保護層厚度對H型鋼混凝土閘墩承載能力的影響研究.pdf

1、閘墩是水利水電工程泄水建筑物的重要組成部分，閘墩結構的安全直接影響著整個水利樞紐的安全。隨著我國水利水電事業(yè)的發(fā)展，越來越多的大型水利水電工程開工建設，泄水建筑物的泄流量、工作水頭也越來越大，閘墩受到閘門推力的作用也越來越大，單純采用普通鋼筋混凝土結構已經(jīng)很難滿足大推力閘墩結構的安全要求。預應力閘墩在泄水建筑物閘墩中的應用，在一定程度上解決了這個問題，但預應力閘墩存在預應力錨索在提高閘墩剛度方面作用不大、施工工藝比較復雜以及工期長等不足

2、，仍然不能徹底解決大推力閘墩的安全問題。本論文根據(jù)型鋼混凝土結構具有承載能力高、剛度大、延展性好的特點，結合工程實際提出了一種利用型鋼混凝土技術在墩體和牛腿支座處配置一定H型鋼的新型閘墩結構，也就是H型鋼混凝土閘墩，并重點開展了保護層厚度對H型鋼混凝土閘墩承載能力的影響研究。
　　本論文利用大型通用有限元軟件ANSYS來進行閘墩的承載能力分析，從閘墩的位移、應力、裂縫的分布以及承載能力等方面，論證型鋼混凝土閘墩的合理性，在此基礎上

3、重點分析了保護層厚度對H型鋼混凝土閘墩承載能力的影響，根據(jù)閘墩結構和型鋼混凝土的特點，保護層厚度范圍采用300mm～600mm，分別研究了300mm、400mm、500mm以及600mm四種不同保護層厚度閘墩的承載能力，通過研究分析得出如下結論:
　　(1)在相同配鋼量的情況下，閘墩在達到其極限承載能力之前，型鋼混凝土閘墩各個部位的位移、應力、裂縫的分布和常規(guī)鋼筋混凝土閘墩相近;閘墩達到極限承載能力狀態(tài)時，型鋼混凝土閘墩荷載比常規(guī)

4、鋼筋混凝土閘墩荷載稍大。說明型鋼能代替常規(guī)鋼筋混凝土閘墩墩體扇形分布的受力鋼筋和牛腿支座中的縱向受力鋼筋，并且型鋼在閘墩內(nèi)所占的空間小，有利于型鋼混凝土閘墩在大推力閘墩中的應用。
　　(2)閘墩在達到其極限承載能力之前，保護層厚度對閘墩的混凝土以及型鋼各個部位的位移分布沒有明顯影響;閘墩達到其極限承載能力狀態(tài)時，不同保護層厚度的閘墩其極限位移有所不同，隨混凝土保護層厚度的增加閘墩的極限位移先增加后減小，保護層厚度為400mm的閘墩

5、，混凝土以及型鋼的極限位移位移最大。
　　(3)H型鋼在其進入屈服狀態(tài)前，保護層厚度對H型鋼的各個部位的應力分布無明顯影響，但是對型鋼屈服后的應力有一定的影響，閘墩達到其極限承載能力狀態(tài)時，保護層厚度為400mm的型鋼屈服長度最長，應力也最大;混凝土的應力在荷載作用的不同階段下分布以及大小相近。
　　(4)保護層厚度對H型鋼混凝土閘墩各個部位的裂縫分布以及發(fā)展無明顯影響，在荷載作用的整個過程中，閘墩的裂縫分布范圍以及裂縫的發(fā)