文档介绍：河海大学
硕士学位论文
弧形钢闸门的设计计算方法研究
姓名:刘佳佳
申请学位级别:硕士
专业:水工结构工程
指导教师:刘晓青
20070611
摘要闸门是水工建筑物的重要组成部分,其运行情况关系到整个枢纽建筑物的安全。在对闸门进行设计时,如何才能做到既能保证闸门的正常运行又能尽可能地降低成本是设计人员关心并一直研究的问题。现行的弧形闸门的设计一般都采用规范中的平面体系计算方法,这种方法的计算结果在许多地方超过实测值的~%,而在一些关键部位又有可能偏小,因此这种方法有一定的局限性。目前在数值分析中被广泛采用的有限单元法是一种高效、且能较真实地反映整体结构各构件协调作用的方法,但用有限单元法对弧形闸门进行结构分析时,其空问薄板模型的结构非常复杂,建模及计算时间都比较长,在工程设计中运用不便。因此有必要深入分析研究弧形闸门的传力路径、结构特点及各主要构件闻的变形协调条件,建立简单易行的弧形闸门框架模型,使其既能充分利用弧门空间体系的整体工作特点,又大大地减小建模的工作量。面板是弧形闸门的重要组成部分,规范中对于面板弯曲应力的计算与校核,是在本文提出了板梁结构框架模型,并将此模型应用于有限元方法对小湾中孔弧形闸门进行结构分析。将该框架模型的有限元计算成果、三维有限元实体模型的计算成果、平面体系计算方法成果进行对比可知,板梁结构框架模型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。针对小湾泄洪洞弧形闸门这一工程实例,建立有限元整体模型,并重点对其面板的一个区格进行网格局部加密,计算出该区格的应力、位移。然后以该区格作为研究对象,分别按照规范中假定的区格支承方式——四边固支、一边简支三边固支、两相邻边简支另两边固支的支承方式进行有限元计算分析;最后将三种支承方式的计算结果与整体模型的区格进行比较,得出以下结论:四边固支方式的计算结果比其他方式更接近有限元整体模型的结果;几种支承方式的计算结果都远大于三维有限元整体模型里的区格应力,结果过于保守,较浪费钢材。弧形闸门;空间有限元法;平面设计:框架模型;应力;支承方式;假定面板区格按照四边固支的支承方式基础上进行的,这种假定不够合理,因此,有必要对面板区格进行详细的计算分析。对比分析关键词:
,艟ゝ..篎瑂。篟;~%.辴牡——,阰.【.甌鱝圮琽畐;,;籔;籆
论文作者┟;——亟阋论文作者‘签名’:———群互瓿辏学位论文独创性声明:本人所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如不实,本人负全部责任。月侈日学位论文使用授权说明河海大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊馀贪电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件或电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。,允许论文被查阅和借阅。论文全部或部分内容的公布ǹ授权河海大学研究生院办理。
第一章绪论第一节弧形闸门的发展概况及结构特点.⌒握⒚诺姆⒄估贰啊\,也可全部或局部开启孔口,用于调节上下游水位和流量,从而获得防洪、灌溉、供水、发电、通航、过木过筏等效益,还可用于排除漂浮物、泥沙、冰块等,、出口等咽喉要道,通过闸门灵活可靠地启闭来发挥它们的功能与效益及维护建筑物的安全。闸门的种类和型式繁多,按其工作性质可分为工作闸门、事故闸门和检修闸门等。工作闸门是建筑物正常运行时使用的闸门。事故闸门是在建筑物或设备发生事故时使用的闸门,能在动水条件下关闭孔口,阻断水流,,一般在静水中启闭。闸门按门叶材料可分为钢闸门、钢筋混凝土闸门、木闸门及铸铁闸门等。按闸门的构造特征可分为平面闸门、弧形闸门、滑动闸门、链轮闸门、人字闸门、扇形闸门、拱形闸门、屋顶闸门、反钩闸门、翻板闸门、弧形闸门最早为人们所了解是年巴黎塞纳一马恩省河上的四扇宽、高坝上安装的瓤⒏,因此当时弧形闸门被叫做“半径在牵引力作用下的圆筒闸门”.最初的弧形闸门是制作成圆弧形,,。德国第一次采用弧形闸门是在/年,在柏林附近安装了一扇宽幕⌒握⒚