妙隘水库导流隧洞衬砌结构有限元分析及配筋计算

第30卷　第6期太　原　理　工　大　学　学　报vol130　no16 1999年11月journaloftaiyuanuniversityoftechnologynov.1999 　　文章编号　100729432(1999)0620633205 软基大型涵洞衬砌结构有限元分析 孙建生 ① (太原理工大学建筑与环境工程学院) 摘　要　模拟填筑分层加载过程,采用非线性填筑土体与衬砌结构联合作用的有限元方法,确 定涵洞衬砌周边土体压力及其分布规律,并进行相应的结构内力计算。 关键词　填土压力;涵洞衬砌;有限元分析 中图分类号　tv311;tv65212　　　文献标识码　a 0　引　言 软基上填埋式涵洞衬砌结构计算,在水利工程 中是经常遇到的工程问题。通常采用结构力学及弹 性

根据某水电站引水系统实际情况,采用ansys三维非线性有限元法,建立其引水系统中新建引水隧洞的三维有限元模型;并对引水隧洞的衬砌结构进行分析。验证衬砌方案和支护参数的合理性;同时提供衬砌配筋计算结果及优化建议,论证现有衬砌和支护方案合理性,补充和完善加固处理措施。结果表明,引水隧洞各段衬砌在各个工况下,水平位移最大值为0.41mm,出现在侧面;垂直向最大位移为-6.53mm,出现在顶拱处。衬砌最大第一主应力为拉应力,其值为2.33mpa,发生于工况四,出现在顶拱处;衬砌最大第三主应力为压应力,其值为-8.19mpa,发生于工况二,出现在衬砌侧面。由于衬砌c25混凝土的抗压强度为17mpa,故衬砌结构安全。衬砌采取单层筋布置,各段环向配筋φ20@200mm,纵向钢筋φ12@300mm,考虑到方圆渐变段的应力状态较为复杂,优化设计后建议采用50cm厚的衬砌方案。

对于非板、梁、柱及杆系等较为复杂的水工结构,采用有限单元法计算,不仅可适应结构体型以及边界条件的复杂性,而且可以较为准确地得出结构变形情况及内部应力的分布,进而依据应力分布计算截面配筋量。结合夹岩水利枢纽坝后厂房工程实例,建立三维有限元模型,分析了厂房变形特征,并根据应力计算结果分析了结构所需的配筋量。

对于非板、梁、柱及杆系等较为复杂的水工结构,采用有限单元法计算,不仅可适应结构体型以及边界条件的复杂性,而且可以较为准确地得出结构变形情况及内部应力的分布,进而依据应力分布计算截面配筋量.结合夹岩水利枢纽坝后厂房工程实例,建立三维有限元模型,分析了厂房变形特征,并根据应力计算结果分析了结构所需的配筋量.

文章利用有限元的方法建立模型分析了导流洞的变形特性,介绍了各不同工况下(包括:度汛工况、封堵工况、施工工况)导流洞所承受的不同荷载组合,并结合计算结果研究了洞边衬砌段的变形特征。

文章运用荷载—结构计算方法,把隧道衬砌简化成合理的计算力学模型,并运用有限元方法进行数值内力计算,对其进行了结构分析。该计算方法计算精度可靠,过程简单明了,避免了结构力学计算法中内力集中的缺点。

对黄土隧洞与建筑物连体结构（以下简称连体结构）应用有限元方法进行了空间和平面静力分析，探讨了连体结构计算方法．分析过程中选用了不同的计算模型，经过大量的计算与分析比较，提出了一种反映实际受力特性的可供结构设计采用的平面分析模型，具有重要的现实意义和社会意义．

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1 汽车结构有限元分析技术(ansys) 课程编码：202062课程英文译名：thefiniteelementanalysisofautomobile structure 课程类别：专业选修课 开课对象：车辆工程开课学期：第7学期 学分：2.5学分；总学时：40学时；理论课学时：32学时； 实验学时：0学时；上机学时：8学时 先修课程：理论力学、材料力学、汽车构造、汽车理论 教材：黄国权，有限元法基础及ansys应用，北京：机械工业出版社，2004 参考书： 【1】朱伯芳．有限单元法原理和应用（第二版）．北京：中国水利水电出版社，1998 【2】丁皓江，何福保．弹性和塑性力学中的有限元法．北京：机械工业出版社，1992 【3】蒋孝煜．有限元法基础．北京：清华大学出版社，1992 【4】

导流隧洞广泛应用于工程建设中,钢筋混凝土衬砌支护也是目前导流隧洞的主要支护方式。采用非线性有限元分析方法,对某水电站导流隧洞洞身特征断面进行了计算,并引入了点点接触单元,对在内水作用下围岩和钢筋混凝土衬砌之间存在初始缝隙时的联合承载特性进行了分析;引入了接缝单元,对围岩与钢筋混凝土衬砌接触部分在外水作用下的工作特性进行模拟,分析了衬砌与围岩接触面强度对衬砌应力的影响,研究结果对其他导流隧洞衬砌结构设计和施工具有一定的指导意义。

【目的】针对目前水工压力隧洞配筋设计中公式法、边值法和一般有限元法计算结果差异较大,使工程设计人员难以决断的问题,建立更符合压力隧洞实际工作性态的配筋计算方法。【方法】在剖析现有计算方法基本假定的基础上,建立了一套数值模拟方法,即采用katona裂缝单元模拟衬砌中的裂缝,通过特殊的钢筋及跨缝筋单元模拟钢筋与混凝土相互作用及跨缝处作用机制,推求较为真实的衬砌应力、钢筋应力及裂缝宽度,然后根据设计条件确定配筋方案。【结果】采用建立的数值分析方法,对金沙江鲁地拉水电站压力引水隧洞进行对比计算分析,结果显示,当内水压力水头为1.3mpa(130m)、围岩为ⅳ类时,采用建议方法得到的配筋方案为5φ25(4900mm2),介于边值法20φ30(28260mm2)和公式法3φ16(1200mm2)之间。【结论】利用所建立的计算方法得到的配筋结果与实际较为吻合,能够帮助设计人员合理确定水工压力隧洞配筋方案。

通过在微机上用sap5有限元法对施工升降机的钢结构进行受力分析和结构优化计算,对各种型式施工升降机的钢结构设计和优化提出了新的设计方法和实用软件程序。

通过在微机上用sap5有限元法对施工升降机的钢结构进行受力分析和结构优化计算,对各种型式施工升降机的钢结构设计和优化提出了新的设计方法和实用软件程序。

通过在微机上用sap5有限元法对施工升降机的钢结构进行受力分析和结构优化计算,对各种型式施工升降机的钢结构设计和优化提出了新的设计方法和实用软件程序。

应用通用有限元分析软件ansys对一种型号的模板台车建立了比较完善的有限元模型,对台车各种工况下结构的应力和变形进行计算,找出了模板台车结构中存在的不足,并提出了改进措施,从而为模板台车的优化设计、参数设计及使用提供依据。

岩体的稳定性分析是工程地质和岩体力学非常重要的研究课题,而喷锚支护和衬砌对隧洞围岩稳定性起到重要的作用。通过有限元模拟了隧洞在施工过程和运行过程中围岩和衬砌结构变形规律,为围岩和结构稳定性分析提供依据。

竖向配筋砖砌体抗震性能试验研究及有限元分析

　2000年10月 水　　利　　学　　报 shuili　　xuebao第10期 收稿日期:1999211202 作者简介:孙建生(1958-),男,山西太谷人,硕士,主要研究方向水工结构及水工结构抗震. 文章编号:055929350(2000)1020056205 软基底板外伸式涵洞衬砌结构的有限元分析 孙建生1 (11太原理工大学水利系,山西太原　030024) 摘　要:本文采用填筑土体应力应变非线性双曲线模型,提出模拟涵洞施工分层填筑加载过程及填筑土体与衬 砌结构联合作用的有限元分析方法,得出软基底板外伸式大型涵洞衬砌结构内力及衬砌周边填筑土体压力、开 挖基面上边荷载的分布规律.计算成果已为实际工程设计采用. 关键词:涵洞衬砌;填土压力;非线性有限元 中图分类号:tv3

在传统设计理论提出堵头结构初步设计成果的基础上,使用大型通用有限元软件ansys,分析导流隧洞堵头结构在封堵工况下的应力、变形分布规律,并采用整体安全系数法进行堵头结构的整体抗滑稳定分析;然后,对初步设计的堵头结构进行优化设计,使堵头结构更加经济合理。结果表明,有限单元法对采用传统设计方法得到的堵头设计成果具有较大的优化作用,可以为堵头设计方法的改进提供参考。

针对tlj900型架桥机,分析了计算工况及计算载荷,用ansys软件建立shell63弹性壳单元模型,对金属结构的连接、约束、载荷进行有效处理,对各工况应力、变形等进行计算。

根据某公司提供的升降施工平台结构尺寸,利用ansa和ansys软件接口,采用精度较高的三维实体单元准确建立施工升降平台结构的有限元模型,并对其进行4种工况下结构的安全校核模拟计算。计算结果表明,工况1、3和工况2、4下作用载荷成线性,仅需考虑最危险载荷工况3和工况4；任意工况下升降施工平台最危险位置发生在风载作用的顶部网框横杆与竖杆焊接处,计算结果符合强度要求。分析结果可为施工平台的结构设计与改进提供参考依据。

以某大型门式启闭机为对象,利用大型有限元分析软件ansys,按实际结构和工况对其进行静力特性和模态分析,从强度和静态刚性两方面对该门式启闭机门架结构设计方案进行评价,并根据固有频率和振型,提出了该门式启闭机应当避免的工作条件建议.