深孔闸门受力分析方法探讨

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1、河海大学硕士学位论文深孔闸门受力分析方法探讨姓名：周旭云申请学位级别：硕士专业：水工结构工程指导教师：李同春20050301摘要对钢闸门的计算，现行的钢闸门设计规范中有两种方法：平面体系方法和空间体系方法。过去对闸门的结构计算通常采用平面体系方法，这使计算结果在许多地方比实测值大20～40％[12J【13】，而在一些关键部位又有可能偏小；特别对于深孔弧门而言，深孔弧门是一种具有很强空间效应的结构，从而使得一些深孔闸门控制部位的空间计算结果大于平面结果，危及整个结构的安全。因此，有必要深入分析闸门特别是深孔弧门这种特殊结构的受力特点，再清楚每一

2、构件的受力特点及薄弱环节，改进计算方法，充分利用弧门空间体系的整体工作特点，用少量的材料来提高闸门的整体安全度。本文针对工程中的深孔闸门的平面设计理论所涉及的问题进行了研究、探讨，结合河海大学和昆明勘测设计研究院的合作项目——小湾水电站中、底孔闸门三维有限元分析研究的成果进行了分析，为昆勘院合理评价小湾中、底孔闸门的安全性能提供了参考依据。针对小湾中孔工作弧门这一工程实例，运用现行的平面体系算法进行了计算，并运用双向平面主框架结构算法对该弧门再次进行了平面算法的计算，将两种平面体系算法的结果与有限元成果进行了对比，分析研究了现行闸门设计规范的

3、平面体系算法的优、缺点，并针对各缺点提出了解决方法和相应的计算公式，特别针对深孔弧门提出了一些针对性的措施，从而改进了闸门的设计方法。通过分析可知，双向平面主框架结构的计算成果比现行规范中主横梁、主纵梁框架结构计算方法更加合理与全面，因此推荐在深孔弧门的设计中使用。由小湾中孔弧门支臂的平面算法成果和有限元成果对比可看出，支臂最大应力值是不一致的，应力较大值区域也不一致的，因此支臂采用平面算法对于小湾中孔弧门来说是不够合理的。关键词：钢闸门；空间有限元法；平面设计；应力；支臂主框架；对比分析ABSTRACTForthecalculationof

4、steelgate．therearetwomethodsint11epresentsteelGateDesignSpecification--theplanesystemmethodandthespacesystemmethod．nowtheplanesystemmetllodwasusuallyusediDthestructurecalculationofgate．thiscausestheresultthatthevalueofcalculationarelargerthanthatofactualsurveyby20～40％atmany

5、partsL“JL”J．butitmaybesmalleratthekeyposition；Especiallyforthedeep—holemdialsteelgate．foritisakindofstructurewithstrongspaceeffect．whichmakestheresultsofspacecalculationofthekeypositionlargert11anthatoftheplanecalculation．henceitisdangerousforthewholestructure．Therefore，Iti

6、snecessarytoanalysetheatresscharacteristicofthegate，especiallyforthedeep—holeradialgate．theatresscharacterisficandandthefeeblecomponentshouldbemadeclear，andthenimprovecalculationmethod，make^工nofthehosisticworkingcharacteristic．thesafetyofthegate’sholisticdegreecanbeimproved

7、withalittlematerial．Theproblemsinvolvedintheplanedesigntheoryofthedeep-holegatearestudiesanddiscussedinthisthesis．througharialysingtheoutcomeofthepro{ect_一The3一DFilliteElementanalysisofthemiddie．holeandbottom—holegateinXiaoWanpowerstaion．whicharedonebvHohaiUniversityandKunm

8、ingHydroelectricInvestigationDesignandResearchInstitute．providet11ewarrantyforther