【期刊信息】

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刊名:水动力学研究与进展
主办:中国船舶科学研究中心
ISSN:1001-6058
CN:31-1563/T
语言:中文
周期:双月刊
被引频次:9745
数据库收录:
CSCD中国科学引文库(2017-2018);期刊分类:水利建筑

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河道防洪枢纽控制工程中栅墩纵梁参数对结构动(3)

来源:水动力学研究与进展 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-07-22

作者:网站采编

关键词:

【摘要】4 纵梁截面体型综合设计方案分析 前文均是在纵梁截面单一设计参数变量条件下研究闸墩应力变形变化特征,而针对综合尺寸影响特性研究较少。本文基于

4 纵梁截面体型综合设计方案分析

前文均是在纵梁截面单一设计参数变量条件下研究闸墩应力变形变化特征,而针对综合尺寸影响特性研究较少。本文基于纵梁截面体型高度设计参数不低于宽度这一准则,共设计出10个研究方案,即高、宽分别设计为2 m×2 m(a方案)、2 m×1.5 m(b方案)、2 m×1 m(c方案)、2 m×0.5 m(d方案)、1.5 m×1.5 m(e方案)、1.5 m×1 m(f方案)、1.5 m×0.5 m(g方案)、1 m×1 m(h方案)、1 m×0.5 m(i方案)、0.5 m×0.5 m(j方案),典型设计方案截面体型见图10。

图10 典型设计方案截面体型示意图

4.1 综合设计方案应力变形特征

图11为计算获得各设计方案下最大拉应力、栅墩位移变化特征。从图11(a)可看出,纵梁截面体型所占面积愈大,则纵梁拉应力愈大,a、b两方案纵梁拉应力最大可达9.2 MPa,e方案纵梁拉应力达9 MPa,当截面体型设计参数为j方案时,其最大拉应力相比a方案降低23.9%,即截面体型面积不应过大,应保持在0.25 m2以下。栅墩承台最大拉应力基本随截面积增大而递减,在截面高、宽均为2 m时,栅墩承台最大拉应力为9.1 MPa,而截面高、宽分别为i、j方案后,其最大拉应力相比a方案分别降低17.6%和19.8%。腰墙最大拉应力最大不超过3.1 MPa,但当截面高、宽均低于1.5 m后,腰墙最大拉应力均低于3 MPa,i、j方案腰墙最大拉应力分别为2和2.2 MPa。

另一方面从栅墩各向位移特征来看,X向位移基本随截面体型变化稳定在14 mm左右;Y向位移亦是如此,长期稳定在13.8 mm左右;Z向位移相比X、Y向位移均较小,其在各设计方案中整体稍有增大,但增幅较小。j方案位移值为4.41 mm,相比a方案Z向位移增大14%。

4.2 综合设计方案比选

综合各设计方案及截面高度、宽度影响因素,本文认为截面高度、宽度均为0.5 m时,不论是动力响应下的最大拉应力亦或是位移特征,均处于较安全状态,图12、图13即为该方案下各特征部位应力分布、位移响应特征。由应力分布云图可看出,闸墩横纵梁上最大拉应力分布区域并不较多,最大拉应力所处区域并不影响闸墩横纵梁整体安全抗震设计;而腰墙上最大拉应力仅为2.3 MPa,分布在墙边缘侧,分布范围亦较小。栅墩各向动力响应位移亦较小,特别是Z向沉降位移无显著聚集性分布带,因而选择j方案最为合理。

图11 综合因素设计方案下动力响应特征

图12 各特征部位应力分布特征

图13 各特征部位位移响应特征

5 结 论

1) 纵梁最大拉应力与截面高度参数为正相关关系;但栅墩承台最大拉应力与截面高度并无显著关联性,各截面高度下均稳定在9 MPa;腰墙上最大拉应力相比前两者均较小,在截面高度1 m后随高度参数逐渐增大。

2) 栅墩X、Y向位移与截面高度参数并无显著关联性,分别稳定在14和13.7 mm;Z向位移随截面高度增大而递减,但降低幅度较小,截面高度为1.5和2 m时的位移值相比高度0.5 m分别降低6.8%和9.1%。

3) 纵梁与腰墙上的最大拉应力均随截面宽度参数增大而稍有增幅,在宽度1.5 m后增长停滞;栅墩承台最大拉应力随截面宽度设计参数增大而递减,宽度1.5和2 m时最大拉应力相比宽度0.5 m时分别降低6.6%、9.8%。

4) 栅墩X、Y、Z向位移随截面宽度设计参数几乎无较大变化,X、Y向位移均稳定在14 mm;Z向位移随宽度参数增大而稍有降低,在宽度2 m时位移相比宽度0.5 m时降低4.6%。

5) 综合截面体型设计参数研究得到,截面积愈大,纵梁拉应力愈大,栅墩承台最大拉应力随截面积增大而递减,腰墙最大拉应力最大不超过3.1 MPa;栅墩X、Y向位移基本不变,分别稳定在14和13.8 mm,Z向位移稍有增大,最大增幅仅为14%;综合各设计参数影响因素确定截面高度、宽度均为0.5 m时,闸墩抗震性能最佳。

[1] 柳莹,李江,黄涛,等.复杂地震背景下新疆高土石坝抗震设计与应用实践[J].水利水电技术,2019,50(12):80-89.

[2] 肖飒. 玄武岩纤维布加固火灾后钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究[D].郑州:华北水利水电大学,2016.

[3] 杜玉涛,乐斌,朱彤,等.模拟拱坝坝体-库水相互作用的振动台动力模型试验研究[J].水利与建筑工程学报,2018,16(4):209-214.

[4] 魏国利,冯新,张宇,等.结构缝对高碾压混凝土拱坝抗震性能的影响分析[J].水利与建筑工程学报,2016,14(3):65-71.

[5] 杨正权,刘小生,刘启旺,等.两河口高土石坝动力特性振动台模型试验研究[J].水利学报,2011,42(10):1226-1233.


文章来源:《水动力学研究与进展》 网址: http://www.sdlxyjyjzzz.cn/qikandaodu/2021/0722/637.html


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