淮阴三站泵站贯流式流道混凝土温度和应力仿真分析.pdf
《淮阴三站泵站贯流式流道混凝土温度和应力仿真分析.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《淮阴三站泵站贯流式流道混凝土温度和应力仿真分析.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、水利水电技术第4 2卷2 0 1 1年第 l 期 淮 阴三站泵站贯流式流道 混凝 应 力仿 真分 析 陈守开 , ( 1 华北水利水 电学院 水利学院,河南 日 11I r m 强 晟 ,郭 磊 ,郭利霞 度 和 郑州4 5 0 0 1 1 ;2 河海大学 水利水电学院,江苏 南京2 1 0 0 9 8 ) 摘要:根据淮阴三站泵站工程的流道特点、施工过程、现场环境等 实际因素,利用三维非稳定温度 场和应力场有限元仿真计算程序 ,对泵站主体混凝土结构施工全过程的温度场和应力场进行动态仿真 计算,分析 了施工期泵站贯流式流道墩墙混凝土结构裂缝产生的原 因,提 出相应的防裂措施。 关键词:淮阴三站泵
2、站 ;贯流式流道;仿真分析 ;温度 ;应力 中图分类号:T V 3 1 5 ( 2 5 3 ) 文献标识码 :A 文章编号:1 0 0 0 0 8 6 0 ( 2 0 1 1 ) 叭一 0 0 4 4 0 4 S i mul a t i o n an d a n a l y s i s on t e mpe r a t ur e a nd s t r e s s of c o nc r e t e f o r t ub ul a r flow p a t h o f Hualy i n No 3 Pu m p i ng S t atio n C H E N S h o u k a i , Q
3、I A N G S h e n g ,G U O L e i , G U O L i x i a ( 1 Wa t e r R e s o u r c e s D e p a r t me n t , N o r t h C h i n a U n i v e r s i t y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y a n d E l e c t ri c P o w e r , Z h e n g z h o u 4 5 0 0 1 1 ,H e n an , C h i n a ;2 C o l l e g e o f Wa t e r C o n s e
4、 rva n c y a n d H y d r o p o w e r E n g i n e e r i n g , Ho h a i U n i v e rsi t y , N a n j i n g 2 1 0 0 9 8 , J i a n g s u , C h i n a ) Ab s t r a c t :B a s e d o n t h e a c t u a l c o n s t r u c t i o n c o n d i t i o n s o f Hu a i y i n N o 3 P u mp i n g S t a t i o ns u c h a s t
5、 h e c h a r a c t e ri s t i c s o f t h e fl o w p a t h,t h e c o n s t r u c t i o n p r o c e s s,t h e s i t e e n v i r o n me nt ,t h e d y n a mi c s i mu l a t i o n a n d nu me r i c a l c alc ul a t i o n are ma de f o r b ot h t he t e mp e r a t ur e fie l d a n d t h e s t r e s s fie
6、 l d o f t he ma i n c on c r e t e s t ruc t u r e s o f t he p ump i n g s t a t i o n d u rin g t he who l e p roc e s s o f t h e c o n s t ruc t i o n wi t h t h e 3一D f i n i t e e l e me n t s i mu l a t i o n o n t h e u n s t a b l e t e mp e r a t u r e fi e l d a n d s t r e s s fi e l d;
7、i n w h i c h t h e c a u s a t i o n o f t h e c r a c k i n g o n t h e c o n c r e t e s t r u c t u r e o f t h e p i e r wa l l o f t h e t u b u l ar fl o w p a t h o f t h e p u mp i n g s t a t i o n d u r i n g t h e c o n s t r u c t i o n i s a n a l y z e d,a n d t h e n t h e r e l e v
8、a n t c r a c k i n g c o n t r o l me a s u r e s are p u t for wa r d a s w e l 1 Ke y wo r d s :Hu a i y i n N o 3 P u mp i n g S t a t i o n;t u b u l ar fl o w p a t h;s i mu l a t i o n a n aly s i s ;t e mp e r a t u r e ;s t r e s s 淮阴三站泵站工程与淮阴一站并列布置 ,和淮阴 一 、二站及洪泽站共同组成南水北调东线工程的第三 梯级。工程建成后 ,具
9、有 向北调水、提高灌溉保证 率 、改善水环境 、提高航运保证率等功能。该泵站采 用灯泡贯 流式流道 ,结 构形式复杂,墩墙厚度变化 大。根据以往的工程经验 ,施工期流道墩墙等结构的 混凝土极易 出现裂缝。针对这一 问题 ,笔者 利 用三 维有 限单元法对该泵站 主体混凝土结构 ( 底板 和墩 墙) 进行 了施工期 温度场和应力 场的仿真计算 和分 析 ,在充分考虑混凝 土结构形式 、材料种类 、施工 过程 、气温及风速等条件 的基础上 ,按实 际混 凝土 浇筑施工方案 ,分析流道墩墙混凝土的温度 和应力 状态随时间、空间的变化规律 ,在此基础上 ,综合 分析 了施工期起关键性作用 的流道墩墙混
10、凝土结构 裂缝 出现的可能性 ,判断可能 出现 的开裂时 间,分 析施工期泵站混凝土结构 的裂缝成 因,并提 出相应 的防裂措施 。 1 基本原理和方法 1 1 不稳定温度场基本理论和有限元方法 在计算域 内任何一点处 ,不稳定温度场 T ( , 收稿 日期 :2 0 1 0 一 O 8 3 O 基金 项 目: 国 家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目 ( 5 0 5 3 9 0 1 0 ,5 0 7 7 9 0 1 0 , 5 0 5 7 9 0 8 0 ) 。 作者简介 :陈守开 ( 1 9 8 O 一 ) ,男 ,讲师 ,博士 。 W a te rRe s o u r c e s a
11、 n dHy d r o p o we r En g in e e r i n g V o 1 4 2 No 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m Y , ,t ) 须满足热传导方程 :口f 噻 + + 嘤1 + 一a 0 ( 1 ) a f a 。 a ) , d r 式中,7 1 为温度 ( ) ;a为导温系数 ( m h ) ;0为混 凝土绝热温升( ) ;t 为时间( d ) ,r为龄期( d ) 。 利用变分原理 ,对式 ( 1 ) 采用空间域离散 ,时间 域差分 ,引入初始条件和边界条件后 ,可得 向后差分 的温度场有限元计算递推方程 ( 刖+ 壶 )
12、 + - 一 1 R + + - = 0 ( 2 ) 式 中, 别 为热传导矩阵; 为热传导补充矩 阵; 和 + 。 为结点温度列阵; 为结点温度 荷载列阵 ; n为时段序数 ;z a t 为时间步长。 根据递推公式 ( 2 ) ,有 已知上一时刻 的结点计算 温度 可以推 出下一时刻的结点温度 + , 。 1 2 应 力 场基本 理 论 混凝土在复杂应力状态下的应变增量包括弹性应 变增量、徐变应变增量 、温度应变增量、干缩应变增 量和 自生体积应变增量 ,因此有 = : + : + : + + : ( 3 ) 式中, : 为弹性应变增量 ; s : 为徐变应变 增 量 ; 为温度应变增量 ;
13、 占 为干缩应变增量 ; : 为自生体积应变增量。 由物理方程 、几何方程和平衡方程可得任一时段 在区域 上的有限元支配方程 K + + + + ( 4 ) 式中, 为区域 尺 内所有节点 3个方向上的位移 增量, P 、 P 、 a p t 、 P 和 P 分 别 为时段 内由外荷载 、徐变、变温、干缩和 自生 体积变形引起 的等效结点力增量 。 2 泵站主体工程的温度场和应力场仿真分析 2 1单值性条件 在传热学上 ,习惯上将所研究 对象 的几何 形状 ( 几何条件) 、热物性 ( 物性条件) 与初始条件和边界 条件统称为单值性条件 J 。即只有给定单值性条 件, 仿真计算才有唯一解 。下
14、面给出本文研究的泵站结构 仿真计算的单值性条件 。 陈守开, 等淮阴三站泵站贯流式流道混凝土温度和应力仿真分析 2 1 1 几何 条件 建模时选取泵站南侧流道部分 ,整体网格节点总 数 7 7 5 1 1个 ,单元总数 7 0 1 3 0个 ,网格如图 1 所示。 为了减少计算量 ,仿真计算时,根据泵站主体部分的 施工顺序 ,利用生死单元技术 _ 3 J ,屏蔽未浇筑单元 , 然后按照浇筑时间的顺序 ,激活各分层混凝土单元 。 图 1 计算网格 2 1 2物性 条 件 混凝土配合 比( 见表 1 ) 和部分热力学参数 主要 由 施工方提供 ,一部分热学参数根据施工现场实测混凝 土温度数据 ,利
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 淮阴 泵站 贯流式流道 混凝土 温度 应力 仿真 分析
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【super****30541】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【super****30541】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。