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水闸是一种低水头、具有挡水和泄水作用的水工建筑物,在灌溉、航运、防洪等水利枢纽工程中都占有十分重要的地位。处于地震区的水闸,失事后所造成的损失较为严重,因此水闸的设计应根据其功能、等级和抗震设防级别,作必要的抗震计算,使工程结构的强度满足抗震要求。
本文主要介绍了水闸结构的分析发展现状,有限元法的基本概念和原理,ANSYS软件在闸室结构内力分析中的应用。就目前工程界广泛关注的结构抗震问题,论述了结构动力计算的理论和求解方法,详细介绍了振型分解反应谱法,系统的研究了水闸结构静动力分析的理论和方法。
结合实际工程,运用ANSYS有限元分析软件,建立闸室整体结构计算模型,对闸室整体结构进行静力分析,计算出闸室的主要部位在正常工况下和检修工况下的应力和应变,得出了闸室结构的内力分布状况。采用振型分解反应谱法,计算出闸室结构在校核工况下的静动组合应力和应变,分析闸室的自振特性,探讨地震作用对闸室整体结构的影响,研究地震荷载作用下的闸室结构各部位的应力变化规律,为水闸的抗震设计提供参考。
闸室上部的框架结构采用不同构筑材料时,分别对其进行内力分析计算,得出了不同方案下闸室结构的内力和变形分布规律,并对两种方案的计算结果进行比较分析,进而为以后水闸的设计和施工提供理论依据。