水电站垫层蜗壳组合结构研究与应用--聚文网

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内容简介

本书以我国水电站工程实践中广泛应用的垫层蜗壳组合结构为对象，针对其在内水压力作用下的结构受力表现及调控问题，围绕垫层平面铺设范围的选取、垫层材料的压缩特性及钢蜗壳一混凝土的接触传力等3个焦点问题，开展了相关的基础研究和应用研究工作，以期提升当前工程界和学术界对垫层蜗壳组合结构受力特性的认识水平，推动蜗壳结构受力调控设计理念的普及与发展。本书共8章，主要内容包括：绪论，垫层蜗壳的座环结构特性，蜗壳垫层平面铺设范围确定原则，蜗壳垫层材料的压缩特性，垫层材料非线性应力-应变关系的影响，基于软接触关系描述蜗壳垫层材料的数值方法，垫层蜗壳结构中钢衬-混凝土问的接触传力和结语等。本书可供从事水电站建筑物结构教学、设计及科研工作的高校师生和工程师参考。

前言
第1章绪论
1.1 引言
1.1.1 中国水电开发的现状与趋势
1.1.2 水电站蜗壳组合结构简介
1.1.3 蜗壳结构的分类
1.2 垫层蜗壳埋设技术的发展
1.3 垫层蜗壳研究历程中的两个重要进展
1.3.1 钢蜗壳与外围混凝土联合受力
1.3.2 钢蜗壳与外围混凝土之间滑动摩擦
1.4 垫层蜗壳研究的新焦点
1.4.1 垫层的平面铺设范围
1.4.2 垫层材料的压缩力学性能及其数值描述
1.4.3 垫层蜗壳结构中的钢衬脱空问题
1.5 本书的主要工作
第2章垫层蜗壳的座环结构特性
2.1 座环结构概述
2.1.1 座环简介
2.1.2 座环结构设计中的一般考虑
2.2 不平衡水推力
2.3 计算条件
2.3.1 工程概况
2.3.2 计算材料参数
2.3.3 计算模型
2.3.4 计算荷载
2.4 座环应力分布变化规律
2.4.1 混凝土开裂的影响
2.4.2 垫层变形模量的影响
2.4.3 摩擦系数的影响
2.5 座环位移和变形分布变化规律
2.5.1 座环竖向位移
2.5.2 座环径向变形
2.5.3 座环环向变形
2.6 座环抗剪性能
2.6.1 垫层变形模量的影响
2.6.2 摩擦系数的影响
2.7 本章小结
第3章蜗壳垫层平面铺设范围确定原则
3.1 垫层平面铺设范围的两个影响方面
3.2 蜗壳内水压力竖向外传在平面上的分布
3.2.1 座环竖向位移
3.2.2 机墩结构竖向位移
3.3 蜗壳内水压力水平方向外传的分布
3.3.1 座环径向变形
3.3.2 机墩结构径向变形
3.3.3 座环抗剪性能
3.3.4 流道结构承受的扭转力比例
3.4 垫层适宜平面铺设范围
3.5 本章小结
第4章蜗壳垫层材料的压缩特性
4.1 蜗壳垫层材料概述
4.1.1 垫层材料的应用基本情况
4.1.2 蜗壳垫层的实际工作状态
4.2 蜗壳垫层材料压缩特性的试验研究
4.2.1 垫层压缩试验的研究现状
4.2.2 其他工程泡沫塑料的力学性能
4.2.3 材料和加-卸压方案
4.2.4 试验结果
4.2.5 讨论
4.3 蜗壳垫层材料压缩特性的数值模拟
4.3.1 垫层数值模拟的研究现状
4.3.2 数值模型
4.3.3 对于4.2节试验的模拟结果
4.3.4 对于文献[40]试验的模拟结果
4.4 本章小结
第5章垫层材料非线性应力-应变关系的影响
5.1 工程案例概况
5.2 蜗壳结构的平面轴对称简化
5.3 有限元模型
5.4 计算参数
5.5 荷载和边界条件
5.6 计算结果
5.6.1 垫层压缩应变
5.6.2 混凝土损伤
5.6.3 机墩结构上抬
5.7 本章小结
第6章基于软接触关系描述蜗壳垫层材料的数值方法
6.1 垫层蜗壳结构的常规有限元数值模拟简介
6.1.1 数值建模过程
6.1.2 材料力学描述
6.2 垫层材料数值模拟的新技术
6.2.1 硬接触与软接触
6.2.2 模拟思路
6.2.3 新技术的优点
6.3 新技术的验证
6.4 新技术的应用
6.4.1 有限元模型
6.4.2 计算参数
6.4.3 荷载和边界条件
6.4.4 考虑垫层材料非线性压缩特性的结果对比
6.4.5 垫层材料残余变形的数值模拟试验
6.5 本章小结
第7章垫层蜗壳结构中钢衬-混凝土间的接触传力
7.1 钢衬-混凝土问的接触/脱空问题
7.1.1 已有的认识
7.1.2 钢衬的两种潜在运动形式
7.1.3 钢衬下半部的半圆筒简化受力分析模型
7.1.4 两个关键影响因素
7.2 非线性有限元程序的验证
7.2.1 材料非线性
7.2.2 接触非线性
7.3 接触状态的有限元预测
7.3.1 计算条件
7.3.2 摩擦系数的影响
7.3.3 垫层铺设包角的影响
7.3.4 垫层压缩特性的影响
7.4 钢板焊缝构造对接触传力行为的影响
7.4.1 问题的描述
7.4.2 有限元建模及计算条件
7.4.3 混凝土损伤
7.4.4 钢衬的滑移
7.4.5 钢衬-混凝土问的传力
7.5 本章小结
第8章结语
8.1 主要的研究成果和新认识
8.2 值得进一步研究的内容
参考文献

水电站垫层蜗壳组合结构研究与应用

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