大型钢衬混凝土筒型结构分析计算

发布时间：2017-04-17 18:23

  本文关键词：大型钢衬混凝土筒型结构分析计算，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：钢衬钢筋混凝土筒型结构及管型结构在工程上得到广泛的应用。诸如钢筋混凝土压力管道、调压井井筒等结构,在其内壁设置钢衬,更能发挥结构的安全性和经济性。钢衬表现为圆柱薄壳结构,这种结构因其大直径和薄壁厚而极容易发生失稳,吸引了大量的学者对其稳定性进行研究。在大型混凝土筒型结构内设置钢板衬砌,可有效地控制其运行时筒内水压对混凝土衬砌挤压所造成扩张失稳、裂缝开展等问题,能大大降低混凝土用量,同时解决了渗漏问题。钢板在筒内呈圆柱薄壳形式,薄壳结构在外压作用下最主要的破坏形式是屈曲。在施工布置时,由于材料收缩性质不同,施工冷却后因收缩导致钢板与周围混凝土产生缝隙。为保证钢衬的正常使用,需对缝隙进行接触灌浆处理。为防止钢衬在灌浆外压作用下发生屈曲,要施加合理的灌浆压力,并增加辅助防屈曲设施。本文以某水电站调压井工程为例,依托有限元模拟技术,借助有限元软件对工程施工进行仿真模拟。采用有限元特征值屈曲分析方法,对井筒内钢板衬砌的有限元模型进行分析,提取屈曲特征值,预测结构的临界屈曲载荷。根据钢衬圆筒的防屈曲性能,提出在钢衬圆筒布置环向槽钢肋的方案,以增强结构的防屈曲性能,在施工时达到施工速度和结构稳定的平衡。本文还针对不同工况下井筒钢衬和混凝土衬砌联合受力等问题进行讨论与研究,主要讨论了井筒素混凝土衬砌的强度,及缝隙闭合前、后结构的受力问题。分析在正常蓄水位工况和最高涌浪工况下,钢衬和外包混凝土联合工作机理,以及结构的强度变化,并做配筋设计。本文通过对大型钢衬混凝土筒型结构的研究,对圆柱薄壳结构屈曲及防屈曲性能有了全面的认识,对钢衬与外包混凝土结构联合受力有了更深刻的了解。本文将理论知识用于分析解决工程中的实际问题,对工程建设具有指导意义。
【关键词】：圆柱薄壳 钢衬 屈曲 调压井 混凝土 有限元
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV33
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 选题的目的及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.3 论文的主要内容14-16
• 第二章 外压作用下圆柱薄壳的屈曲16-32
• 2.1 引言16
• 2.2 屈曲分析方法16-22
• 2.3 基本方程22-26
• 2.4 线性屈曲控制方程26-27
• 2.5 均匀外压下的圆柱薄壳屈曲27-30
• 2.6 本章小结30-32
• 第三章 钢衬结构屈曲的有限元分析32-48
• 3.1 引言32
• 3.2 屈曲特征值预测32-37
• 3.3 外压圆柱薄壳屈曲的有限元分析37-43
• 3.4 井筒钢衬在外压作用下的屈曲分析43-46
• 3.5 本章小结46-48
• 第四章 防止钢衬屈曲的措施48-62
• 4.1 引言48
• 4.2 钢衬加肋第一方案分析48-52
• 4.3 钢衬加肋第二方案分析52-56
• 4.4 钢衬加肋第三方案分析56-57
• 4.5 钢衬加肋第四方案分析57-60
• 4.6 本章小结60-62
• 第五章 井筒钢衬与混凝土衬砌联合受力分析62-84
• 5.1 引言62
• 5.2 半地下式圆筒结构计算62-66
• 5.3 调压井结构有限元模型建立66-68
• 5.4 调压井施工过程模拟68-72
• 5.5 钢衬与混凝土衬砌联合受力分析72-81
• 5.6 本章小结81-84
• 第六章 结论和展望84-86
• 6.1 结论84-85
• 6.2 研究展望85-86
• 致谢86-88
• 参考文献88-92
• 附录A92-94
• 模拟调压井开挖施工过程的分析步输入文件92-94
• 附录B94
• 攻读硕士学位期间发表的专利94
• 攻读硕士学位期间发表的论文94

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 张萍;郑东健;张献法;;基于Hyper Mesh软件的复杂地质工程有限元建模[J];长江科学院院报;2008年02期

2 曲家棣,朱福根,杨士朋,徐汉涛;均匀外压圆柱薄壳弹性稳定性的实验研究[J];固体力学学报;1980年01期

3 金晶,吴新跃;有限元网格划分相关问题分析研究[J];计算机辅助工程;2005年02期

4 黄宝宗,任文敏;Koiter稳定理论及其应用[J];力学进展;1987年01期

5 沈惠申;;正交铺设层合圆柱薄壳在外压作用下的屈曲和后屈曲[J];上海交通大学学报;1992年01期

6 沈惠申,陈铁云;圆柱薄壳在外压作用下屈曲的边界层理论[J];应用数学和力学;1988年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 叶凌伟;外压锥壳有限元模拟研究[D];浙江工业大学;2013年

  本文关键词：大型钢衬混凝土筒型结构分析计算，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：314060