簡支梁開孔對板內(nèi)力的計算與研究

李凱（新疆水利水電勘測設(shè)計研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

簡支梁開孔對板內(nèi)力的計算與研究

李凱
（新疆水利水電勘測設(shè)計研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

基于水電站尾水池頂板開孔的工程實例，通過建立簡支梁開孔的計算模型，采用有限元的分析方法，對不同孔口位置結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形進行計算，探討了板上開孔結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化規(guī)律。

簡支梁開孔；板的內(nèi)力計算；開孔位置分析

1　問題的提出

以新疆某水電站為例，在主廠房下游設(shè)置尾水池和尾水反坡，為了滿足交通要求并便于放置起吊設(shè)備的需要，設(shè)置尾水平臺將下部過水結(jié)構(gòu)完全封閉。但當(dāng)尾水閘墩上的冷卻器等機電設(shè)備需要檢修時，就必須在平臺板上開孔以吊裝有關(guān)設(shè)備的部件，但根據(jù)有關(guān)研究，在平臺板上開孔以后，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力的計算結(jié)果將與雙向板計算的結(jié)果有較大差別，而在構(gòu)件上開孔引起板結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化，相關(guān)研究并不充分。通過對板結(jié)構(gòu)進行劃分，用有限元的方法對開孔位置對內(nèi)力的影響進行計算，并進行分析，對類似結(jié)構(gòu)的計算與研究有參考意義。

2　計算的方法和依據(jù)

開孔后的平臺板結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，將其作為異形板考慮，同時劃分為新型三角形廣義協(xié)調(diào)有限單元進行計算。

按照板系結(jié)構(gòu)的有限元法原理，總體結(jié)構(gòu)的平衡方程為：

［K］｛α｝=｛P｝（1）式中：［K］結(jié)構(gòu)總體剛度矩陣；｛α｝結(jié)構(gòu)節(jié)點位移矩陣；｛P｝結(jié)構(gòu)節(jié)點力矩陣。

對于雙向板的彎矩方法，同時對應(yīng)的應(yīng)該有幾個方向：

即每一個節(jié)點應(yīng)該有兩個方向的彎矩和對應(yīng)平面的扭矩共同作用。……