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《巴家咀水库溢洪道温度应力场分析(杨晓箐 杨应军 张春生 王永新)》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、巴家咀水库溢洪道温度应力场分析(杨晓箐杨应军张春生王永新) #TRS_AUTOADD_1224726866906{MARGIN-TOP:0px;FONT-SIZE:12pt;MARGIN-BOTTOM:0px;LINE-HEIGHT:1.5;FONT-FAMILY:宋体}#TRS_AUTOADD_1224726866906P{MARGIN-TOP:0px;FONT-SIZE:12pt;MARGIN-BOTTOM:0px;LINE-HEIGHT:1.5;FONT-FAMILY:宋体}#TRS_AUTOADD_1224726
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5、gin-top":"0","margin-bottom":"0"}}--**/[摘要]结合位于甘肃省的巴家咀水库除险加固工程,采用有限单元法计算分析了该工程溢洪道的温度场和应力场,考虑了施工浇筑、环境气候变化及混凝土材料热学力学性质随时间变化等因素,并总结了具体特点。
[关键词]温度场应力场全过程三维仿真分析
1前言
我国北方地区年平均温度较低,大坝稳定温度也相对较低,较大的基础温差易引起基础贯穿性裂缝,较大的气温年变化幅度、较大的昼夜温差和频繁的寒潮作用,极易引起混凝土表面裂缝。本文采用有限元法计算了位于寒冷地区的巴
6、家咀水库溢洪道的温度场和应力场,总结了其变化规律,为温控设计提供参考依据。
2数值计算原理
2.1温度场计算数值模型
由热传导原理,在混凝土坝浇筑过程中,其三维不稳定温度场T应满足下列微分方程及相应的初始条件和边界条件。控制微分方程见式1。
其中,α=λ/cρ为导温系数,λ为混凝土的导热系数,c为混凝土比热,ρ为混凝土密度,θ为混凝土的绝热温升。
初始条件T=T0
第一类边界T=Tb
其中,T0为混凝土浇筑温度,Tb为给定边界温度,β为表面放热系数,Ta为外界气温。
2.2应力场计算数值方法
由于混凝土
7、浇筑后弹模和徐变度都随时间而变化,可以采用增量法计算。根据虚功原理,不难导出计算混凝土结构在热、力作用下单元在时段n时温度徐变应力矩阵方程,
式中,[Kn]e为n时段的单元刚度矩阵,{Δδn}e为n时段的单元结点位移增量向量,{ΔPttcn}e为n时段的瞬态徐变等效荷载,{ΔPcbn}e为n时段的基本徐变增量等效荷载,{ΔPTn}e为n时段的单元温差变形增量等效荷载,{ΔPon}e为n时段的自生体积变形增量等效荷载,{ΔFn}e为n时段的单元结点力增量。求出{Δδn}后,结构应力易于求得。
3计算实例
3.1工程概况
8、
巴家嘴水库位于甘肃省庆阳市后宫寨附近,该地区年平均气温8.3℃,最高月平均气温20.9℃,最低月平均气温-5.6℃,属寒冷地区。工程运行40多年来淤积严重,故对其进行除险加固。除险加固措施为加高坝体和设置两孔开敞式溢洪道。溢洪道闸室段长40m,孔口尺寸为13m×9.2m,两岸为钢筋混凝土空箱扶壁式