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188宝金博页面版: 姜唐湖进洪闸空间整体结构抗震计算

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内容提示: 第 !" 卷增刊! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !水 利 水 电 科 技 进 展!##" 年 $!!月作者简介: 胡兆球 ($%&’ —),男,安徽凤阳人,教授级高级工程师,从事水利工程设计工作(姜唐湖进洪闸空间整体结构抗震计算胡兆球,孙业文,赵永刚(水利部淮河水利委员会规划设计研究院,安徽 蚌埠!""###)摘要: 采用 空间组合动力有限元直接滤频法和振型分解反应谱法对姜唐湖进洪闸空间 整体结构进行抗震分析( 计算模型有效地考虑了 闸墩、底板、防渗板桩和地基的相互作用 , 并考虑了 水...

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第 !" 卷增刊! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !水 利 水 电 科 技 进 展!##" 年 $!!月作者简介: 胡兆球 ($%&’ —),男,安徽凤阳人,教授级高级工程师,从事水利工程设计工作(姜唐湖进洪闸空间整体结构抗震计算胡兆球,孙业文,赵永刚(水利部淮河水利委员会规划设计研究院,安徽 蚌埠!""###)摘要: 采用 空间组合动力有限元直接滤频法和振型分解反应谱法对姜唐湖进洪闸空间 整体结构进行抗震分析( 计算模型有效地考虑了 闸墩、底板、防渗板桩和地基的相互作用 , 并考虑了 水体对结构的动力影响 ( 计算结果表明, 在进行闸室结构稳定:耸庇Ω貌捎 顺河流向水平地震时的动力反应结果, 在进行闸室结构承载力:耸庇Ω貌捎 垂直河流向水平地震时的动力反应结果(关键词: 进洪闸; 抗震计算; 直接滤频法; 反应谱法中图分类号: )*"+文献标识码: ,文章编号: $##-!.-+. (!##")#.!##$#!#"姜唐湖进洪闸是在建的国家重点治淮项目之一的临淮岗洪水控制工程的骨干工程( 临淮岗洪水控制工程位于淮河干流中游, 主体工程地处安徽省霍邱、颍上两县交界处,北距颍上县城约 !# /0,南邻霍邱县城约 $+ /0, 属于淮河大洪水控制工程, 它与上游山区水库、 中游行蓄洪区、 淮北大堤以及茨淮新河、怀洪新河等共同构成淮河中游多层次综合防洪体系,使淮河中游防洪标准由不足 &# 年一遇提高到$## 年一遇( 姜唐湖进洪闸为新建闸, 其主要作用是当王截流水位超过 !’1## 0, 或正阳 关水位超过!-1+#0,或临淮岗下泄流量大于 . ### 0"23 时开闸进洪,利用姜唐湖行蓄洪区,和其它工程一起提高淮河中游淮北大堤防洪标准( 按照淮河河道治理规划要求,在河道设计水位情况下,姜唐湖进洪闸进洪规模为 !+##0"23,主体工程为"级建筑物 (姜唐湖进洪闸位于老淮河主槽与 +% 孔浅孔闸间的主坝中部 (桩号 " 4 &.#1##),闸孔总宽 $%-1’! 0( 上游弧型导水堤,采用非膨胀性土料填筑,素混凝土护坡( 上游翼墙为钢筋混凝土扶臂结构,闸室两岸和下游翼墙为钢筋混凝土箱形结构( 闸室采用两孔一联山字形开敞式钢筋混凝土结构, 共 $+ 孔, 底板高程$%1.#0( 单孔净宽 $!0,中墩厚 $ 1& 0,缝墩厚 $ 1" 0(闸室顺河流向长 !+0,其上游铺盖及护底总长 +#0,下游段消能防冲段总长 $$! 0( 采用弧型钢闸门挡水,门体尺寸 $!0 5 .1%! 0( 闸墩上游侧设 ! 0 宽人行便桥和 &1" 0 宽工作桥 (桥上设启闭机房), 公路桥宽 % 0,闸室两侧均设桥头堡(为了充分论证所拟定的设计方案是否合理可行,在常规设计基础上,有必要对整体闸室结构采用动力分析方法对其抗震特性进行深入的计算分析(本研究采用空间组合动力有限元直接滤频法和振型分解反应谱法对姜唐湖进洪闸空间结构进行抗震分析( 计算模型有效地考虑了闸墩、 底板、 防渗板桩和地基的相互作用,并考虑了水体对结构的动力影响,所得到的计算结果符合一般规律(!计算原理和方法有限单元法是目 前解决复杂空间结构静、 动力问题最有效的数值方法之一[$]( 它可以方便地处理各种复杂的几何条件、物理条件和荷载条件( 对于实际工程问题,可根据变形和受力特点的不同,采用不同类型的单元进行离散, 以提高对工程问题的计算效率和计算精度( 根据姜唐湖进洪闸的受力特点,将闸墩、底板、板桩和地基作为一个整体, 考虑它们之间的相互作用 ( 对于地基采用一般的空间六面体 ’节点等参协调单元进行离散,对于闸墩、底板和板桩则采用能够较好反映弯曲变形性能的空间六面体 ’结点非协调单元进行离散(根据最小势能原理可以导出整个结构的动力平衡方程为!! " #$! " ( %!" %#)&! ’ (( %! " %))&! $($)式中: !, #, %!分别为结构的整体劲度矩阵、 阻尼矩阵、集中质量矩阵; %#为附加集中质量矩阵;!,$!,&!分别为结构的相对位移、 相对速度和相对加速度列阵;&! *为地震时的地面加速度列阵+ 在动力方程 ($)中,令&! $为零并忽略阻尼对结构自 振特性的?#$?

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