弧門(mén)主框架失穩(wěn)變形的假設(shè) 在主框架中,支臂上端與橫梁固接,受到橫梁的彈性約束;下端與支餃相連,對(duì)于常見(jiàn)的圓柱鉸,在框架平面內(nèi)亦屬?gòu)椥怨潭ā４_定主框架的支承形式和失穩(wěn)變形狀態(tài),是穩(wěn)定分析的前提.根據(jù)弧門(mén)的特定環(huán)境和具定構(gòu)造,可提出圖1所示的三種失穩(wěn)變形狀態(tài),即:有自由側(cè)移的反對(duì)稱(chēng)失穩(wěn)變形、無(wú)側(cè)移的對(duì)稱(chēng)失穩(wěn)變形和有約束側(cè)移的反對(duì)稱(chēng)失變形。川片寸 圖1框架失穩(wěn)的形式 顯然,對(duì)于支臂穩(wěn)定而言,圖1一a所示的反對(duì)稱(chēng)失穩(wěn)無(wú)疑是最危險(xiǎn)的一種失穩(wěn)情況,求得這種情況的卜值,便可知協(xié)值變化范圍的上限.但是,結(jié)合閘門(mén)的實(shí)際構(gòu)造考慮,二側(cè)有-角墻限制,閘門(mén)與側(cè)墻間隙中,又有止水橡皮填緊,因此,也可能發(fā)生其它兩種失穩(wěn)變形,即圖1一b,1一c。圖1一b為下端彈性固定的框架,在水流荷載對(duì)稱(chēng)、止水橡皮嵌緊的情扭下,未產(chǎn)生側(cè)移的對(duì)稱(chēng)失穩(wěn)變形。圖l一c則為由于荷載不對(duì)稱(chēng)、結(jié)構(gòu)制造偏差、側(cè)向止水稼皮壓縮等原因發(fā)生的有約束側(cè)移的反對(duì)稱(chēng)失穩(wěn)變形。下面將對(duì)各種失穩(wěn)
引言弧形閘門(mén)的支臂是弧形閘門(mén)的主要受力構(gòu)件,弧形閘門(mén)支臂承受全部的水壓力以及啟閉閘門(mén)時(shí)閘門(mén)重量與牽引力對(duì)框架所產(chǎn)生的力,同時(shí),支鉸摩擦力阻力矩也使支承受到彎矩作用,且弧型閘門(mén)支臂較長(zhǎng),受偏心壓力,其受力復(fù)雜。受力也與閘門(mén)結(jié)構(gòu)、水位等因素有關(guān)。因此,對(duì)不同結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行研究具有一定的理論意義和實(shí)用價(jià)值。弧形鋼閘門(mén)支臂的穩(wěn)定和支臂的結(jié)構(gòu)布置形式有很大的關(guān)系,本文應(yīng)用線(xiàn)彈性有限單元法對(duì)不同結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了分析,對(duì)設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足工程強(qiáng)度、穩(wěn)定性要求的弧形閘門(mén)具有一定的參考價(jià)值。2線(xiàn)性特征值屈曲分析計(jì)算假設(shè)結(jié)構(gòu)在失穩(wěn)前只發(fā)生了很小的變形,同時(shí),假定材料是各向同性的,應(yīng)用經(jīng)典穩(wěn)定分析的特征方程(Ke+pKG)φ=0,求解方程可得關(guān)于p的一系列的特征值p1,p2,…。其最小特征值pmin為結(jié)構(gòu)的線(xiàn)性穩(wěn)定分析的臨界載荷,它所對(duì)應(yīng)的位移模態(tài)就是結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的屈曲模態(tài)[1-2]。本文選取了六種在役的不同結(jié)構(gòu)形式的支臂,對(duì)其進(jìn)行特征值屈曲分析。不同結(jié)構(gòu)的支臂有
弧形鋼閘門(mén)是水利工程泄水建筑物廣泛采用的工作閘門(mén)之一,它具有啟閉力小、水流條件好和控制簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)[1].弧門(mén)的荷載依次通過(guò)面板、梁格、支臂和支鉸傳給建筑物,其中由主梁和支臂構(gòu)成的主框架的受力穩(wěn)定是整個(gè)弧門(mén)穩(wěn)定的關(guān)鍵,通常弧門(mén)的破壞大部分都是由于支臂失穩(wěn)引起的[2].因此,主框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化就成為弧門(mén)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重點(diǎn).主框架的布置形式有主橫梁式和主縱梁式2種,每種形式又有雙支臂和三支臂2種類(lèi)型,然而現(xiàn)行規(guī)范中并沒(méi)有給出這4種布置形式的使用范圍,技術(shù)人員在設(shè)計(jì)生產(chǎn)中往往根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定支臂的個(gè)數(shù)和布置形式,缺乏理論指導(dǎo).目前針對(duì)弧門(mén)的優(yōu)化多集中在尺寸優(yōu)化方面[3-8],但是單純的尺寸優(yōu)化并不能保證得到的設(shè)計(jì)就是真正意義上的最優(yōu)方案,尺寸優(yōu)化應(yīng)該建立在結(jié)構(gòu)布置優(yōu)化的基礎(chǔ)上.文獻(xiàn)[9,10]對(duì)弧門(mén)布置問(wèn)題進(jìn)行了研究,得出了一些有益的結(jié)論.劉計(jì)良、王正中等[11]對(duì)弧門(mén)在不考慮主梁與支臂協(xié)同工作問(wèn)題下的支臂最優(yōu)布置個(gè)數(shù)及布置形式進(jìn)行了研究,本文
