文档介绍：中文摘要关键词:蜗壳,有限元,非线性,裂缝,充水保压近年来,随着常规机组和抽水蓄能机组趋向于大容量化、高水头化,充水保压蜗壳结构型式在我国的应用也越来越多,这种钢衬与外围钢筋混凝土组合结构是一种复合材料结构,一个非对称形状特殊的结构,不仅承受具有一定变幅的静水压力和动水压力,还要承受水轮发电机组等固定设备的重量和检修时存在的活荷载,对于这样一个结构形式和受力都比较复杂的结构,如何进行计算分析,尤其是进行三维非线性计算分析,仍是尚未解决好的问题。西龙池抽水蓄能电站机组最大动水头达峡墙峁乖谌绱烁叩乃废鹿ぷ鳎受力特性是工程人员很关心的。本文利用邢拊7治龀绦颍晕髁爻水蓄能电站蜗壳结构进行了三维线弹性和非线性全过程计算分析。在线弹性计算中,着重分析了不同保压水头下钢蜗壳及外围混凝土中的应力分布规律,研究表明,蜗壳外围混凝土中蜗壳断面的环向拉应力是控制应力,充水保压值的大小对蜗壳外围混凝土的应力状态具有重要影响;在综合考虑蜗壳结构的受力特性和工作特点的基础上,提出本工程的合理保压水头;最后根据线弹性计算结果给出外围混凝土配筋方案。.在非线性计算中,通过合理模拟钢蜗壳、钢筋和混凝土以及它们之间的连接,建立蜗壳结构整体非线性有限元模型;利用该模型对西龙池抽水蓄能电站蜗壳结构进行非线性全过程分析,研究了钢蜗壳外围混凝土的开裂过程、裂缝分布范围以及开裂后钢蜗壳、钢筋的应力状态,取得了良好的预测效果。其结论既对研究蜗壳结构破坏机理具有参考价值,又对同类工程设计具有理论指导意义。
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学位论文作者虢孙哕定学位论文作者签名:翻一透崆┳諶期:独创性声明学位论文版权使用授权书故辏月多口同本学位论文作者完全了解:叁鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权鑫壅盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检签字同期:蟆文辏月乡口表或撰写过的研究成果,也不包含为获得墨盗盘堂或其他教育机构的学位或签字同期:咽辏菰侣轉本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发证书而使用过的材料。与我一同工作的同志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。索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名:
第一章绪论水电站蜗壳结构的形式选题背景蜗壳是水轮机的重要过流部件,也是埋入混凝土中的大型隐蔽设施之一,垫层蜗壳随着国内大型常规水电站和抽水蓄能水电站的兴建,水电站机组正向着高水头、大容量发展,水头的升高和单机容量的增大虽然可以节约投资、降低成本,但在蜗壳结构设计、制造、安装、施工等方面却面临更多的技术要求亟待进一步研究。其结构形式不仅需要满足使有效水头的损失达到最小,还要有足够的强度和刚度以保证机组的安全运行。蜗壳及其外围混凝土结构既要承受电站运行时的水压力,又要承受厂房上部结构传来的荷载喜亢稍刂饕0ɑ炷两峁棺灾亍机组重量及其它各种附属设备重量等椅峡怯胪馕Щ炷两峁辜负涡巫锤杂,属于空间渐变体型,又是由混凝土、钢板、钢筋杂诘娌阄峡腔褂械垫层燃钢治锢砹ρР问强度、弹模、泊松比等嗖詈艽蟮牟牧瞎餐作,同时受围岩的约束作用,因此这样一个体形复杂、受力复杂、边界条件复杂的空间结构应力问题很难研究。到目前为止,.只有近似的不完善的设计理和方法。国内外大中型高水头水电站蜗壳的结构形式主要有三种:钢蜗壳外部铺设弹性垫层后浇筑外围混凝土,简称垫层蜗壳,为单独承载结构。钢蜗壳在充水预压状态下浇筑外围混凝土,简称充水保压蜗壳,为部分联合承载蜗壳结构。钢蜗壳外直接浇筑混凝土,既不设垫层,也不充水预压,简称完全联合承载结构。此外,还有完全裸露的钢蜗壳,仅适用于小容量机组。也有钢蜗壳外采用预应力混凝土的形式,但甚少应用。此类设计通常在钢蜗壳上半圆表面铺设垫层,把钢蜗壳与外围混凝土分开,试.
家及日本的水电站采用垫层蜗壳相对较少。,其内水压力完全由钢蜗壳承担,而外围混凝土结构只承受结构自重与上部传来的荷载。我国以往大中型水电站的钢蜗壳,大多都采用外加垫层的做法。国内采用这种结构的最大机组是李家峡水电站,单机容量盎台,共。蜗壳承受静水头约,的设计值达。前苏联以前也多采用垫层蜗壳。总装机容量为、单机容量为的布拉茨克水电站,以及装机容量、单机容量的克拉斯诺雅尔斯克水电站都采用了垫层蜗壳。。美国个别电站,如路丁顿抽水蓄能电站盎台,单机,日本日立机组捎玫氖钦庵纸峁埂这种