)地研究了利用

2、空間有限元理論對(duì)閘室整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜動(dòng)力分析，在此基礎(chǔ)上，對(duì)上部排架提出了優(yōu)化模型并進(jìn)行了優(yōu)化。 本文主要研究了空間水閘結(jié)構(gòu)計(jì)算的有限元法，將閘墩、地基、底板和上部排架作為一個(gè)整體建立空間有限元模型，進(jìn)行靜動(dòng)力分析，并得出相應(yīng)合理的結(jié)論。另外還研究了振型分解反應(yīng)譜法在空間水閘整體模型動(dòng)力計(jì)算中的應(yīng)用，并用擬靜力法對(duì)上部排架進(jìn)行動(dòng)力效應(yīng)計(jì)算。 本文主要采用大型有限元軟件ANSYS，對(duì)橄欖壩水電站攔河閘工程結(jié)構(gòu)和地基進(jìn)行三維有

3、限元靜力分析和動(dòng)力響應(yīng)分析。整體模型靜力分析采用彈性材料進(jìn)行模擬，動(dòng)力分析采用模態(tài)分析并結(jié)合加速度反應(yīng)譜法進(jìn)行；單獨(dú)計(jì)算上部排架時(shí)利用擬靜力法進(jìn)行動(dòng)力效應(yīng)分析。分析計(jì)算結(jié)構(gòu)在正常蓄水位、校核洪水位、閘墩兩側(cè)產(chǎn)生水位差和地震作用下，整體結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力分布狀況，求出了結(jié)構(gòu)的自振特性和順河向、橫河向地震作用下的動(dòng)力反應(yīng)，分別對(duì)閘墩及上部排架的安全和全理性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。 此外，本文還利用ANSYS軟件中的優(yōu)化模塊對(duì)上部排架進(jìn)行截面優(yōu)化設(shè)