基于三维有限元的孔口结构应力分析和配筋研究

发布时间：2021-04-09 20:29

　　当前,坝内开孔泄流已成为坝工结构设计主流趋势,但坝体开孔孔口应力集中会使孔口周围混凝土产生裂缝从而导致坝体破坏,适当配筋能够较好地避免该问题。本文以某水电站为例,建立三维有限元模型,采用三维线弹性有限元法对冲沙底孔周边混凝土结构典型部位进行应力分析,评价其应力状态,并以"静力应力为辅、动力分析为主"为基础,进行动力配筋设计。结果表明,配筋满足动力作用下结构安全性要求,为坝工孔口结构动力配筋设计提供了参考依据。 

【文章来源】：水电站设计. 2020,36(03)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

冲沙底孔坝段有限元模型

由正常蓄水位下正常运行状态(持久工况)冲沙孔孔身段应力计算成果(见表1)可以看出，冲沙孔孔身段最大主应力以及横河向正应力约为1.34MPa，大于C9025混凝土有限元计算允许静态拉应力0.59 MPa，拉应力区出现在冲沙孔顶板和底板靠边墙部位。冲沙孔孔身段顺河向正应力最大值为0.2MPa，拉应力区在孔口两侧边墙缝面区域，顶板和底板的顺河向应力均为压应力。冲沙孔孔身段的垂直向正应力最大值为0.26 MPa，拉应力区分布在两侧边墙缝面区域，顶板和底板的垂直向应力基本为压应力。冲沙孔孔身段最小主应力值为2.8 MPa，远小于C9025混凝土的有限元计算允许静态抗压强度值5.82 MPa，具有较大安全裕度。2.3 动力计算成果分析

本文根据三维线弹性有限元法对冲沙底孔周边混凝土结构典型部位进行应力分析评价和动力配筋设计，结果与其他已建工程配筋量分配情况基本一致。这对水电站孔口配筋设计具有实际应用价值，也为今后混凝土坝孔口的抗震设计提供了参考。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于有限元单元法的混凝土结构配筋方法研究[J]. 韩玉莲,赵继勋,高阳,王磊,张晓磊.  水科学与工程技术. 2011(04)



本文编号：3128265