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传统闸室结构计算有两种计算方法,其一是将闸墩视为固端于堰体上,单独进行闸墩平面受力计算,再将闸墩下部的计算结果(弯矩和垂直力)作为集中荷载作用于堰体上,堰体作为弹性地基梁或板进行片面应力计算。然而对于堰体基础呈“高低脚”的闸室,该方法很不适用。对于边墩兼作挡上墙结构,通常是将边墩视为固端于岩体上,先进行下端为固端的挡墙平面受力计算,再将挡墙下部的弯矩、水平剪力和垂直力作为集中外荷载进行堰体的应力计算,堰体也只能分段进行片面受力计算。这种集中计算方法力学模型的建立与结构的实际受力情况出入较大,且对边界条件考虑过于简单,对边荷载的影响、基础岩体弹模的影响及结构本身变形协调一致等均未能一并考虑,对于空间受力不对称的状况,作为二维问题分析时计算结果与应力测试结果出入较大。通常弧门荷载作为一组集中荷载作用于牛腿或闸墩上,而这组荷载对闸墩受力的影响范围材料力学方法和结构力学方法是不能解决的,受力状况大部分是通过光弹试验完成。由于闸室的受力荷载组合较为复杂,对每种工况都做光弹试验不容易做到,且有关垂直水流方向的闸墩受力状况的试验资料迄今尚很缺乏。 本文针对山口溢洪道闸墩与堰体底板厚度相当,堰体为低堰且设有廊道、堰体建基面“高低脚”及边墩兼作挡土墙等具体特点,在闸室设计中采 山口水利枢纽工程溢洪道闸室三维有限元整体应力计算分析用三维有限元整体应力计算方法分析闸室的受力状态,分析闸室在荷载不对称。边界条件复杂的情况下,堰体、闸墩、闸墩与堰体连接处、牛腿与闸墩连接处等的三维受力情况,为闸室的设计提供更加科学的理论依据。