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水闸是水利枢纽工程中的重要组成部分,根据大量工程实例,我国一些岩基上的水闸(包括水库泄洪闸)闸墩和经常暴露于大气中的水闸底板(例如分洪闸)产生裂缝的情况比较普遍,而且裂缝的位置、缝型和缝的尺度还具有一定的规律性,其中有的形成了贯穿性裂缝,有的裂缝长度甚至达到闸墩高度的90%以上,这些都严重破坏了结构的整体性,影响了水闸的正常运行。裂缝的产生原因主要是温度变化的影响和地基的约束作用,特别是经常暴露在大气中的水闸底板和闸墩,受长期和短期温差的影响更为显著。 本文首先提出论文的研究主题即大型泄水闸的温度应力,接着叙述了温度应力的定义、类型及目前温度问题的研究现状;其次列举了混凝土结构裂缝的分类,产生原因,温度裂缝的特点,对建筑物的危害,并提出了一些预防、控制和修补的措施;然后详述了热传导理论,热应力理论的基本原理,分析了运行期温度变化时水闸的温度应力,为下一步工作奠定了基础;接着分析了水闸短期温度应力的初始条件,水闸的水边界和空气边界条件,详述了热辐射原理,热交换原理,计算了闸墩在夏日温升和冬日温降两种最不利工况下闸墩的外表面温度,并推导了水闸温度场、温度应力的有限元列式;然后以一大型泄水闸为例,用有限元软件ANSYS6.1分析了不考虑温度荷载时的结构应力,夏日温升和冬日温降的温度场及其温度应力,并对地基弹模的变化对温度应力的影响进行了初步的研究;在最后一章,对本文所做的工作进行了总结,对不足之处及今后的工作提出了一些建议。