薄壳渡槽顶沿梁翼稳定计算

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1、薄壳渡槽顶沿梁翼稳定计算摘要:薄壳渡槽顶沿尺寸较小，易产生纵向失稳破坏，以往多根据经验设置拉梁间距、控制顶沿失稳,对其安全程度没有科学的评估。为了实现薄壳渡槽的安全轻薄设计，必须对顶沿受力做出正确评估。薄壳渡槽顶沿梁翼受力比较复杂，为高次超静定结构，本文通过严密的力学推导，提出了力法求解的数学模型，从理论上提出了薄壳渡槽顶沿梁翼合理结构形式。通过在磁右灌区渡槽设计实践，取得了良好效果。关键词:渡槽、梁翼、内力Abstract:shellaqueducttopalongdimensionssmaller,easytoproducelongitudinalins

2、tabilityandfailure,morethaneversetbasedonexperiencepullbeamspacing,controlthetopedgeoftheinstability,thereisnoscientificassessmentofitssafety.InordertoachievethesecurityoftheshellAqueductthindesign,itmustmakeacorrectassessmentofthetopalongtheforce.Morecomplexshelltheaqueducttopalon

3、gthebeamwingforce,forhighhyperstaticgivenstructure,throughrigorousmechanicalderivationproposedforcemethodforsolvingthemathematicalmodel,6reasonablestructureoftheshelltheaqueducttopalongthebeamwingtheoryform.MagnetictheRightIrrigationDistrictflumedesignpractice,andachievedgoodresult

4、s.Keywords:Aqueduct,beamwing,theinternalforce中图分类号：P544+.2文献标识码：A文章编码：薄壳渡槽纵向受力计算一般是按梁结构进行计算。对于顶沿的安全性以往论述较少，由于顶沿尺寸较小，易产生纵向失稳破坏，所以进行安全校核是十分必要的，所以笔者提出安全校核的计算过程如下：6为了结构稳定和施工方便，人们一般将渡槽顶沿梁翼设计为如图1的非对称『型结构形式，而不设计成为图2的对称T形结构形式。这是因为顶沿梁翼（单沿）为非对称『型偏心受压结构时，在纵向力的作用下两沿将产生对称向外的反向变形，在拉梁的约束下形成了一个稳定的

5、结构整体。而图2顶沿梁翼（单个）为对称T型轴心受压结构，在纵向力的作用下两沿失稳时变形方向是随意的，两顶沿有可能产生同向的非对称变形,那时拉梁对顶沿纵向受力稳定将不起任何作用,稳定计算长度为整节槽壳长，顶沿尺寸较小时长细比很大，极易产生失稳破坏。所以多采用图1的结构形式，其稳定计算长度仅为拉梁间距的1/2或2/3，显然这样一来计算的长细比、要比对称结构的长细比小的多。一、纵向受力计算薄壳渡槽的纵向受力一般是按梁结构进行计算，按砼梁进行内力分析，得出配筋量。本文建议按下式计算受拉钢筋承受的拉力N：N=M/H(1)其中：M为纵向弯矩；H为图1所示的有效梁高；H=

6、H0-a1-a2(2)其中：H0为槽壳高；a2为受拉梁筋到槽底的距离；a1为槽顶沿至槽沿形心的距离。根据(1)式计算拉力N进行配筋和一般钢筋砼梁计算不同点是、a1为顶沿形心位置不是砼受压区重心位置。如果按(1)式计算配筋小于规范规定计算配筋，按规范规定配筋。二、渡槽顶沿梁翼的受力计算㈠荷载1、水压产生的均部荷载q1，根据横断面计算确定。2、剪荷载q26它是由横断面的剪应力传向槽沿的一个轴向力，故称剪荷载。是由内部应力形成，因此在以往的计算中都被人们忽视不计，这是很危险的，该力在纵向稳定结构计算中起着决定作用。根据剪力双生定理可知，剪荷载q2的纵向分布规律如下

7、式：q2=q/2H(L-2X)(3)其中：q为渡槽一半的垂直均荷载；L为渡槽跨径；X为计算点在L间的位置。剪荷载作用位置和方向如图3所示。图3图中斜线为q2的数值线，箭头线为q2的方向线和作用位置。e为q2至梁形心的距离，即：偏心距。0,1,2,……n为拉梁编号，Li为拉梁间距，L为渡槽跨度。对(3)式进行积分便得轴向力N的表达式：N=∫q2dX=∫(q/2H)(L-2X)dX=(q/2H)(LX-X2）+C∵当X=0N=0∴C=0N=(q/2H)(LX-X2)(4)㈡内力计算取出图3中第i跨为计算单元，计算简图如见图4：6图4中所示(图中q1和q2没画出)

8、：Li为计算跨径，Mi和Mi+1分别为第i节点和i+