弧门型钢混凝土闸墩内型钢布置形式研究Study on arrangement pattern of shaped-steel inside of shaped-steel concrete pier for radial gate
张小飞,胡瑞昌,成曦,骆文广
摘要(Abstract):
为研究闸墩内型钢布置形式对闸墩工作性能的影响,依据弧门支座附近闸墩局部受拉区配钢量不变原则,基于ANSYS软件建立不同布置形式的型钢混凝土闸墩模型,分别从闸墩位移、应力、裂缝分布和承载能力4个方面对闸墩内型钢布置角度和数量对闸墩工作性能的影响进行对比分析,得出型钢布置形式对型钢混凝土闸墩工作性能的影响规律。结果表明:对称荷载作用下,随着型钢数量增加,型钢混凝土闸墩位移、应力逐渐减小,承载能力逐渐增强;非对称荷载作用下,随型钢数量的增加,闸墩位移先减小后增大,闸墩应力变化不明显,闸墩承载能力先增强后减弱;保持型钢数量不变,随着布置角度的增加,型钢混凝土闸墩位移、应力先减小后增大,型钢布置扩展角为20°~30°时,闸墩裂缝扩散速度较慢。综合考虑,提出型钢混凝土闸墩内采用三根型钢以25°扩展角进行布置时为较好布置形式,这一结论在型钢混凝土闸墩设计中具有推广和应用价值。
关键词(KeyWords): 弧门闸墩;型钢混凝土;ANSYS;型钢布置形式
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金(51369007)
作者(Author): 张小飞,胡瑞昌,成曦,骆文广
DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2017.07.006
参考文献(References):
- [1]薛建阳.组合结构设计原理[M].北京:中国建筑工业出版社,2010.
- [2]董建菲,魏巍,辛欣.型钢混凝土结构的研究发展及应用[J].山西建筑,2009(2):5-7.
- [3]袁春.型钢截面形式对型钢混凝土闸墩承载能力的影响研究[D].南宁:广西大学,2014.
- [4]ZHANG X F,LIU Y Y,WEI K M.Initial exploration of the application of steel reinforced concrete in radial gate pier[C]//SREE.Hydraulic engineering IV.Hong Kong:CRC Press,2016:85-92.
- [5]赵鸿铁,武启明,薛建阳.型钢混凝土异形柱框架角节点的承载力及其有限元分析[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版),2011,43(1):15.
- [6]ZONA A,RANZI G.Finite element models for nonlinear analysis of steel-concrete composite beams with partial interaction in combined bending and shear[J].Finite elements in analysis and design.2011,47(2):98-118.
- [7]颜家胜,石建光,王卫锋.型钢布置形式对型钢混凝土巨型柱性能的影响研究[C]//陆新征.第24届全国结构工程学术会议论文集.厦门:工程力学杂志社,2015:439-443.
- [8]中华人民共和国国家标准.热轧H型钢和T型刚:GB/T11263—2010[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
- [9]王新敏.ANSYS工程结构数值分析[M].北京:人民交通出版社,2007.
- [10]吴金骏.型钢混凝土粘结特性对闸墩工作性能的影响研究[D].南宁:广西大学,2016.
- [11]中华人民共和国国家标准.钢结构设计规范:GB 50017—2003[S].北京:中国计划出版社,2003.
- [12]司建辉,简政,蒲锰,等.预应力闸墩锚块空腔位置的优化[J].武汉大学学报(工学版),2010,43(1):43-45.