平面钢闸门主梁排水孔对结构受力的影响

平面钢闸门主梁排水孔对结构受力的影响第38卷第12期2016年12月人民黄河YELLOWRIVERV〇1.38,No.12Dec.,2016【工程勘测设计】平面钢闸门主梁排水孔对结构受力的影响郭泽宽，张洪明(昆明理工大学建筑工程学院，云南昆明650500)摘要：以某水电站平面钢闸门设计为例摘要：以某水电站平面钢闸门设计为例，利用利用ANSYS软件建立三维有限元分析模型软件建立三维有限元分析模型，对主梁腹板有无排水孔及孔口尺对主梁腹板有无排水孔及孔口尺寸不同时闸门各个构件应力寸不同时闸门各个构件应力、变形进行分析变形进行分析。研究结果表明研究结果表明，当近椭圆孔口尺寸为当近椭圆孔口尺寸为700mmx350mm时，各个构件的应力各个构件的应力与变形值均符合规范要求与变形值均符合规范要求，部分区域的应力集中效应减弱部分区域的应力集中效应减弱，闸门各构件的应力闸门各构件的应力、变形几乎不受开孔的影响变形几乎不受开孔的影响，平面闸门构件平面闸门构件应力应力、变形随着排水孔截面尺寸变小而减小变形随着排水孔截面尺寸变小而减小，为保证结构安全为保证结构安全，设计时需进行严格的力学分析设计时需进行严格的力学分析。关键词：平面闸门关键词：平面闸门；排水孔排水孔；有限元法有限元法；应力中图分类号：应力中图分类号：TV663文献标志码文献标志码：Adoi:10.3969/j.issn.1000-1379.2016.028闸门是用来关闭、开启或局部开启水工建筑物中过水孔口的活动结构，其主要作用是控制水位、调节流量,它的安全和适用在很大程度上影响着整个水工建筑物的运行效果。在水工闸门中平面钢闸门使用较为广泛。平面钢闸门一般由主梁、次梁（包括水平次梁、竖直次梁、顶梁和底梁）和边梁组成[1-2]。由于门叶结构需要开启和关闭以发挥挡水作用，因此闸门在动水启闭过程中会受到水流向下的吸力[3],为了减少水流下吸力对于闸门本身机构和启闭的影响，常常会在主梁腹板处布置孔洞[4]，闸门闭门工作水头越高，所需的孔洞开孔面积越大。目前国家相关规范中没有关于主梁腹板开孔的具体要求和计算方法,平面钢闸门主梁腹板开孔大小的选择仍然存在问题,按照平面结构体系的计算方法,将结构分割会造成计算结果存在较大误差。因此，笔者通过有限元软件的模拟计算，分析主梁腹板排水孔对高水头平面钢闸门结构安全性的影响。1有限元软件建模某大坝工作