阿尔塔什水电站联合进水口塔群三维有限元静动力分析及配筋设计3-D finite element static and dynamic analysis and reinforcement design of intake tower group for Altash Hydropower Station
吴俊杰,潘旭东,郭宇,陈刚
摘要(Abstract):
通过建立山体、回填混凝土以及进水口塔群三维网格模型进行有限元分析,基于子程序成功开发了4节点单自由度用户单元,较好地模拟了动水压力与结构之间的相互作用,并采取振型分解反应谱法进行动力分析,对塔群结构和地基的应力及变形分布规律进行分析研究。通过进水塔结构、地基应力及位移等计算结果,论证塔体的结构稳定性及安全性,并对阿尔塔什水电站联合进水塔群结构进行应力配筋计算以及地基承载力验算。结果表明:对于基础是变截面的塔体底板,上表面的应力控制工况为运行期,下表面控制工况是检修期;对于基础为非变截面的塔体底板,应力控制工况为检修期。两侧边墙应力控制工况为运行期+横竖向地震;后胸墙及中墩应力控制工况为运行期+纵竖向地震。依此,为今后联合进水口塔群结构稳定与配筋计算提供借鉴。
关键词(KeyWords): 高地震烈度区;静力分析;动力分析;联合进水口塔群;应力配筋;阿尔塔什水电站;新疆
基金项目(Foundation):
作者(Author): 吴俊杰,潘旭东,郭宇,陈刚
DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2018.S1.011
参考文献(References):
- [1]徐之纶.弹性力学简明教程[M].北京:高等教育出版社,2001.
- [2]包世华.结构动力学[M].武汉:武汉理工大学出版社,2004.
- [3]王俊,于国荣,王铭明,等.古水水电站进水塔三维有限元静动力分析[J].水利科技与经济,2016(1):1-6.
- [4]张剑雯.白鹤滩进水塔抗震数值分析及稳定性复核[D].大连:大连理工大学,2015.
- [5]新疆水利水电勘查设计研究院.新疆阿尔塔什水利枢纽工程地质勘查报告、设计报告[R].乌鲁木齐:新疆水利水电勘察设计研究院,2015.
- [6]水利部.水工建筑物抗震设计规范:SL203-97[S].北京;水利部,1997.
- [7]住房和城乡建设部,国家质量监督检验检疫总局.建筑抗震设计规范:GB50011-2010[S].北京:住房和城乡建设部,国家质量监督检验检疫总局,2010.
- [8]水利部.水工混凝土结构设计规范:SL191-2008[S].北京:水利部,2008.
- [9]庄茁.ABAQUS非线性有限元实例分析[M].北京:清华大学出版社,2001.
- [10]石亦平,周玉蓉.ABAQUS有限元分析实例[M].北京:机械工业出版社,2006.
- [11]祖威,孟凡理.猴子岩水电站高进水塔三维有限元分析[J].人民长江,2014,45(8):63-65.
- [12]陈婧,王萧.高烈度地震区水电站进水塔抗震分析[J].低温建筑技术,2014,36(9):43-45.
- [13]程汉昆.水电站进水塔抗震分析与抗滑稳定可靠度研究[D].大连:大连理工大学,2012.
- [14]赵海涛,骆勇军,王潘绣,等.高耸钢筋混凝土进水塔结构抗震稳定性分析与安全评估[J].水利与建筑工程学报,2012,10(6):106-109.
- [15]杨乐,王海军,赵典申.高耸岸塔式进水口结构动静力特性仿真分析[J].水力发电,2011,37(5):25-28.
- [16]XU Q J,YIN H L,CAO X F.A temperature-driven strength reduction method for slope stability analysis[J].Mechanics research communication,2009,36(2):224-231.
- [17]CAI F,UGAI K.Reinforcing mechanism of anchors in slopes;a numerical comparison of results of LEM and FEM[J].International journal for numerical and analytical methods in geomechanics,2003,27(7):549-564.
- [18]ABAQUS Inc.ABAQUS/Standard User’s Manual:Version 6[M].Providence:Hibbitt,Karlsson&Sorenson,U.S.,2006.
- [19]程汉昆,赵宝友,马震岳.岸塔式进水塔结构的抗震与稳定性分析[J].水电能源科学,2011,29(11):94-96.
- [20]孔科,冯桂山,范春竹,等.进水塔背回填高度对其静动力特性的影响[J].武汉大学学报(工学版),2011,44(2):192-196.(责任编辑尹美娥)