【摘要】：為研究閘墩內型鋼布置形式對閘墩工作性能的影響,依據(jù)弧門支座附近閘墩局部受拉區(qū)配鋼量不變原則,基于ANSYS軟件建立不同布置形式的型鋼混凝土閘墩模型,分別從閘墩位移、應力、裂縫分布和承載能力4個方面對閘墩內型鋼布置角度和數(shù)量對閘墩工作性能的影響進行對比分析,得出型鋼布置形式對型鋼混凝土閘墩工作性能的影響規(guī)律。結果表明:對稱荷載作用下,隨著型鋼數(shù)量增加,型鋼混凝土閘墩位移、應力逐漸減小,承載能力逐漸增強;非對稱荷載作用下,隨型鋼數(shù)量的增加,閘墩位移先減小后增大,閘墩應力變化不明顯,閘墩承載能力先增強后減弱;保持型鋼數(shù)量不變,隨著布置角度的增加,型鋼混凝土閘墩位移、應力先減小后增大,型鋼布置擴展角為20°~30°時,閘墩裂縫擴散速度較慢。綜合考慮,提出型鋼混凝土閘墩內采用三根型鋼以25°擴展角進行布置時為較好布置形式,這一結論在型鋼混凝土閘墩設計中具有推廣和應用價值。
【圖文】：

N，此模型適用于VonMises屈服準則［9］。型鋼與混凝土單元進行耦合處理，為避免因局部施加荷載而出現(xiàn)假收斂與實際不符，在支座處施加均布面力，收斂準則采用二范數(shù)準則。目前水工大體積結構的型鋼混凝土粘結滑移的研究尚未有成熟結論，初步研究［10］表明，，滑移影響主要體現(xiàn)在型鋼與墩體接觸位置的局部輕微變化。本文主要研究型鋼布置形式的影響，是否考慮型鋼和混凝土之間的粘結滑移對各布置方案計算結果的影響不明顯，為了方便研究，故不考慮型鋼和混凝土之間的粘結滑移。型鋼本構關系和有限元模型分別如圖1和圖2所示。圖1型鋼應力─應變關系曲線2布置形式的確定根據(jù)《水工設計手冊》(第二版)設計要求，設計36

張小飛，等∥弧門型鋼混凝土閘墩內型鋼布置形式研究水利水電技術第48卷2017年第7期圖2閘墩有限元模型示意混凝土閘墩的配鋼量可按下列公式進行:閘門兩側均受到牛腿支座推力作用時受拉區(qū)扇形鋼筋的配筋面積為F≤1γdfy∑ni=1Asicosθi(1)閘門受到一側牛腿支座推力作用時受拉區(qū)扇形鋼筋的配筋面積為F≤1γdB'0－ase0+0.5B－a()sfy∑ni=1Asicosθi(2)式中，F(xiàn)為弧門閘墩牛腿支座推力的設計值;γd為結構重要性系數(shù)，取1.2;fy為受拉鋼筋的抗拉強度設計值;as為縱向鋼筋合力點至截面近邊緣的距離;B'0為受拉邊局部受拉鋼筋中心至閘墩另一邊的距離;Asi為閘墩一側受拉有效范圍內的第i根受拉鋼筋的截面面積;θi為第i根受拉鋼筋與弧形閘門施加于牛腿支座推力方向的夾角。由式(1)和式(2)得出閘墩局部受拉區(qū)配置型鋼采用Q345鋼時，型鋼截面積取0.45m2。根據(jù)文獻［8，11］確定型鋼截面尺寸如圖3所示，其表示形式為H×B×T1×Tw。型鋼數(shù)量分別設置為一根、二根和三根，閘墩內圖3型鋼截面示意型鋼布置形式正如圖4所示。在閘墩墩體內布置一根型鋼時，型鋼的尺寸為400mm×400mm×37.5mm×37.5mm;在閘墩墩體內布置兩根型鋼時，型鋼的尺寸為375mm×375mm×20mm×20mm;當在閘墩墩體內布置三根型鋼時，型鋼的尺寸為250mm×250mm×20mm×20mm。型鋼長度設置18m［7］。在閘墩局部受拉區(qū)內［12］型鋼擴展角分別取20°、25°、30°、40°進行研究，型鋼角度布置如圖5所示。圖4型鋼布置形式正視圖圖5型鋼角度布置示意型鋼混凝土閘墩內型鋼數(shù)量、埋置長度和布置角度確定后組合成九種不同布置形式(見表2)，不同型鋼數(shù)量和布置?

【相似文獻】

相關碩士學位論文 前3條

1 曾慶福;保護層厚度對H型鋼混凝土閘墩承載能力的影響研究[D];廣西大學;2014年

2 劉麗華;型鋼混凝土粘結滑移機理及本構關系研究[D];西安建筑科技大學;2005年

3 朱童;型鋼混凝土耐久性的研究[D];西安建筑科技大學;2005年

本文編號：2565027