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毕业论文中期检查报告
题 目 南水北调工程某渡槽的力学分析
学 院 力学与材料学院
专 业 工 程力学
班 级 力学3班
姓名


学号
1017030325
导师姓名 陆 晓 敏
导师职称 教

2014年 4月 14日
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1.项目概况
1.工程名称:湍河渡槽 2.建设单位:南水北调中线一期工程 3.工程地点:河南省邓州市小王营与冀寨之间 4.主体跨河渡槽长度:720m 5.建筑物流量:设计流量为350m3/s,加大流量为420m3/s 6.结构形式:U型渡槽 7.断面布置:三线三槽简支梁型式 8.槽身尺寸:单槽净宽9.00m,净高7.23m 9.最大过水断面面积:51.88 m2 10.过水水深:设计水深5.959m,加大水深6.618 m 11.预应力钢筋:采用1860级15.2高强低松弛钢绞线 12.槽身混凝土强度等级:C50
式中:M为纵向梁的弯矩 跨中截面圆弧段纵向正应力:
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3.已完成工作
(2)结构力学法 对U型槽进行横向结构计算时,沿槽长切取1.0m槽身作为脱离体 按平面问题求解横向应力。作用于单位脱离体上的荷载有水重、 自重、人群荷载等,这些向下的荷载与脱离体两侧截面上的剪力 差维持平衡。因结构与荷载对称,可以取一半计算。 槽身设有拉杆,认为拉杆与槽壁是铰接的,可简化为一次超静定 结构,可用结构力学中力法求解多余未知力。作用在脱离体上的 力分别有:①作用在槽顶的集中力(包括槽壳顶部加厚部分的自 重、拉杆自重);②槽顶集中力由实际位置平移到槽壳直段顶部 中点计算时所产生的附加弯矩;③分布于槽壳截面上的剪力,按 沿槽壳厚度中心线的切线方向作用计算;④直段顶部加大部分剪 力,加大部分以下的直段剪力,T为直段上的总剪力。
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2.工作内容
1) 材料力学方法 将渡槽简化为简支梁,按材料力学方法计算渡槽横截面上的最 大正应力。自重和水压为横向荷载,预应力纵向筋按偏心受压 分析。
2) 结构力学方法 渡槽环向应力采用结构力学方法计算,将单位长度的渡槽简化 为超静定刚架,考虑自重和内压计算槽壁应力,环向预应力按 材料力学偏心受压分析,最后通过叠加得到槽壁环向应力。
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3.已完成工作
对于U型槽,槽身纵向剪力Q和弯矩M的 计算公式:
简支梁:
渡槽槽壳横截面几何力学参数பைடு நூலகம்算公式: 横断面总面积
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3.已完成工作
形心轴到圆心轴的距离:
形心轴距离槽顶的距离: 形心轴距离槽底的距离: 截面对形心轴的惯性矩:
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3.已完成工作
(2-9)
受拉区对截面形心轴的静面矩
其中 以后,即可按下式计算受拉区的总拉力
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3.已完成工作
多余未知力计算 由力法可得
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3.已完成工作
y
z
x
有限元计算模型
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4.下一步工作
(1)对结构力学法中的环向预应力进行下一步的计算。 (2)对已经建好的模型进行自重、内水压、预应力的加载 计算渡
槽的应力,校核渡槽的强度。 (3)总结分析最后的成果。
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谢谢!
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3) 有限单元法 将结构剖分成实体单元,考虑自重、内水压、预应力荷载,利 用abaqus软件计算渡槽的应力,校核渡槽的强度.
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3.已完成工作
(1)材料力学方法 材料力学应力分析的基本理论 对于跨宽比大于0.4的梁式渡槽槽身,可按梁理论进行计算,即 沿渡槽水流方向按简支梁计算纵向内力。纵向计算中,作用于槽 身的荷载一般按均匀荷载q考虑,包括槽身重力(栏杆等小量集 中荷载也换算为均匀分布的)、槽中水重及人群荷载等。
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