Температурный режим бетонных гравитационных плотин

• Автор: Нгуен Данг Жанг
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 176 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1, Обзор методов решения температурной задачи

1.1. Методы решения температурной задачи.

1.2. Методы решения задач по определению термонапряженного состояния бетонных гидротехнических сооружений

1.3. Выводы по главе 1.

Глава 2. Методика решения температурной задачи и задачи но определению термонапряженного состояния бетонных конструкций
2.1. Методика решения плоской задачи теплопроводности методом конечных элементов в локально вариационной постановке.
2.2. Методика определения термонапряженного состояния бетонных плотин в двумерной постановке.

2.3. Выводы по главе 2.

Глава 3. Апробация используемого метода тестовые задачи

3.1. Апробация температурных расчетов

3.2. Апробация расчетов термонапряженного состояния
3.3. Выводы по главе 3.
Глава 4 Анализ влияния некоторых факторов на температурный
режим бетонного массива при его возведении
4.1. Температурный режим послойно возводимого бетонного массива из укатанного бетона
4.2. Температурный режим бетонных массивов, возводимых толстыми слоями от 1,0 до 5,0 метров
4.3. Выводы по главе
Глава 5. Температурный режим и термонапряженное состояние гравитационной бетонной платины гидроузла Шон Ла и столба центральной консоли арочной бетонной плотины Нам Нган во Вьетнаме.
5.1. Температурный режим и термонапряженное состояние гравитационной бетонной платины гидроузла Шон Ла.
5.2. Температурный режим и термонапряженное состояние столба центральной консоли арочной бетонной плотины Нам Нган
Общие выводы.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Данная диссертационная работа посвящена исследованию температурного режима бетонных гравитационных плотин. Эти исследования проводились численным методом МКЭ с помощью программного комплекса, разработанного на Кафедре ГС.
Диссертационная работа проводилась в период годов на кафедре Гидротехнических Сооружений Московского Государственного Строительного Университета. Она была выполнена под научным руководством профессора, кандидата технических наук Николая Алексеевича Анискина. Автор выражает большую признательность своему руководителю за постоянное внимание и значительную помощь в работе.
Свою благодарность автор выражает также профессору, доктору технических наук Л. Н. Рассказову, кандидату технических наук В. В. Толстикову и другим сотрудникам кафедры Гидротехнических сооружений за помощь в работе над диссертацией.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Метод конечных разностей является универсальным и весьма эффективным методом приближенного численного решения линейных и нелинейных задач теплопроводности для тел сложной формы, ограниченных произвольными поверхностями. В работах с использованием МКР используются регулярные сетки разбивки исследуемых областей, что часто вызывает трудности в описании конструкции достаточно сложной геометрии изза необходимости локального сгущения сетки. Сегодня метод конечных элементов имеет самое широкое применение. К безусловным преимуществам МКЭ следует отнести возможность решения задачи температурного режима конструкции любой геометрии, находящейся под любыми температурными воздействиями, причем возможно решение как для разнородных, так и для изотропных областей. В отличие от МКР МКЭ обеспечивает удовлетворительное по точности решение в наружных зонах расчетной области при более редкой сетке разбивки. Вместе с тем, МКЭ в его классической постановке, используемый для решения нестационарных задач теплопроводности в двумерной и тем более трехмерной постановках применительно к массивным бетонным гидросооружениям с достаточно сложной геометрией вызывает значительные трудности. В ые годы двадцатого века Банничуком Н. В. и Черноусько Ф. Л.Н. Позднее метод конечных элементов в локальновариационной постановке был использован на кафедре Гидросооружений МГСУ для решения температурных задач и задач по определению термонапряженного состояния бетонных плотин . Одна из целей настоящей работы усовершенствование метода расчета нестационарной задачи теплопроводности с использованием МКЭ в локально вариационной постановке и его реализация на ЭВМ. Решение данной задачи позволит применить методику и программу расчета на ЭВМ для получения температурных полей бетонных массивных гидротехнических сооружений в процессе их возведения с учетом действия множества факторов и дальнейшего использования этих результатов для расчета термонапряженного состояния конструкций. Второй частью рассматриваемой задачи о работе гидротехнического сооружения под действием температурных факторов является определение его термонапряженного состояния. В общем случае, для получения картины термонапряженного состояния необходимо решить задачу термоупругости, что вызывает большие трудности ввиду сложной геометрии высоких бетонных плотин и необходимости учитывать при решении задачи множество действующих факторов. Одним из первых вопросы теории упругости применительно к термонапряженному состоянию бетонных конструкций изложил в своих работах Г. Н. Маслов. В его работах дается общее решение плоской задачи термоупругости, разбирается ряд конкретных случаев в прямоугольной и полярной системе координата термонапряженного состояния тонкой пластинкиб бесконечного треугольного профиля, круговых брусьев со свободными, шарнирными и защемленными торцами. В работе излагаются основы теории упругоползучего тела, описывающая поведение бетона при длительной нагрузке, в том числе температурной. Изучению вопросов, связанных с термонапряженным состоянием бетонных сооружений, посвящено огромное количество работ советских и зарубежных авторов. Наиболее значительные из них это труды С. В. Александровского , А. В. Белова , , ,, П. И. Васильева , , , , , Орехова В . Г. и т. Применению численных методов применительно к расчету термонапряженного состояния бетонных плотин посвящены работы Плятта Ш. Н.,,, Дятловицкого Л. И., Дзюбы К. И. , и многих других. Из рассмотрения процесса развития методов расчета напряженнодеформированного состояния бетонных плотин и современного состояния вопроса вытекает следующее. Современные численные методы расчетов МКЭ и составленные на их основе программные комплексы расчетов на ЭВМ позволяют решать класс задач, в том числе и в трехмерной постановке, учитывая при этом множество действующих факторов. Целью данной работы является усовершенствование ранее разработанной методики расчета напряженнодеформированного состояния бетонных плотин в двумерной постановке метод локальных вариаций, имеющего определенные преимущества по сравнению с классическими простота алгоритма, расчет не требует формирование матрицы жесткости и решения системы линейных алгебраических уравнений.