某某电站尾水有限元分析

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1、山秀电站尾水管有限元分析XX电站尾水管有限元分析1计算说明1.1计算目的了解XX电站工程2#～3#机组在各水位工况下的应力分布状态，并为尾水管顶板配筋提供依据。1.2计算依据（1）《水工混凝土结构设计规范》（SL/T191-96）（水利部，水利电力出版社，1997年3月第一版）；（2）《弹性力学问题的有限单元法》（华东水利学院编，水利电力出版社，1974年出版）（3）《ANSYS7.0基础教程与实例详解》（博弈创作室编，中国水利水电出版社，2004年1月出版）；1.3计算方法ANSYS有限元分析程序。2计算过程书本次计算中建立了电站下游尾水管模型

2、，并在下游水位分别为92.15m、90.37m、88.22m、86.37m、85.03m时，对尾水管的应力状态进行了计算。说明：应用ANSYS软件进行有限元计算时，使用的为国际标准单位（kg-m）。2.1基本资料（1）混凝土标号为C20，容重为2400kg/m3，弹性模量为2.55×1010，泊松比为0.167。2.2计算假定及边界条件-20-山秀电站尾水管有限元分析（1）混凝土结构受力后应力应变符合线弹性假定；（2）结构体系属于空间问题；（3）尾水管底部及挡墙受竖直方向、水流方向及坝轴线方向约束。2.3计算模型尾水管计算模型采用直角坐标系，以坝

3、轴线方向为X向，指向左岸为正；竖直向为Y向，指向上为正；水流方向为Z向，指向下游为正；2.4计算工况及荷载组合（1）水位工况：下游水位分别为92.15m、90.37m、88.22m、86.37m、85.03m时。荷载组合：下游水压力+尾水管自身重力+地基不平衡剪力。3.5有限元分析计算成果各应力分析成果图附后，应力单位为pa；应力以拉应力为正，压应力为负。从模型计算结果来看，尾水管顶板在下游水位92.15m时，坝轴向拉应力较大，最大达到4.33Mpa，远超过了混凝土的轴心受拉标准强度（ftk=1.50Mpa），需要配置坝轴方向钢筋。3.6配筋计算

4、在进行模型配筋计算时，选取模型中应力最大的截面进行计算，求得所选区域的受力。当所选面积内有拉应力A时，在1m高全部受拉合力T=1*1.0*1.0*0.85A进行计算。钢筋面积应满足下式要求：T≤（0.6Tc+fyAs）γd=1.2，fc=1.1N/mm2，fy=310N/mm2，混凝土承担的拉力Tc-20-山秀电站尾水管有限元分析取0.3T。则：As=配筋计算表（下游水位92.15m）剖面位置1-12-23-34-4受拉合力A（N/m）102488399450812529231096257单宽合力T(N)871150.68453321064985

5、931818钢筋面积As(mm2)2866278135043066配筋方向坝轴向坝轴向坝轴向坝轴向配筋计算表（下游水位90.37m）剖面位置1-12-23-34-4受拉合力A（N/m）10097289364801080524936480单宽合力T(N)85822697960081064985796008钢筋面积As(mm2)2824261930222619配筋方向坝轴向坝轴向坝轴向坝轴向配筋计算表（下游水位88.22m）剖面位置1-12-23-34-4受拉合力A（N/m）914004830206927871819964单宽合力T(N)776903

6、705675788690696969钢筋面积As(mm2)2556232225952293配筋方向坝轴向坝轴向坝轴向坝轴向-20-山秀电站尾水管有限元分析配筋计算表（下游水位86.37m）剖面位置1-12-23-34-4受拉合力A（N/m）867921795947906628795947单宽合力T(N)737733676555770634676555钢筋面积As(mm2)2427222625362226配筋方向坝轴向坝轴向坝轴向坝轴向配筋计算表（下游水位85.03m）剖面位置1-12-23-34-4受拉合力A（N/m）77858569043280

7、3225716761单宽合力T(N)661797586867682741609247钢筋面积As(mm2)2178193022462005配筋方向坝轴向坝轴向坝轴向坝轴向-20-山秀电站尾水管有限元分析应力计算附图（下游水位92.15m）：1-1剖面X方向应力图2-2剖面X方向应力图-20-山秀电站尾水管有限元分析3-3剖面X方向应力图4-4剖面X方向应力图-20-山秀电站尾水管有限元分析应力计算附图（下游水位90.37m）：1-1剖面X方向应力图2-2剖面X方向应力图-20-山秀电站尾水管有限元分析3-3剖面X方向应力图4-4剖面X方向应力图-

8、20-山秀电站尾水管有限元分析应力计算附图（下游水位88.22m）：1-1剖面X方向应力图2-2剖面X方向应力图-20-山秀电站尾水管有