国家自然科学基金(51179141)
- 作品数：37 被引量：162H指数：8
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- 相关机构：武汉大学长江科学院中华人民共和国水利部更多>>
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- 主副厂房不同连接形式对GIS室抗震性能的影响
- 2015年
- 厂房结构的抗震安全对于水电站正常稳定运行意义重大。结合某贯流式水电站的工程实例,通过建立包括主、副厂房和基岩在内的厂房坝段整体三维有限元模型,研究了主厂房屋面网架与排架柱不同连接形式、主副厂房间不同连接形式下厂房结构的固有振动特性,并对振源进行了分析和共振校核。采用反应谱分析法分析了该贯流式水电站厂房的抗震性,研究了地震荷载作用下与GIS室相连接的主厂房下游排架柱和副厂房上下游排架柱地震反应的影响规律。结果表明,主厂房屋面网架与排架柱铰接,且主副厂房间整体连接可明显提高副厂房中GIS室的刚度和抗震性能,研究结果可应用于实际工程。
- 陈天恩伍鹤皋张智敏傅丹
- 关键词：水工结构连接形式抗震分析
- 水电站充水保压蜗壳间隙闭合及接触传力特性被引量：5
- 2014年
- 充水保压蜗壳结构的受力和变形与保压间隙的闭合特性直接相关,进口结构连接形式对保压间隙的闭合特性存在潜在的影响.为此,采用有限元法模拟保压蜗壳施工到运行全过程.结果表明:保压间隙具有显著的提前闭合特性,提前闭合区从进口断面和45°断面外侧、270°断面内侧开始,随内水压力的增大逐渐扩展;达到保压水头时,未闭合区与最先闭合区空间上相对.伸缩节过缝时设置止推环或者引水钢管与蜗壳直接相连都能有效延迟保压间隙提前闭合的时机,对外围混凝土大部分截面的受力有利,座环承担的不平衡水推力和扭矩减小约50%.采用简化算法时,蜗壳外围混凝土大部分特征截面的合力明显偏小,且机墩上抬变形偏小30%~40%,可能导致设计不安全.
- 傅丹伍鹤皋胡蕾
- 关键词：水工结构充水保压蜗壳座环伸缩节
- 冲击式水轮机配水环管和厂房结构静动力承载性能研究被引量：3
- 2014年
- 为研究冲击式水轮机配水环管在高内水压力作用下的损伤特征,及其对结构动力特性的影响,基于混凝土塑性损伤模型,对配水环管和厂房结构进行非线性有限元静力分析,并在此基础上计算结构的自振特性和机组振动荷载作用下的动力响应。结果表明:配水环管虽保压埋设,但由于内压较高,配水环管外围混凝土在管顶、管腰内侧和岔管处仍易出现损伤,且管顶和管腰的损伤贯穿至混凝土表面,大部分内水压力由钢衬和钢筋承担;分岔处应力集中明显,但因管径较小,钢衬厚度较大,钢衬和钢筋的应力仍能满足安全需要。配水环管外围混凝土的损伤,使局部结构刚度降低,导致机墩不均匀上抬变形和振动响应有所增加,但不会对整体结构的承载力造成明显影响。
- 石长征伍鹤皋江畅
- 关键词：水电站冲击式水轮机配水环管混凝土损伤自振特性
- 河床式水电站混凝土蜗壳抗裂和限裂研究被引量：2
- 2015年
- 结合某河床式水电站工程实际,对混凝土蜗壳结构进行了三维非线性有限元分析,探讨了钢纤维混凝土、环氧砂浆等材料在蜗壳抗裂和限裂方面的作用。研究表明:混凝土蜗壳虽承受水头不高,但孔口尺寸较大,在蜗壳顶板、底板与边墙相交处、机墩等部位易发生开裂;对规模较大的混凝土蜗壳,采用高强混凝土或钢纤维混凝土可减轻混凝土损伤,但抗裂效果并不显著,且带来水化热较大、施工工艺复杂等问题,可根据实际情况选择强度较低的混凝土,限制结构裂缝宽度在允许范围内,并做好防渗措施;在蜗壳混凝土内表面设钢衬或环氧砂浆涂层均是有效的防渗措施,亦可承担部分荷载,有助于控制裂缝宽度,但环氧砂浆存在老化、脱落等问题,耐久性低于钢衬。
- 石长征伍鹤皋金健陈小东
- 关键词：水工结构混凝土蜗壳环氧砂浆
- 渐变段钢衬结构与围岩联合承载优化设计被引量：3
- 2015年
- 以某国外水电站进水口钢衬方变圆渐变段为研究对象,采用三维有限元法分别计算了渐变段在正常运行工况和放空检修工况下的应力和位移。渐变段钢衬单独承载和渐变段加劲环翼缘与围岩联合承载的计算结果对比表明,围岩可有效缓解管壳和加劲环的应力集中。采用联合承载设计可优化渐变段体形,减小加劲环截面的高度。建议在以后的渐变段结构设计中,加劲环增设翼缘,并适当考虑围岩联合承载。
- 汪剑国伍鹤皋石长征苏凯
- 关键词：水工结构加劲环体形优化
- 水电站坝下游面钢衬钢筋混凝土管道损伤和承载特性被引量：5
- 2014年
- 基于混凝土塑性损伤模型,对某水电站坝下游面钢衬钢筋混凝土管道的损伤和承载特性进行了非线性有限元分析.结果表明:在正常运行工况下,裂缝主要出现在位于坝体之外的背管部分,数条贯穿性裂缝将由主变平台延伸至上弯段;主变平台附近管道受力状态复杂,管道断面出现贯通性损伤,可能出现短小而密集的裂缝;温度变化对结构受力影响明显,特别是温降荷载将引起管道外侧损伤区进一步发展,靠近管壁外侧的钢筋拉应力明显上升,因此应注意管道表面的保温和防护.
- 石长征伍鹤皋
- 关键词：水工结构钢衬钢筋混凝土管道温度作用
- 充水保压蜗壳三维非线性仿真与承载力研究被引量：6
- 2013年
- 基于混凝土弹塑性损伤模型和接触非线性理论,采用仿真算法对充水保压蜗壳进行三维非线性仿真分析并对其进行超载计算,研究内水压力上升过程中钢蜗壳和钢筋应力、外围混凝土损伤区、机墩结构位移和座环变形的变化规律以及结构的超载能力。结果表明,内水压力达到保压值以前,钢蜗壳几乎处于单独承载状态,应力增加较快;在设计内水压力作用下,外围混凝土局部有较小范围的损伤,钢筋应力较小;超载系数大于1.1以后,外围混凝土的损伤区域和损伤程度迅速增大,机墩和座环的变形明显;但超载系数达到1.5时,蜗壳结构仍然具备一定的安全裕度。三维非线性仿真算法更加符合工程实际,应该在充水保压蜗壳结构的设计和研究中推广采用。
- 刘波刘健华伍鹤皋
- 关键词：水工结构承载力充水保压蜗壳
- 水电站垫层蜗壳座环传力机理研究被引量：2
- 2014年
- 本文结合国内两个典型的巨型水电站,基于单元结点力的方法对坝后式水电站伸缩节过缝和垫层管过缝条件下蜗壳座环的受力特性展开了研究,探讨了对座环受力较优的垫层平面铺设范围。研究结果表明,两类过缝措施条件下,座环承受最小不平衡力的垫层平面铺设范围为45°之前或270°断面之后;而对座环承受不平衡扭矩而言,则无明显的最优垫层平面铺设范围。垫层蜗壳采用伸缩节过缝时,止推环对座环承受水流向不平衡力及不平衡扭矩的改善效果明显且稳定;而垫层管过缝时,止推环的作用效果不明显,此时引水钢管已经起到了止推环的作用。在单机容量基本一致且采用垫层蜗壳埋设方式的条件下,高水头电站座环承受的水平面内不平衡力和不平衡扭矩更大,座环的受力更应该引起重视。
- 傅丹伍鹤皋胡蕾李浩
- 关键词：水工结构传力机理垫层蜗壳
- 水电站充水保压蜗壳初始保压间隙的构造方法被引量：2
- 2017年
- 充水保压蜗壳初始保压间隙的高效模拟是仿真算法的难点之一,为弥补传统仿真算法的不足,以ABAQUS为平台,开展数值模拟试验,提出在蜗壳与外围混凝土传力面上设置铰接-接触单元,并结合单元生死技术的初始保压间隙构造方法;之后以国内某大型水电站蜗壳结构为例,分别采用传统仿真算法和新算法模拟了蜗壳打压、卸压过程中典型断面保压间隙的过程。结果表明,新算法所得初始间隙的空间分布规律与传统算法完全一致,且新算法可一次完成、原理简单、易于掌握,尤其对于三维计算效率更高,可进行推广应用。
- 傅丹伍鹤皋
- 关键词：水工结构
- 埋藏式月牙肋钢岔管布置形式选择和承载特性研究被引量：10
- 2014年
- 本文结合某抽水蓄能电站埋藏式月牙肋钢岔管的实际,采用三维有限元方法,研究不同围岩条件下钢岔管布置形式选择和围岩承载特性。计算结果表明:对于大HD值埋藏式钢岔管,围岩条件较差时对称布置明显优于非对称布置,但围岩条件较好时其优势不再明显,所以不应强调任何条件下都采用对称布置;另外,国内目前把钢岔管外围岩体承载比统一控制在30%以内,往往导致围岩条件较好时埋藏式钢岔管设计管壁厚度反而大于围岩条件相对较差时的设计厚度,这显然是不合理的,应根据不同的围岩条件对承载比进行相应控制,围岩条件较好时应放宽承载比为30%的限制。
- 周彩荣伍鹤皋石长征
- 关键词：水工结构布置形式
