应力配筋法在水利工程中应用的
混凝土预应力技术在水利工程中的应用
混凝土预应力技术在水利工程中的应用一、引言混凝土预应力技术是一种先进的结构加固技术,它能够提高混凝土结构的承载能力、延长使用寿命,被广泛应用于各种建筑、水利、交通等工程中。
其中,在水利工程中,混凝土预应力技术的应用尤为重要,可以有效地提高水利工程的安全性、稳定性和耐久性,保障水利工程的正常运行。
本文将从混凝土预应力技术的基本原理、水利工程中的应用情况、应用效果及未来发展方向等方面进行探讨。
二、混凝土预应力技术的基本原理混凝土预应力技术是通过在混凝土构件内或外加入预应力钢筋,使混凝土构件受到预压力作用,从而改变混凝土的内部应力状态,提高混凝土的承载能力和抗震能力。
预应力钢筋一般采用高强度钢材,通过拉力作用使其产生一定的预应力,然后将其锚固在混凝土的两端,使预应力钢筋的拉力通过混凝土传递到支座或地基上,从而使混凝土构件受到预应力的作用,达到加强混凝土构件的目的。
三、混凝土预应力技术在水利工程中的应用情况1.水坝工程水坝是水利工程中最重要的构筑物之一,其安全性对于水利工程的正常运行具有至关重要的作用。
混凝土预应力技术在水坝工程中的应用主要体现在两个方面:(1)提高水坝的抗裂性能:水坝在长期使用过程中,由于温度、水压等因素的影响,容易产生裂缝,从而对水坝的安全性产生影响。
采用混凝土预应力技术可以有效地提高水坝的抗裂性能,减少裂缝的产生,从而保障水坝的安全性。
(2)提高水坝的抗震能力:水坝在地震等自然灾害发生时容易受到巨大的冲击力,造成严重的破坏。
采用混凝土预应力技术可以有效地提高水坝的抗震能力,减少破坏的可能性,从而保障水坝的安全性。
2.水闸工程水闸是水利工程中用于调节水流量的重要设施,其开闭功能对于水利工程的正常运行起着至关重要的作用。
混凝土预应力技术在水闸工程中的应用主要体现在两个方面:(1)提高水闸的承载能力:水闸在使用过程中,需要承受水的压力和水流的冲击力,容易产生变形和破坏。
采用混凝土预应力技术可以有效地提高水闸的承载能力,从而保障水闸的正常使用。
应力配筋方法浅析
应力配筋方法浅析摘要目前的配筋方法主要还是依造结构力学的方法,利用内力进行结构的配筋。
但是在水工结构中,有很多结构形式复杂,结构的受力和边界条件等也比较复杂,常规的结构分析方法难于准确地了解结构的变形规律和应力分布;另外随着建筑功能的多样化发展,建筑中运用转换层越来越普遍,而转换层的结构形式多变,整体性强,不应简化为杆系结构;在桥梁工程中,一些悬索桥、斜拉桥索的锚固区受力复杂,配筋一般通过经验进行,比较保守而且导致混凝土浇注困难。
这些情况都导致采用内力配筋法无法满足工程的需要,而应力配筋法却可以适用于任何体系结构,因此,本文对应力配筋的方法进行一个初步的探讨。
关键词应力配筋方法1、应力配筋法的发展史应力配筋法的思想在水工钢筋混凝土结构中已有所应用。
在水工结构中常会遇到一些无法用结构力学方法计算出截面内力(弯矩M,轴力N,剪力V或弯矩T等)的构件,而只能按照弹性理论方法(经典理论解,弹性有限元或弹性模型试验等)求出结构各点的应力状态。
因而,也就无法用内力截面极限承载力公式计算配筋用量。
在《水工混凝土结构设计规范》中提出了按弹性应力图形配筋的方法。
由弹性理论计算得出结构在荷载作用下的拉应力图形,再根据拉应力图形面积计算出配筋用量。
这种配筋方法比较简单易行,可适用于各种复杂的结构,但在理论上并不完善,一般情况下配筋偏于保守。
我国在六十年代曾考虑对水工的非杆件结构采用“全面积配筋”的方法,规定“当最大主拉应力大于混凝土的许可拉应力时,全部主拉应力由钢筋承担”。
这种方法没有极限状态的概念,为考虑混凝土的抗拉作用,计算结果十分保守。
《水工混凝土结构设计规范》SDJ20-78编制组在调查总结了大量的工程设计经验的基础上特制订了附录四的有关条文,提出“按主拉应力图形中扣除小于混凝土许可拉应力的剩余主拉应力图形面积配筋”的计算公式,并对公式的适用条件,配筋方式等做出了明确规定。
但是,该公式尚不能考虑混凝土开裂后在截面上的应力重分布,而是按许可拉应力把弹性应力图形划分为混凝土承担的部分和钢筋承担的部分。
钢筋预应力工法
钢筋预应力工法钢筋预应力工法是一种常用的工程施工技术,用于提高混凝土结构的抗拉强度和控制结构的开裂。
本文将详细介绍钢筋预应力工法的原理、施工步骤和应用领域。
一、原理钢筋预应力工法基于拉应力和混凝土的相互协作原理,通过提前施加预应力力量到钢筋上,使钢筋处于拉应力状态,从而增加了混凝土结构的整体承载能力和变形性能。
钢筋预应力工法的原理可以简单归纳为以下两点:1.预应力作用下的混凝土结构,受到的外力使受力钢筋成为预应力切线上的轴力,从而使混凝土的应力保持在压应力状态,阻止了混凝土的裂缝扩展。
2.钢筋预应力可以在荷载作用下提供一部分抗力,减轻混凝土的受载荷,降低混凝土的应力,延缓或防止开裂。
二、施工步骤钢筋预应力工法的施工步骤主要包括材料准备、构件制作、钢筋预应力施加和灌浆固化等过程。
1.材料准备:根据工程设计要求,准备好预应力钢束、预应力锚具、预应力导向装置等材料。
2.构件制作:根据设计图纸和施工规范,制作预应力构件,包括模板的搭建、混凝土的浇筑和钢筋的布置等。
3.钢筋预应力施加:在混凝土施加早期强度的情况下,通过张拉机械施加预应力力量到预应力钢束上,使钢筋拉应力达到设计要求。
4.灌浆固化:在钢筋预应力施加完成后,对预应力构件进行灌浆固化处理,以保证钢筋的粘结性和整体结构的稳定性。
三、应用领域钢筋预应力工法广泛应用于各类混凝土结构的施工中,特别适用于大跨度、大荷载的桥梁、高层建筑、水利工程等工程类型。
其主要应用领域如下:1.桥梁工程:钢筋预应力技术能够提高桥梁的承载能力和抗震性能,解决大跨度桥梁的施工难题,提高工程的安全可靠性。
2.高层建筑:钢筋预应力技术可以有效减小高层建筑的变形和开裂,提高结构整体的稳定性和安全性。
3.水利工程:钢筋预应力技术广泛应用于大坝、渠道、水厂等水利工程项目,有效提高结构的抗水压性能和抗滑移性能。
总结钢筋预应力工法是一种重要的施工技术,通过施加预应力力量到钢筋上,能够提高混凝土结构的抗拉强度和控制结构的开裂,广泛应用于桥梁、高层建筑和水利工程等领域。
有限元法在复杂水工结构变形分析及配筋计算中的应用
冯楚桥 ,余 晓敏
(1.贵州 省喀斯特地区水资源开发利用工程技术研究 中心 ,贵州 贵 阳 550002; 2.贵州省 水利水电勘测设计研究 院,贵州 贵阳 550002;
3.武汉 大学水资源与水电工程科学 国家重点实验室 ,湖北 武汉 430072)
摘 要 :对于非板 、梁、柱及杆系等较为复杂的水工结构,采用有限单元法计算,不仅可适应结构体型以及边界条件的复杂 性 ,而且 可以较为准确地得 出结构变形情况及 内部应力 的分 布 ,进而依据应力分布计算截 面配筋量 。结合夹 岩水 利枢纽 坝后厂房工程 实例 ,建立三维有 限元模型 ,分析 了厂房变形特征 ,并根据应力计算结果分析 了结构所需 的配筋量。 关 键 词 :有限元法;大型厂房结构;配筋计算 中图分 类 号 :TV332.9 文献标 志码 :A 文章 编号 :1671—3354(2018)02—0005—06
2018年第 2期
2018 Namber 2
水 电 与 新 能 源
HYDROPOW ER AND NEW ENERGY
第 32卷
Vo1.32
DOI:10.13622/j.enki.en42—1800/tv.1671—3354.2018.02.002
有 限 元 法 在 复 杂 水 工 结 构 变 形 分 :2018一ol一05 作者简介 :冯楚桥 ,男 ,博 士后 ,从事高坝结构理论分析研究及水 工建 筑物设计 工作 。 基金项 目:贵州 省科技计 划课 题(黔科合重大专项字 [2017]6013—2号)。
水 工 混凝 土结 构体 型及 配筋设 计 通常 可采 用解 析 法或数值方法 1j。解析方法遵循一般设计 思路 ,对结 构体 型及 边界 条件 进行 一定 程度 上 的简化 ,较 为方便 。
导流洞进口闸室有限元分析及应力配筋
Jun l f ae sl' sa dA c i c rlE  ̄n e n ora trReo e n rht t a n ef g oW Me eu i
Vo . 19 No. 3
J n.. u 201 1
计算采用 A S S N Y 软件 , 建立 完整 的闸室及地基 模型 , 详细分析 了 闸室 在三种工 况下 的应力 和位移 。选 取三种工况下 闸室主拉应力最大 的工况来进行配筋计算 , 分别在顶板 、 墙和底 板上选 取受力方 向上 拉 边 应 力最 大的断面 , 根据断面上节点最大拉应 力值 计算受力方 向的配筋数量 。计算结果表 明, 限元法 能 有 够 清楚地反 映闸室各个部位 的变形和应力分布 , 采用 正应力配 筋计算 简单 、 果 明确 , 结 对于 闸室结构进
2 Taj ue n i e n osl t nC . . i i P z g er g C n t i o , nn E n i u ao . i j 0 2 ,C i ) ,T n n 3 0 0 ai 4 h a n
Ab t a t o su y t e a piain o te sr ifr e n n g t h mb r h h e — i n in lf i lme ta ay i sr c :T t d h p l to fsr s enoc me ti ae c a e ,t et re d me so a n t ee n n ss c i e l i md o h tri tk h mb ro ieso u n 1o y r p we tto ee.Usn sn ef rte wae na e c a e fdv rin t n e fa h do o rsain h r i gANS YS.a c mp ee mo e o lt d l
分析应力配筋法在水利工程中的应用
分析应力配筋法在水利工程中的应用黄海兵(江西中海建设工程有限公司 江西 南昌 330001)摘 要: 在本案,通过实例分析,研究应力配筋法在水利工程中的应用。
在两种工况下,分析有限元软件对闸室的应力,并且通过计算最不利工况对闸墩的应力配筋。
工程实例计算结果显示,有限元分析对闸室应力分布情况的反映相当直观,且应力配筋的计算过程简单,计算结果明确。
关键词: 应力配筋法;水利工程;应用中图分类号:TV672 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)1210142-023)计算模型。
0 前言现针对闸墩配筋情况做出相应研究,据工程实际情况,其现代化水利工程对非杆非壳且体积巨大的砼结构的应用较闸墩包括边墩、中墩、缝墩三种形式。
渠道门槽处的受力特征为普遍,但是,这些砼结构存在形状、受力均很复杂的特征,为:边墩迎水面门槽长期处于受力状态,而且中墩门槽、缝墩以至于不能通过常规结构力学手段分析和计算砼结构的受力。
两处的受力情况不乐观,针对这样的情况,下列受力分析就专随着技术的发展,应力配筋法应运而生,应力配筋法在计算形门针对边墩、中墩的受力情况。
在模型构建时,有必要简化模状和受力均很复杂的砼结构受力方面意义重大。
SL191-2008型结构,模型对边墩以及中墩的受力情况应该着重强调。
针对《水工砼结构设计规范》提出了弹性应力配筋法的计算思路,模型结构的对称型,笔者选取有限元分析法计算左联闸室受力并对应力配筋法进行了原则性的说明。
在本案,通过对工程实情况。
例的分析,并采取有限元软件对闸室两种工况的应力情况进行渠道闸室的砼结构都被设定单元离散,在划分闸室网格模拟计算,再以有限元计算出的应力为依据,计算闸墩配筋。
时,必须控制好砼结构厚度方向单元的边长(不得超过0.51 倒虹吸出口闸闸墩有限元分析米)。
针对闸墩和底板连接缝做出相应的网格加密,以确保砼1)工程简介。
结构单元格属于六面体单位,并简化闸墩弧形部位。
模型单元本案选取的工程构造主要包括出口渐变段、出口控制段、数被设定为92735,其坐标原点处在底板与边墩进口处坡线的管身段、进口检修闸、进口渐变段,各组成部分的规格大小交接点,x轴与水流方向垂直,y轴与竖直方向平行,z轴与水流为:方向平行。
预应力混凝土
引言概述:预应力混凝土是一种应用预先施加的应力在混凝土内部进行抵抗外部荷载的结构材料,具有很高的强度和耐久性。
本文将详细介绍预应力混凝土的概念、优势、施工原理、设计方法和应用领域。
正文内容:一、预应力混凝土的概念和原理1.预应力混凝土的定义2.预应力混凝土的原理a.预应力的概念和作用原理b.预应力混凝土的应力来源和传递途径二、预应力混凝土的优势1.强度和耐久性a.预应力混凝土的高强度b.预应力混凝土的抗裂性能c.预应力混凝土的耐久性2.施工效率和经济性a.预应力混凝土的施工工艺b.预应力混凝土的施工速度c.预应力混凝土的经济性三、预应力混凝土的施工原理1.预应力钢筋的布置和固定a.预应力钢筋的种类和性能要求b.预应力钢筋的布置原则和方法c.预应力钢筋的固定方式和要求2.预应力配筋的施工a.预应力配筋的材料和配筋要求b.预应力配筋的安装和固定工艺c.预应力配筋的质量控制四、预应力混凝土的设计方法1.预应力混凝土的设计原则a.预应力混凝土的设计目标和要求b.预应力混凝土的设计参数和计算方法2.预应力混凝土的设计步骤a.预应力混凝土的受力分析和设计荷载b.预应力混凝土的截面选择和计算c.预应力混凝土的配筋设计和构造安排五、预应力混凝土的应用领域1.预应力混凝土在桥梁工程中的应用a.预应力桥梁的结构形式和特点b.预应力桥梁的施工和设计技术2.预应力混凝土在大型建筑中的应用a.预应力混凝土结构的优势和适用性b.预应力混凝土结构的设计和施工要点3.预应力混凝土在水利工程中的应用a.预应力混凝土在堤坝工程中的应用b.预应力混凝土在水闸工程中的应用总结:预应力混凝土作为一种具有强度高、耐久性好等优点的结构材料,在桥梁、建筑和水利工程等领域有着广泛的应用。
通过合理的设计和施工,可以充分发挥预应力混凝土的优势,提高工程的安全性和经济性。
随着科技的进步和经验的积累,预应力混凝土的应用前景将会更加广阔。
国家开放大学《水工建筑物》形考任务1-4+综合练习参考答案
8.溢洪道的过堰水流与泄槽轴线方向一致的是()。 A.井式溢洪道 B.虹吸溢洪道 C.侧槽溢洪道 D.正槽溢洪道
9.为了安置闸门的启闭机械,以及操作管理的需要,常在闸墩上架设()。 A.交通桥 B.翼墙 C.工作桥 D.胸墙
10.土基上水闸的主要消能工是()。 A.消力池 B.挑流鼻坎 C.消力戽 D.宽尾墩
C.实体重力坝 D.空腹重力坝 9.用水泥含量比较低的超干硬性混凝土,经碾压而成的混凝土坝称为()。 A.实体重力坝 B.宽缝重力坝 C.空腹重力坝 D.碾压式重力坝 10.在决定重力坝坝顶高程时,应按正常蓄水位(或设计洪水位)情况和校核洪 水情况分别求出坝顶高程,然后选用()。 A.最大值 B.算术平均值 C.最小值 D.平均值
3.输水建筑物的作用是用以宣泄多余水量、排放泥沙和冰凌或为人防、检修 而放空水库等,以保证坝和其他建筑物的安全。(×)
4.为使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性恰当地统一起来,水利枢纽 及其组成的建筑物要进行分等分级。(√)
5.重力坝的工作原理是在水压力及其它荷载的作用下,主要依靠坝体自身重 量产生的抗滑力来满足稳定的要求。(√)
C.有限单元法 D.拱冠梁法 4.双曲拱坝是指坝体在()方向上呈拱形。 A.水平和铅直 B.水平 C.A 与 B 和 C 均不对 D.铅直 5 土石坝中()的排水体伸入坝体内部,能有效的降低浸润线,常用于下游水位 较低或无水情况。 A.棱体排水 B.贴坡排水 C.褥垫排水 D.组合式排水 6.()排水不能降低浸润线,但能 B.褥垫排水 C.贴坡排水 D.组合式排水 7.工程中常用于均质土坝的坝坡稳定分析方法是()。 A.折线滑动法 B.有限元法 C.复式滑动法 D.圆弧滑动法 8.工程中常用于斜墙坝的下游坝坡稳定分析方法是()。 A.有限元法 B.折线滑动法 C.复式滑动法 D.圆弧滑动法
基于有限元法的电站进水口结构应力配筋分析
计 算。结果表 明 : 有 限元应力计算能够清楚地反映进水 口结构各个部位 的应 力分布 , 基于有限元法的正应力配筋原则 进行 结构配筋 , 计算过程 简单 、 结果 明确. 具有较好 的实用价值 。 关键词 : 有限元软件 ; 进水 口; 结构 ; 应力 ; 配筋 中图分类号 : T V 7 3 2  ̄ . 1 文献标 志码 : A 文章编 号 : 2 0 9 5 — 0 1 4 4 ( 2 0 1 7 ) 0 5 — 0 0 1 8 — 0 5
直接与岸坡相接, 左侧与右副坝相接 , 右侧与开挖岩石
面相连接, 布置方式 、 进水 口结构分别如 图 1 、 图2 所示 。
卜 蜘 斗 0 斗 0 地
: [ 1 I _ 】 l m — ‘ L 1 ¨ { _ ¨ 上 … 【 J l ! L E 一 I L 【 L — } 1 L — r J 垦
\ l L J L
~
L _ , 、 /
~
的。基于某水 电站引水隧洞进水 口结构配筋计算 的
工 程 背景 , 通 过建 立进 水 口结构 三维 有 限元模 型 , 模 拟 在正 常运 行 工况 、 施 工工 况 、 校核 洪水 位工 况 以及
地 震作 用 下 结 构 的运 行 受 力情 况 , 利 用有 限元 法 计
由于 水 电站工 程 的特殊 性 , 这些 空 间大 体 积混 凝 土
似 的工程 结构 设计 提供 一定 的参 考 。
1 工 程 概 况
该水 电站 工程 为 Ⅱ等大 ( 2 ) 型工程 , 挡水 、 泄洪 、 引水 及 发 电等 永 久性 主 要 建筑 物 为 2级 建 筑 物 , 结 构 安 全级别 为 Ⅱ级 ; 次要 建筑 物 为 3级 建筑 物 , 结构 安 全 级别 为 Ⅱ级 , 进 水 口属 于 2级 建筑 物 , 结 构安 全 级 别 为 Ⅱ级 。 电站进 水 口为岸塔式 , 采用一机一缝布置 , 单孔宽 度2 4 m, 最大高度 2 9 . 5 0 m。 ̄ _ x k N顶高程与坝顶同高 。
弹性应力配筋法的探讨及应用
弹性应力配筋法的探讨及应用混凝土结构混凝土结构宁司结构设计博客注册设为首页帮助首页|博客群|公社|专栏|论坛|图片|商城|交友|博客联播|投稿|随机访问|订阅用户名注册密码忘记密码保存密码用户名注册密码忘记密码保存密码宁司结构设计博客复制首页个人资料日志图片视频(测)好友博客群百科我的日志弹性应力配筋法的探讨及应用分类:混凝土结构2007.1.21 16:38作者:燃烧的烟灰 | 评论:2 | 阅读:1577弹性应力配筋法的探讨及应用石广斌1、2,吴凯1,杨经会1(1.国家电力公司西北勘测设计研究院,陕西西安710065;西安理工大学,陕西西安710042)摘要:通过详细分析结构应力配筋法的过程,导出了将拉应力和应力转化为弯矩和力的三个简捷计算公式。
通过计算分析指出了应力配筋法中应注意的问题及其校验方法,并结合内力配筋法例证了应力配筋法结果的可信性。
关键词:配筋法;FEM;配筋计算;应力计算;内力计算1 前言虽然有限元数值计算理论已非常完善,求解手段和计算机软硬件也在不断改进升级,原先无法实现的大型数值计算,现已能够实现,但是在水工结构方面,关于用弹性有限元算出的应力配筋(这种用应力配筋的方法以下称为应力法配筋)的有关论述的文献并不多见,应用于具体工程实例的就更少,现行《水工钢筋混凝土结构设计规范》(DL/T5057-1996)也只对弹性应力配筋方法作了原则性的说明,实际操作起来,还是有一些不便之处。
笔者在实际设计中恰巧遇到此类问题,经过具体详细的归纳分析,导出了易于操作的应力配筋法公式,并通过有关方法的验证,说明弹性应力配筋法,只要处理好几个问题,其结果同用结构力学法算出的内力配筋结果基本相同。
2 配筋计算公式2.1 拉应力配筋公式文献[1]的应力配筋原则之一是:当截面应力接近线性分布(如图1)时,可把应力转化为内力(弯矩、轴力),再按文献[1]中有关内力配筋计算公式计算。
由静力学分析可知,图1(b)的应力转化为内力的一般公式为:式中N———轴力,N;M———弯矩,N·m;σn———由轴力N产生的正应力,N/m2;σm———由弯矩产生的正应力,N/m2;A———截面面积,m2;y———正应力σm对截面中性轴的距离,m。
论述水利工程中后张法预应力混凝土施工技术的应用
论述水利工程中后张法预应力混凝土施工技术的应用0 前言后张法是在构件或块体上直接张拉预应力钢筋,不需要专门的台座。
大型构件可分块制作,运到现场拼装,利用预应力钢筋连成整体。
因此,后张法灵活性较大,适用于现场预制或工程预制块体,现场拼装的大中型预应力构件、特种结构和构筑物等。
1孔道留设孔道的直径一般比预应力钢筋外径(包括钢筋对焊接头处外径或必须穿过孔道的锚具外径)大10~15 mm,以利于预应力钢筋穿入。
孔道的留设方法有抽芯法和预埋管法。
1.1抽芯法该方法在我国已有较长的历史,价格相对比较便宜。
但此方法也有一定的局限性,如对大跨度结构、大型的或形状复杂的特种结构及多跨连续结构等,孔道密集就难以适应。
抽芯法一般有两种,即钢管抽芯法与胶管抽芯法。
钢管抽芯法大都用于留设直线孔道时,预先将钢管埋设在模板内的孔道位置外。
钢管要平直,表面要光滑,每根长度最好不超过15 m,钢管两端各伸出构件约500 mm。
较长的构件可采用两根钢管,中间用套管连接。
在混凝土浇筑过程中和混凝土初凝后,每间隔一定时间慢慢转动钢管,混凝土与钢管凝成一体,抽管困难。
常温下抽管时间应掌握在混凝土终凝前。
抽管过早,会造成坍孔事故;太晚,则混凝土与钢管凝成一体。
抽管顺序宜先上后下,抽管可采用人工或用卷扬机,速度必须均匀,边抽边转,使孔道保持直线,做好孔道清理工作。
胶管抽芯法不仅可以留设直线孔道,亦可留设曲线孔道,胶管弹性好.便于弯曲,一般有三层或七层夹布胶管和钢丝网橡皮管两种。
胶管具有一定弹性,在拉力作用下,其断面能缩小,故在混凝土初凝后即可把胶管抽拔出来。
夹布胶管质软,必须在管内充气或充水。
以浇筑混凝土前,胶皮管中充入压力为0.6~0.8 MPa的压缩空气或压力水,此时胶皮管直径可增大3 mm左右,然后浇筑混凝土,待混凝土初凝后,放出压缩空气或压力水,胶管孔变小,并与混凝土脱离,随即抽出胶管,形成孔道。
抽管顺序,一般应为先上后下,先曲后直。
预应力技术在水利工程中的应用与创新
预应力技术在水利工程中的应用与创新引言预应力技术是一种在水利工程领域中被广泛应用的施工技术。
通过预先施加内力,提高结构的承载能力和抗震能力,实现结构的稳定性和安全性。
本文将探讨预应力技术在水利工程中的应用以及创新。
1. 预应力技术的基本原理预应力技术是通过施加预先确定大小和方向的内力来改变结构物的受力状态。
其基本原理是通过对混凝土中的钢筋或钢束施加拉力,将混凝土预先压缩,使混凝土在受力状态下具有更好的性能。
预应力技术主要分为两种方式:预应力混凝土和预应力钢筋混凝土。
预应力混凝土是通过对已浇筑的混凝土施加拉力,而预应力钢筋混凝土是通过在混凝土中埋设预应力钢筋。
2. 预应力技术在水利工程中的应用2.1. 水闸和堰坝预应力技术在水闸和堰坝的施工中得到了广泛应用。
通过预应力技术可以提高水闸和堰坝的承载能力和稳定性,降低施工过程中的混凝土消耗量,减少工程成本。
同时,预应力技术还可以提高结构的抗震能力,从而增强水利工程的安全性。
2.2. 水库拱坝水库拱坝作为一种常见的水利工程结构,其安全性和稳定性是至关重要的。
预应力技术在水库拱坝的施工中发挥了重要作用。
通过对拱坝中的钢筋或钢束施加拉力,可以预先将拱坝的受力状态调整到最佳状态,保证其稳定性和抗震能力。
此外,预应力技术还可以减小拱坝的变形,提高水库的储水能力。
2.3. 防洪堤防在防洪工程中,预应力技术也有着广泛的应用。
对于防洪堤防的施工,通过预应力技术可以提高堤防的抗冲击能力和稳定性。
预应力技术可以使得堤防的混凝土具有更高的强度和抗震性能,从而减少因洪水冲击而引起的损坏。
3. 预应力技术在水利工程中的创新3.1. 预应力技术与新材料的结合随着水利工程的不断发展,新材料的应用也得到了广泛关注。
预应力技术与新材料的结合为水利工程的创新提供了新的思路。
例如,预应力碳纤维增强复合材料(CFRP)在水利工程中的应用。
CFRP具有重量轻、强度高、耐久性好等特点,通过与预应力技术的结合,可以实现更加高效的施工和更好的抗震性能。
水利工程论文:水利工程后张法预应力混凝土施工技术运用
水利工程后张法预应力混凝土施工技术运用随着我国施工技术的不断发展,后张法预应力混凝土施工技术越来越成熟,应用的领域也越来越广,包括桥梁工程施工、建筑施工、水利工程施工等。
文章通过对江苏省实际水利工程案例的研究,总结后张法预应力混凝土施工技术在水利工程中的具体应用。
1工程案例某工程为分洪道水利工程,主控制室的大梁长度为23m,高度为1.2m,底标高度为11m。
该大梁是由两根主梁和一块厚浇板组成,主梁的宽度为0.7m,厚浇板的宽度为0.14m,大梁表面的总宽度为6.2m。
混凝土是使用的C40型混凝土材料。
支架是使用三根管径为48mm的钢管搭建而成的脚手承载支架,支架的高度约为13m,支架的分布距离根据大梁的重力分布情况来决定[1]。
承载支架搭建完以后,需要对承载支架进行预压实验,预压的压力是为大梁厚浇筑板重力的1.2倍,经计算结果为2.3×106N。
以大梁重量的分布为依据,主梁需要承受的预压压力为8×105N,而其他联系梁每根需要承受约3×104N的预压压力。
预压压力的调节是通过橡胶水袋的加减来实现的。
根据大梁的重量分布,对大梁各个部分施加不同数量的水袋,并派专门的负责人加减水袋并进行记录,在预压开始之前,需要先安装8个测量尺寸、形状、位置的百分表,其中两根大梁部分各安装3个百分表,然后在联系梁和面板处各安装1个百分表。
安装百分表时所用到的支架不能利用现有的承载支架,需要额外架设安装专用的安装支架。
安装百分表时要使得百分表紧紧贴住上方的木方,并给每个安装的百分表设置一个标记,便于数据记录。
安装好以后,每天派遣专员对百分比的数据进行详细的记录,并记下数据记录的时间;在预压效果验证当中,最关键的数据就是沉降值,按照预压实验设计的要求,在开启预压实验的一周内必须要保证沉降值在所允许的范围内,而且最后3d累积的沉降值≤2mm。
在预压实验的观察期结束以后,如果实验结果满足设计要求,最终的沉降值在允许的范围内,而且沉降趋于稳定,则可将预压实验设备进行卸载,并重新加固承载支架等,将用于实验的水利工程设施恢复原样。
应力配筋方法浅析
摘要目前的配筋方法主要还是依造结构力学的方法,利用内力进行结构的配筋。
但是在水工结构中,有很多结构形式复杂,结构的受力和边界条件等也比较复杂,常规的结构分析方法难于准确地了解结构的变形规律和应力分布;另外随着建筑功能的多样化发展,建筑中运用转换层越来越普遍,而转换层的结构形式多变,整体性强,不应简化为杆系结构;在桥梁工程中,一些悬索桥、斜拉桥索的锚固区受力复杂,配筋一般通过经验进行,比较保守而且导致混凝土浇注困难。
这些情况都导致采用内力配筋法无法满足工程的需要,而应力配筋法却可以适用于任何体系结构,因此,本文对应力配筋的方法进行一个初步的探讨。
关键词应力配筋方法1、应力配筋法的发展史应力配筋法的思想在水工钢筋混凝土结构中已有所应用。
在水工结构中常会遇到一些无法用结构力学方法计算出截面内力(弯矩m,轴力n,剪力v或弯矩t等)的构件,而只能按照弹性理论方法(经典理论解,弹性有限元或弹性模型试验等)求出结构各点的应力状态。
因而,也就无法用内力截面极限承载力公式计算配筋用量。
在《水工混凝土结构设计规范》中提出了按弹性应力图形配筋的方法。
由弹性理论计算得出结构在荷载作用下的拉应力图形,再根据拉应力图形面积计算出配筋用量。
这种配筋方法比较简单易行,可适用于各种复杂的结构,但在理论上并不完善,一般情况下配筋偏于保守。
我国在六十年代曾考虑对水工的非杆件结构采用“全面积配筋”的方法,规定“当最大主拉应力大于混凝土的许可拉应力时,全部主拉应力由钢筋承担”。
这种方法没有极限状态的概念,为考虑混凝土的抗拉作用,计算结果十分保守。
《水工混凝土结构设计规范》sdj20-78编制组在调查总结了大量的工程设计经验的基础上特制订了附录四的有关条文,提出“按主拉应力图形中扣除小于混凝土许可拉应力的剩余主拉应力图形面积配筋”的计算公式,并对公式的适用条件,配筋方式等做出了明确规定。
但是,该公式尚不能考虑混凝土开裂后在截面上的应力重分布,而是按许可拉应力把弹性应力图形划分为混凝土承担的部分和钢筋承担的部分。
溪洛渡高拱坝的应力分析及孔口配筋设计研究的开题报告
溪洛渡高拱坝的应力分析及孔口配筋设计研究的开题报告一、选题背景溪洛渡高拱坝是一座常年蓄水的重要水电站工程,其工程技术难度较高。
在拱坝的设计过程中,应力分析和孔口配筋设计是其中关键的环节。
因此,为了保证拱坝的稳定性和安全性,进行高拱坝的应力分析及孔口配筋设计研究具有重要意义。
二、研究目的本文旨在对溪洛渡高拱坝进行应力分析及孔口配筋设计研究,探究拱坝结构的受力情况及孔口配筋的优化设计,为实际工程提供理论支持。
三、研究内容1.对溪洛渡高拱坝的整体结构进行初步分析,包括拱坝的结构材料、基础特征等方面的基本情况介绍。
2.对溪洛渡高拱坝进行应力分析,利用ANSYS软件对拱坝进行有限元计算,分析拱坝的受力情况。
3.对溪洛渡高拱坝的孔口进行配筋设计,根据拱坝的受力情况对孔口的配筋方式进行分析和优化设计,提出相应的方案。
4.对设计方案进行验证,在设计方案的基础上,使用ANSYS软件进行模拟分析,检验设计方案的可行性和合理性。
四、研究方法1.文献资料法:先查阅国内外有关高拱坝应力分析和剪力墙配筋设计的理论资料,掌握相关理论知识和分析方法。
2.有限元计算法:利用ANSYS软件进行拱坝的受力分析,并对设计方案的可行性进行验证。
3.现场实测法:进行相关传感器的安装和数据采集,获取拱坝在实际受力和变形情况下的详细数据。
五、预期成果1.对溪洛渡高拱坝的应力分析和孔口配筋设计进行深入研究,掌握相关知识和方法。
2.提出优化的孔口配筋设计方案,保证拱坝的稳定性和安全性。
3.验证设计方案的可行性和合理性,为工程实际操作提供依据。
四、研究难点1.研究对象的复杂性,对高拱坝的结构特点和受力情况进行准确把握,是本研究的难点之一。
2. 孔口配筋设计方案的优化,需要考虑多个因素,包括拱坝的受力情况、材料特性和施工难度等,需要综合考虑,难度较大。
后张法预应力混凝土施工技术在水利工程中的应用
后张法预应力混凝土施工技术在水利工程中的应用社会的不断进步,使得人们的思想意识也发生了很大的变化,人们对建筑工程的质量要求也提出了更高的要求,同时对自身的生活和工作场所的环境也提出了新的要求。
在现在,建筑工程施工中出现了越来越多的新材料,这些新材料的出现,对建筑工程的质量有了很大的改善,同时,在重量方面也出现了很大的变化。
在建筑工程施工中,预应力混凝土结构在跨度和厚度方面都出现了新的优势,同时在使用过程中效果也是非常好的,这样就使得在很多的水利工程中,预应力混凝土施工技术得到了非常广泛的应用,而且应用效果也是非常好的。
标签:预应力混凝土;施工技术;水利工程后张法是指在构件或者是块体上不需要在使用专门的台座,可以直接张拉预应力筋,这样在进行大型构件制作的时候就可以进行分块制作,在制作完成以后运抵施工现场进行拼装,利用预应力钢筋能够更好的将其连接成为整体。
后张法在操作上灵活性是非常高的,同时,在制作的时候也是非常方便的,因此,在水利工程施工中得到了非常好的应用。
但是,在应用的过程中也是要对其进行很好的分析,这样才能更好的保证施工效果。
1 孔道留设在施工中要对孔道的直径进行很好的控制,一般情况下要保证预应力钢筋能够更好的穿入,这样在施工的时候能够保证施工效果,同时也在孔道留设的时候也是有着不同的方法,具体使用何种方法要对施工工程进行具体分析以后在进行决定。
1.1 抽芯法抽芯法在我国的水利工程施工中是一种非常久远的方法,同时在施工成本方面也是相对较低的,但是,这种施工方法在施工的时候是存在着一定的局限性,在施工过程中如果遇到结构跨度较大,或者是结构形状比较复杂的时候,孔道密集性是无法进行适应的。
抽芯法在施工的時候也是有着两种不同的种类,一种是钢管抽芯法,另外一种是胶管抽芯法。
钢管抽芯法通常是在留设直线孔道的时候使用,钢管要保证是非常平直的,同时表面要非常的光滑,对其长度也是有一定的要求,这样能够更好的保证施工效果。
混凝土配筋工艺及应用实例
混凝土配筋工艺及应用实例混凝土配筋工艺及应用实例一、混凝土配筋工艺混凝土配筋工艺是指在混凝土中加入钢筋,以提高混凝土的承载能力和耐久性。
混凝土配筋工艺主要包括以下几个方面:1. 钢筋的选择:根据混凝土的强度等级和受力情况,选择不同规格、不同等级的钢筋。
2. 钢筋的加工:钢筋要预先加工成符合设计要求的形状和尺寸,包括切割、弯曲、焊接等工艺。
3. 钢筋的布置:根据设计要求,将钢筋按照一定的间距和排列方式布置在混凝土中。
4. 混凝土的浇注:在钢筋布置好后,进行混凝土的浇注,同时注意控制混凝土的质量和充实度。
5. 钢筋的保护:在混凝土凝固后,对钢筋进行保护,防止锈蚀和损坏。
二、应用实例混凝土配筋工艺在建筑工程中的应用非常广泛,以下是几个常见的应用实例:1. 桥梁:桥梁是工程结构中负荷最大、受力最复杂的一种结构,因此在桥梁工程中必须采用混凝土配筋工艺。
例如,钢筋混凝土梁桥的钢筋按照一定的间距和排列方式布置在混凝土中,以提高桥梁的承载能力和耐久性。
2. 楼房:楼房是人们居住和工作的场所,因此在楼房工程中也必须采用混凝土配筋工艺。
例如,多层住宅的楼板、柱子和梁等部位都需要加入钢筋,以提高建筑物的抗震能力和承载能力。
3. 地铁隧道:地铁隧道是城市轨道交通的重要构成部分,地铁隧道的施工需要采用混凝土配筋工艺。
例如,地铁隧道的墙体、顶板和底板等部位都需要加入钢筋,以提高隧道的承载能力和耐久性。
4. 水利工程:水利工程是维护人民生命财产安全的重要工程,因此在水利工程中也必须采用混凝土配筋工艺。
例如,水库、大坝、堤防等工程结构必须加入钢筋,以提高工程结构的稳定性和耐久性。
综上所述,混凝土配筋工艺在建筑工程中的应用非常广泛,它可以提高工程结构的承载能力和耐久性,保证人民生命和财产安全。
因此,在建筑工程中必须严格按照混凝土配筋工艺进行设计和施工,以确保工程质量。
水电水利工程中预应力混凝土施工.doc
1前言水电水利工程对我国和谐社会的构建有很大的影响,同时水电水利工程在我国国民经济中有很高的地位,近年来,为满足社会经济发展需求,我国水电水利工程的建设规模越来越大,在进行水电水利工程施工时,施工单位经常会用到预应力混凝土施工技术,这种技术能极大的提高水电水利工程的施工质量和施工安全,下面就水电水利工程中预应力混凝土施工进行分析。
2预应力混凝土的特点预应力混凝土施工是指将预应力施加在普通的混凝土上面,这样就能有效地防止普通混凝土出现裂缝的现象,就能充分发挥出钢筋的作用,达到夯实基础,提高水电水利工程施工质量的目的。
预应力混凝土施工的基本原理是:在混凝土结构的受拉区域,或者在构件的受拉区域,张拉钢筋,然后将钢筋张拉的回弹力施加到混凝土上面,这样混凝土会在预压应力的作用下,产生一定的压缩变形,当受拉结构的受拉区混凝土发生拉伸变形时,其拉伸变形会与之前受到的压缩变形相互抵消,混凝土结构只有受到持续不断的外界作用力,才可能发生拉伸现象,这样就能有效地防止混凝土裂缝的发生。
预应力混凝土施工技术能有效地提高钢筋混凝土的使用寿命,提高钢筋混凝土的抗裂性和强度,因此,在水电水利工程中有十分广泛的应用。
3水电水利工程中预应力混凝土施工技术3.1先张法施工技术3.1.1先张法施工先张法施工技术是在混凝土浇筑前,先张拉预应力筋,然后将张拉好的预应力筋临时固定好,进行混凝土浇筑,当混凝土的强度达到设计强度的75%后,即混凝土和预应力筋的黏结力满足相关要求,将预应力筋端部放松,这样就能对混凝土产生一个预压应力。
一般情况下,先张法施工主要以机组流水法、台座法为主,在施工过程中,施工单位采用机组流水法时,会在钢模中生产构件,由钢模承受预应力筋拉力,构件会以流水的方式连接钢模,然后通过固定机组完成张拉、混凝土浇筑、混凝土养护等施工环节。
采用机组流水方式施工时,需要利用大量的钢模,同时施工过程对机械化程度要求比较高,施工结束后,还需要进行蒸汽养护,因此,在实际施工过程中,施工单位要根据工程的具体情况,确定是否采用该施工方式。
试论预加应力在建筑结构中的应用
试论预加应力在建筑结构中的应用预加应力技术是一种在建筑结构中广泛应用的先进技术,它通过在材料施加预先计算好的应力,可以提高建筑结构的承载能力和抗震性能。
本文将从预加应力的基本原理、在建筑结构中的应用及未来发展方向等方面进行探讨。
一、预加应力的基本原理预加应力是一种通过预应力设备将钢筋或钢缆施加一定的拉力,以在结构施加一定的压力或拉力,从而改变结构内部的应力状态,增强结构的受力性能的技术。
预加应力的基本原理是利用材料的双向作用,即在材料受到外力作用后会出现内部的应力,这种内部应力可以通过预先施加的应力来调节,从而增加结构的承载能力和抗震性能。
对于混凝土结构来说,预加应力的原理是通过在混凝土中施加拉力,提高混凝土的承载能力和抗震性能。
而对于钢结构来说,预加应力的原理是在钢结构中施加压力,提高钢结构的承载能力和抗震性能。
通过预加应力技术,可以实现在不增加材料消耗的情况下提高结构的承载能力和抗震性能,从而达到节约材料和提高建筑结构安全性的目的。
1. 预应力混凝土结构预应力混凝土结构是目前应用范围最广的一种预加应力技术,它主要通过在混凝土中施加预应力钢筋,从而改变混凝土的应力状态,提高结构的承载能力和抗震性能。
预应力混凝土结构在桥梁、高层建筑、水利水电工程等领域有着广泛的应用。
在桥梁工程中,预应力混凝土结构能够有效地提高桥梁的承载能力和抗震性能,减少桥梁结构的变形和裂缝,延长桥梁的使用寿命。
在高层建筑中,预应力混凝土结构可以减少建筑物的变形和振动,提高建筑物的整体稳定性。
在水利水电工程中,预应力混凝土结构可以提高水利水电工程的抗洪能力和抗震能力,从而保障工程的安全性和稳定性。
三、预加应力技术在建筑结构中的未来发展方向1. 高强混凝土的研究与应用高强混凝土是未来预应力混凝土结构的发展趋势,它具有较高的抗压强度和抗拉强度,能够有效地提高结构的承载能力和抗震性能。
未来预应力混凝土结构将更加注重高强混凝土的研究与应用,从而有效地提高建筑结构的安全性和稳定性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
工况一应力云图如图 4,图 5 所示,工况二应力云图如图 6,图 7 所示。
的,因此实际配筋中,很难沿主拉应力方向布置钢筋,一般近似以 x,y,z 轴三个方向应力配筋代替,即按照正应力配筋[5]。
T
0.45ft
ω
Q6
图 8 按弹性应力图形配筋示意图
MX MN
图 4 工况一 中墩、缝墩 y 向应力云图
MX MN
图 5 工况一 中墩、缝墩第一主应力云图
3. 2 闸墩应力配筋计算
根据上文 2. 5 中有限元应力计算分析,选取工况二进行应力 配筋计算,选取缝 墩 门 槽、缝 墩 墩 位、中 墩 门 槽、中 墩 墩 位 处 拉 应 力最大断面,并以此断面作为计算断面[6,7],各断面应力值如表 3 ~ 表 6 所示。
摘 要: 为研究应力配筋法在水利工程中的应用,结合工程实例,运用有限元软件 Ansys 对闸室在两种工况下的应力进行了分析,
并选取两种工况中最不利工况对闸墩进行应力配筋计算。计算结果表明,有限元分析可以直观反映闸室的应力分布情况,采用应
力配筋计算过程简单、结果明确,对工程设计具有一定的参考价值。
关键词: 出口控制闸,闸墩,有限元分析,应力配筋
第 38 卷 第 33 期
·246· 2 0 1 2 年 1 1 月
山西建筑
闸室结构均采用 C25 混凝土,参照《水工混凝土结构设计规 范》选取参数如表 2 所示。
表 2 材料计算采用的物理参数
材料 C25 混凝土
弹模 / GPa 28
密度 / kg·m - 3 2 500
泊松比 0. 2
2. 5 计算结果
7 300
1 500 C30 二期混凝土
C30 二期 混凝土
250
250
600
980
1 000 4 824
600
C25 混凝土 1 660 C10 混凝土厚 100
20 000
10 426 23 980
1 660
1 000 1 000 6 470
1 000 2 000
3 000
图 2 A—A 剖面图
表 3 缝墩墩位最大拉应力截面节点应力
MN MX
MX MN
节点编号 6381 6434 6433 8113 8114 8115 8097
y 向应力 / Pa 2. 35E + 06 9. 20E + 05 5. 44E + 05 - 5. 83E + 04 - 5. 64E + 05 - 1. 13E + 06 - 2. 18E + 06
闸室混凝土结构均采用 Solid45 单元离散,在网格划分上,厚 度方向单元最大边长控制在 0. 5 m 以内[2],对底板与闸墩的交接 处进行了适当的 网 格 加 密,为 保 证 单 元 均 为 六 面 体 单 元,对 闸 墩 弧形部分进行了简化。模型总单元数为 92 735,坐标原点位于边 墩进口处坡线与底板交点,x 轴为垂直于水流方向,y 轴为竖直方 向,z 轴为顺水流方向,有限元模型如图 3 所示。
7 030 3 600 2 650
2. 2
A 1 500 1 200 6 500 1 800 6 500 1 400
1 000 图 1 出口控制闸平面图(一联)
计算工况
我们只针对完建期后的工况进行探讨,根据工程实际运行情 况及不利工况,选取表 1 中所示的两种代表工况。
表 1 计算工况
工况 一 二
水位 正常水位 正常水位
中图分类号: TV314
文献标识码: A
1 概述
在水利工程中有很多非杆非壳的大体积混凝土结构,这些结 构的受力和形状都比较复杂,无法按照常规的结构力学方法进行 分析及计算。目前,针对此类问题应用较为广泛的方法是应力配 筋法,现行 SL 191-2008 水工混凝土结构设计规范[1]给出了弹性 应力配筋方法的 基 本 思 路,并 对 此 方 法 作 出 了 原 则 性 的 说 明,这 对我们的工程设计具有重要的参考价值。我们将结合工程实例, 运用大型有限元软件 Ansys 模拟计算闸室在两种工况下的应力, 并通过有限元计算得到的应力对闸墩进行配筋计算。
2 倒虹吸出口闸闸墩有限元分析
2. 1 工程概况
某渠道倒虹吸由进口渐变段、进口检修闸、管身段、出口控制 闸和出口渐变段组成,其中出口控制闸底板高程为 98. 421 m,正 常运行期水位为 105. 421 m。闸室长 23 m,闸室共 4 孔,分为两 联,一联 2 孔,单孔净宽 6. 5 m,闸室底板与墩墙为 C25 混凝土整 体式浇筑。闸室前部设弧形钢闸门,弧形闸门半径 11 m,弧形闸门 侧轨中心线半径 10. 94 m,相应门槽宽为 0. 9 m,门槽深为 0. 3 m。 出口控制闸结构尺寸如图 1,图 2 所示。
运行情况 四孔开启 两边孔关闭,两中孔开启
2. 3 计算模型
图 3 有限元网格划分图
模型边界条件为底板底部施加全约束,以 x 轴、z 轴为法向的 面施加法向约束[3]。模型荷载仅考虑了结构自重和静水压力。
2. 4 计算参数
收稿日期: 2012-09-22 作者简介: 尹 岩(1988- ) ,男,在读硕士
ห้องสมุดไป่ตู้
5 600
A
500
R900
500 800 500
R1 400
500
3 850 5 750
4 600 5 000
1 700 3 400
14 380
1 200
14 380
14 380
3 850 5 750 200
355 250
1 100 3 924
39 676
12 000
900
R11 000
检修门
3 800
第 38 卷 第 33 期 2012年11 月
山西建筑
SHANXI ARCHITECTURE
Vol. 38 No. 33
Nov. 2012 ·245·
文章编号: 1009-6825( 2012) 33-0245-03
应力配筋法在水利工程中应用的研究
尹岩
( 华北水利水电学院,河南 郑州 450011)