基于ANSYS的水闸闸室结构有限元分析
ANSYS Workbench在水工铸铁闸门三维有限元分析中的应用
ANSYS Workbench在水工铸铁闸门三维有限元分析中的应用关凯伦【摘要】铸铁闸门是水利工程中一种典型的金属结构,其受力分析在以往的安全评价中往往被忽略,同时现有的电测方法在测量铸铁闸门时存在较大的局限性.ANSYS Workbench作为新一代的有限元协同仿真环境,适合处理三维有限元分析问题.文章基于ANSYS Workbench对铸铁闸门进行三维有限元分析,对面板、横梁、纵梁等主要构件进行强度和刚度校核.分析结果表明:闸门主要构件的强度、刚度计算结果均小于材料容许值,证明该方法切实可行,可为铸铁闸门的设计、安全检测和评价提供参考依据.【期刊名称】《中国水能及电气化》【年(卷),期】2019(000)006【总页数】5页(P64-68)【关键词】铸铁闸门;ANSYS Workbench;三维有限元【作者】关凯伦【作者单位】辽宁江河水利水电新技术设计研究院有限公司,辽宁沈阳 110003【正文语种】中文【中图分类】TV6631 概述铸铁闸门是水利工程中一种典型的金属结构，起到关闭、开启或局部开启水工建筑物过水通道的作用。
与钢结构闸门相比，铸铁闸门具有良好的耐腐蚀、安装简单、使用寿命长、日常维护简单等优点，适用于渠系涵闸、排灌泵站等建筑物的小型闸门和孔口尺寸较小的水库涵洞闸门等中小型水利工程[1]。
水利工程安全评价中，水工闸门等金属结构的受力分析是重要的一个环节。
由于使用铸铁闸门的水利工程规模通常较小，其受力分析往往被忽略。
有的水利工程管理部门检测维护，多采用传统的结构应力检测方法如电测方法，在对铸铁闸门进行应力检测时，也常面临由于闸门尺寸较小、变形较小而导致现场无法布点检测或数据分析时偏差较大等问题。
目前，有限元方法发展日趋成熟，在工程模拟仿真领域应用愈发广泛，其高效简洁的特点与传统结构应力检测方法相比优势明显，在水利工程安全评价领域得到了越来越多的应用[2-6]。
ANSYS Workbench是ANSYS公司推出的新一代协同仿真有限元分析软件，该软件对于底层功能进行集成，可实现结构建模、材料定义、网格划分和数据处理输出等功能，界面友好易学，方便工程技术人员快速掌握应用。
基于ANSYS的水电站闸门井结构配筋计算研究
Ａ Ｓ Ｓ提供 了种类 繁 多 的单 元类 型 ，选 用 合 适 的 ＮＹ
单 元 ，建立符 合 工程 实 际 的 有 限元 模 型 ，有 利 于 提 高 计算 精 度和效 率 ，减 小解 题 规 模 … 。针 对 闸 门井结 构 配 筋计 算 ，建 立 的有 限元 模 型必须 具备 ２个 基本 条件 ：
永久性 主要 建筑 物 ，用 于 设 置 事 故 闸 门 。 由于事 故 闸
门具 有在 紧急情 况 下分 隔 输 水道 与 上 下 库 或 厂房 的作 用 ，因此 闸 门井 的结 构安 全 也 显 得尤 为重 要 。 以往 闸
门井 的结 构计算 ，常采 用 经 典 结 构力 学 法 ，将 闸 门井 结构 简化 为单根 简 支梁 或 固端 梁来 计 算 ，并 在 此 基 础 上完 成设计 配筋 ， 由于不 考 虑 围岩 的 弹性 抗 力 ，计 算 结果有 较 大 的局 限性 。近几 十 年 ，随 着 计算 机 技 术 的 发展 及有 限元分 析 理论 的 Ｅ趋 完 善 ，有 限 单元 法 在 水 ｔ 利工 程等 领域 获得 了广泛 的应 用 。本 文 以广 东清 远 抽 水 蓄能 电站上 库进 出水 口闸 门井 为 例 ，基 于 大 型通 用 有 限元分 析软 件 Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ ，对 闸 门井 结 构进 行 有 限元 分
２ ）由于现行 的《 工钢筋混凝 土结构设 计规范》 水 （ Ｌ Ｔ ０７ ２０ ） Ｄ ／ ５ ５ － ０ ９ 只对 弹性 应力 配筋 方法 作 了原 则性 的说 明 ，可操 作性 不 强 ，因 此 为 了便 于 配筋 计 算 ，有 限元计算 得 出 的结 果最 好是 内力值 。
表 １ 出 了 ３种不 同 的有 限元 模 型 。 列
表 １ ３种 不 同的 闸 门 井 有 限 元 模 型 比 较
ansys有限元分析实用教程2篇
ansys有限元分析实用教程2篇第一篇：ansys有限元分析实用教程（上）有限元分析是一种广泛应用的数值分析方法，可用于模拟和分析各种结构和系统的受力、变形及其他物理行为。
在ansys软件平台下，有限元分析功能十分强大，能够对各种工程问题进行有效的分析和解决。
本文将介绍ansys有限元分析的基础操作和实用技巧。
一、建立模型在进行有限元分析前，首先需要建立准确的模型。
在ansys中，可以通过多种方式进行几何建模，包括手工绘制、导入CAD文件、复制现有模型等。
为了确保模型的准确性，需要注意以下几个方面：1.确定模型的几何形状，包括尺寸、几何特征等。
2.选择适当的单元类型，不同形状的单元适用于不同的工程问题。
3.注意建模过程中的单位一致性，确保模型的尺寸和材料参数等单位一致。
4.检查模型建立后的性质，包括质量、连接性和几何适应性等。
二、设置材料参数和加载条件建立模型后，需要设置材料的弹性参数和加载条件。
在ansys中，可以设置各种材料属性，包括弹性模量、泊松比、密度等。
此外，还需要设置加载条件，包括加速度、力、位移等。
在设置过程中，需要注意以下几个方面：1.根据实际情况选择材料参数和加载条件。
2.确保材料参数和加载条件设置正确。
3.考虑到不同工况下的加载条件，进行多组加载条件的设置。
三、网格划分网格划分是有限元分析中的关键步骤，它将模型分割成许多小单元进行计算。
在ansys中，可以通过手动划分、自动划分或导入外部网格等方式进行网格划分。
在进行网格划分时，需要注意以下几个方面：1.选择适当的单元类型和网格密度，确保模型计算结果的准确性。
2.考虑网格划分的效率和计算量，采用合理的网格划分策略。
3.对于复杂模型，可以采用自适应网格技术，提高计算效率和计算精度。
四、求解模型建立模型、设置材料参数和加载条件、网格划分之后，即可进行模型求解。
在ansys中，可以进行静态分析、动态分析、热分析、流体分析等多种分析类型。
基于软件ANSYS的水闸分析
基于软件ANSYS的水闸分析于志博１ 朱健聪２（１．华北水利水电大学，河南 郑州 ４５００００；２．河南省水利勘测设计研究有限公司，河南 郑州 ４５００１６）摘要：水闸底板是闸室的重要组成部件，其不仅具有防冲和防渗的作用，而且承担上部结构重量和传递荷载的功能，其安全性在一定程度上决定了整个闸室的安全，因此对其结构进行深入研究具有重要的理论和现实意义。
关键词：水闸；底板；弹性地基梁；ANSYS软件本论文以龙湖出口控制闸工程实例为研究对象，鉴于稳定计算结果，在七种工况下，选取较不利的三种工况，先采用弹性地基梁法（弹性地基梁程序）在三种工况下进行计算，得出三种工况下的弯矩值，找出弯矩值最大值的位置；再利用有限元法（ＡＮＳＹＳ），建立三维有限元模型，对位移、应力、应变进行分析，找出第一主应力的最大值位置，然后通过两种分析方法下的结果，进行比较，从而得出最不利工况以及最不利位置，相互验证，从而为底板结构设计提供了重要的参考依据，增强了结论的可靠性。
１．ＡＮＳＹＳ软件工程应用概述有限元法在水利工程中的应用主要体现在工程评价方面，利用有限元软件对一些比较重要的，如水闸等水工建筑物进行评价。
目前使用最为广泛的是ＡＮＳＹＳ软件，它是通用性软件，因而在各个领域均有应用。
利用ＡＮＳＹＳ软件对水闸的主要应用，进行模拟各类水闸的施工过程及其闸室段各结构在使用阶段所受到的各种荷载作用下（如水位变化对闸门的水压力变化荷载，地震荷载对闸室结构的作用等），结构是否满足安全需要的评价，同时还可以进行模拟闸室在浇注混凝土时的温度场，各类荷载工况下所产生的应力场等，通过模拟的结果进行分析［１］［２］［３］，由分析结果进行强度校核，必要时采取加固处理等措施。
２．ＡＮＳＹＳ软件的分析步骤首先要进行数据前处理，也就是建立有限元模型，由于ＡＮＳＹＳ本身无统一单位功能，在输入数据时应将数据进行单位统一。
前处理主要的工作是进行结点、单元、材料物理量等数据的准备与输入，然后进行结构体的网格划分、生成结点与单元数据。
大型水闸三维有限元抗滑稳定分析
大型水闸三维有限元抗滑稳定分析[摘要] 本文对新疆叶尔羌河中游渠首工程泄洪闸闸室结构和地基采用大型有限元软件ANSYS进行三维有限元抗滑稳定静、动力分析，静力分析采用弹性材料进行模拟，动力分析采用模态分析并结合反应谱法进行计算。
计算结果表明各工况下闸室结构抗滑稳定满足要求，可以直接为工程设计服务。
[关键词] 大型水闸三维有限元抗滑稳定分析1.工程概况新疆叶尔羌河中游渠首工程属大（2）型、Ⅱ等工程。
渠首由泄洪闸、进水闸、溢流堰兼西岸输水涵洞和上、下游导流堤、分流墙组成，枢纽总布置型式采用一字型闸堰结合型式。
泄洪闸为主体建筑物之一，为2级建筑物。
枢纽区距伽师强震区较近，地震设计烈度为7度，正常水位1192.25米，校核洪水位1193.99米。
闸基主要持力层为粉细砂层（Q4-1al+pl），泄洪闸闸室结构为普通钢筋混凝土结构，闸底板采用折线形，结构受力复杂，对闸室结构抗滑稳定不利[1]。
2.计算工况、荷载及其组合2.1 计算工况计算时主要考虑下面四种工况：工况1：完建工况工况2：正常运行工况工况3：校核洪水位工况工况4：地震工况2.2 计算荷载及其组合荷载计算主要包括闸室及上部结构自重、静水压力、水重、闸底板所受扬压力、浪压力及地震荷载。
荷载施加的具体情况如下：（1）在闸墩上游侧按工况施加静水压力、浪压力和泥沙压力。
（2）在闸墩下游侧按工况施加静水压力。
（3）按不同工况考虑闸室底板承受的水重和扬压力（采用改进阻力系数法计算水闸底板渗透压力）。
（4）将闸门所受荷载直接加在闸门槽上。
（5）按设计情况考虑闸门自重。
（6）土体自重均按饱和容重计算。
（7）闸室结构自重按钢筋混凝土容重计算。
计算时完建工况和正常运行工况为基本组合，校核洪水位工况和地震情况为特殊组合。
需计算的荷载见表1[2]。
3.计算方法3.1 基于三维有限元的静动力计算利用ANSYS有限元软件进行闸室结构和地基稳定的三维静动力稳定性分析，计算中将材料按弹性介质进行处理。
利用ansys进行东山泄水闸结构分析
ｄ ｉｍａ ｋ ， ｘ ＋ ７， ｏ，， ｘ ＋ｌ ｍａ ｋ ２ １
１ｉｉ９ Ｐ Ｌ语 句 生成 所 有 柱单 元 ，， １ Ｄ ＋ Ａ
＊ｎ ｄ ｅｄ ｏ
＊ ｔｔｓ ｓａｕ
作用 ： 传统 算 法 采 用 文 克 勒 地 基 模 型 的 弹 性 地 基 梁 法 或 倒 置
梁法 ． 实际情况有差别。 与
３ 设计 参数
！生成 上 部 结 构 的关 键 点
ｋ， ａ ｋ＋ｌ， — —１ ． ０． ０、 ３ ３—１ ３ ｍｘ ２１ ３ １２＋ ５， ５， ４． ３．
维普资讯
第 ４ ２卷 第 ３期
２０ ０ ６年 Ｏ ９月
甘 肃 水 利 水 电 技 术
Ｇａ ｓ ｈ ｉ ｈ ｉ ｉｎ Ｊ ｓ ｕ ｎ ｕ Ｓ ｕ ｌ Ｓ ｕ ｄ ａ ｉｈ ｉ
Ｖ １ ２， ． ｏ ． Ｎｏ３ ４ Ｓｐ ２ ０ ｅ ．， ０ ６
（ ）混 凝 土 底 板 与 基 础 的 刚 度 相 差 很 大 ， 采 用 地 基 与 ２ 宜 上 部 结 构 共 同作 用 方 法 进 行 分 析 ． 虑 接 触 部 位 的变 形 协 调 考
ｖ ｅｈ ａ ！闸墩 网格 化 ‘ ｍ ｓ ．ｌ ｌ
！上部 结构 建模 ＊ｅ， ａｋ ｋ ， ，ｕ ｍａ ！ 取 最 大 关键 点 号 ｇｔｍ ，ｐ ｎ Ｒ ｍ， ｘ 获 ｘ
水 闸 混 凝 土 强 度 等 级 为 Ｃ ５．基 础 为 含 卵 石 砾 质 粗 砂 ２
层 ． １ 弹 性 模 量 Ｅ ３ ｘ ０ Ｐ ， 松 比 ｖ ０２ ， 然 密 厚 ０ｍ， ＝ ． ｌ ａ 泊 ０ ＝ ．５ 天 度 １９ ０ｋ／ 粘 聚力 Ｃ ０， 擦 角 ３ 。膨 胀 角 ２ 。 ５ ｇ ， ｍ ＝ 摩 ４， ５。 水 闸正 常蓄水 位 ２ ． 多年平 均年最 大风 速 １．ｍｓ ５０ ５ ｍ． ５ ／ ６ 。
水闸结构的有限元应力应变分析
【 摘 要】 本 文运用有 限元的思想并结含水闸 Ｔ ： 程实例 ， 采用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ有限元计算软件建立水闸模型 ， 分析水闸在 不同运行
工 况 作 用 下 的 应 力 和 应 变 ， 并 对 比 水 闸 结 构 稳 定复 核 计 算 结 果 ，得 到 二 者 具 有 相 同 的 计 算 结 果 ， 为 以后 水 闸 的 抗 滑 稳定及应力计算提供 新思路。
无水状态下结构 的有 限元计 算结果显示结构满
足 水 闸 规 范 对 稳 定 的需 要 。 当 结 构 所 处 的 地 基 条 件
较 为 软 弱 时 ，结 构 沉 降量 的取 值 会较 大 ， 对 于 水 闸
【 关键词】水闸 有限元 应力 稳定
Ａ ——闸室底面 的面积 （ ｍ 。 ） ：
３ ． 计 算 结 果 根据 《 水 闸设 计 规 范 》 ，闸 室 抗 滑 稳 定 安 全 系 数 计算公式为：
Ｇ ＋ Ｃｏ Ａ
Ｐ 一
一
３ ． 有 水 模 型 应 力 应 变状 态 分 析 闸室 和 水 流 垂 直 方 向 上 的 沉 降 是 均 匀 的 。其 中 闸 室 下 游 的 沉 降 量 小于 上 游 的 数 值 ， 数 值 差 为 ６ ～ ８ ｌ ｎ ｌ ｌ ｌ ， 满 足 要 求 。还 可 以 发 现 闸室 在 水 闸 工 作 期 会
ｗ —— 闸 室 底 面 对 于 垂 直 水 流 方 向 形 心 轴 的截
面矩 （ ｍ ） 。
底板则会产生均匀 的结构沉 降。通过 以上分析，对 于 完 整 的 水 闸结 构 ，根 据 其受 力 分 析 可 知 闸 室 受 到
的 是 压 力 。而 拉 应 力产 生 于 闸 墩 与 水 闸 底 板 相 邻 的 部 分 ，我 们 应 当 采 取 相 应 的工 程 措施 来 满 足 结 构 要
基于ANSYS的有限元分析
基于ANSYS的有限元分析有限元大作业基于ansys的有限元分析班级：学号：姓名：指导老师：完成日期：ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件，是世界范围内增长最快的计算机辅助工程（CAE）软件，能与多数计算机辅助设计（CAD，computer Aided design）软件接口，实现数据的共享和交换，如Creo,NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等。
是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。
在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。
ANSYS功能强大，操作简单方便，现在已成为国际最流行的有限元分析软件，在历年的FEA评比中都名列第一。
目前，中国100多所理工院校采用ANSYS 软件进行有限元分析或者作为标准教学软件。
2D Bracket问题描述:We will model the bracket as a solid 8 node plane stress element.1.Geometry: The thickness of the bracket is 3.125 mm2.Material: steel with modulus of elasticity E=200 GPa.3.Boundary conditions: The bracket is fixed at its left edge.4.Loading: The bracket is loaded uniformly along its top surface. Theload is 2625 N/m.5.Objective: a.Plot deformed shapeb.Determine the principal stress and the von Mises stress. (Use the stress plots to determine these)c.Remodel the bracket without the fillet at the corner or change the fillet radius to 0.012 and 0.006m, and see howd.principal stress and von Mises stress change.一，建立模型1设置工作平面在ansys主菜单里找到workplane>wp settings,输入如下参数。
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5. 闸室结构应力分析
5.1. 承载力安全系数
根据《水工混凝土结构设计规范》(SL191-2008)，承载能力极限状态计算时，钢筋混凝土的承载力安 全系数 K 应不小于表 3 的规定。结构在检修期的承载力计算，安全系数 K 应按表中基本组合取值；对校 核水位的承载力计算，安全系数 K 应按表中偶然组合取值。
m (包括空箱壁厚度)，中墩厚 2 m，缝墩厚 2.8 m，采用 C35 混凝土。胸墙厚 0.4 m，采用 C35 混凝土。 钢筋均采用 HRB335 级。采用有限元法计算时，水闸结构自重根据材料密度自动施加，钢筋混凝土密度 统一采用 2500 kg/m3。
根据水闸平面布置图确立的水闸结构分缝方式及结构对称原理，将南堤水闸闸室各分为 A、B 两段进 行建模。上部结构荷载通过垂直于水流方向的两段承重墙传递至闸室。闸室结构及基桩均采用实体单元 (SOLID92)，每根基桩底面中心建立 1 个水平弹簧单元和一个竖向弹簧单元(COMBIN14)，弹簧刚度采用 设计单桩刚度，其中竖向刚度 Ey 桩 = 8.9 × 108 N/m，水平刚度 Ex 桩 = 3.3 × 107 N/m。本文对水闸闸室 B 段底板进行分析，物理模型及对应的三维有限元模型如图 1、图 2 所示，并将闸墩及胸墙分别进行编号。
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基于 ANSYS 的水闸闸室结构有限元分析
本工程水闸建筑物级别为 2 级，不同工况下钢筋混凝土构件的承载力安全系数取值如表 4 所示。
5.2. 内力分析结果
在闸墩竖向压力和基桩反力共同作用下，水闸闸室底板主要承受垂直于水流方向的弯矩作用。规定 以底板底面受拉为正弯矩，以底板顶面受拉为负弯矩。以单排(或单列)桩的中心线所在截面为控制截面计 算其截面弯矩。据试算，在顺水流方向上，闸室底板所受弯矩很小，可仅按构造要求配置分布钢筋。
南堤闸外海 不考虑 2.39 m −2.78 m 2.39 m 4.64 m
水道内 不考虑 0.50 m 2.21 m 0.50 m 0.00 m
接提取单元节点上的内力、应力和位移等解答。因此，需要基于 ANSYS 路径映射原理[6]，采用 APDL
语言编制可计算结构任意截面的轴力和弯矩的程序，在此基础上进行截面配筋。具体步骤如下：
3. 基于 ANSYS 有限元分析的闸室内力计算方法
在不同工况下对结构做配筋计算时，需要获得控制截面所承受的轴力和弯矩。但有限元软件只能直
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基于 ANSYS 的水闸闸室结构有限元分析
Table 1. load combination table for stress analysis of locks lock chamber 表 1. 水闸闸室应力分析荷载组合表
Table 2. The sluice’s inside and outside water level under each calculation condition 表 2. 各计算工况采用的水闸内外水位
荷载组合 基本组合 特殊组合
计算情况 完建情况 正常蓄水位情况 设计洪水位情况 检修情况 最高挡潮水位情况
(1) 在截面上沿配筋方向建立主路径 P 和子路径 ri。主路径 P 根据计算精度由 n 个点 Pi (i = 1,2,…,n) 组成，然后在 Pi 上沿主路径 P 的法线方向建立子路径 ri，并存储 ri 的法线方向{Ti}。子路径 ri 根据计算 精度划分为 n 段，n + 1 个点。
(2) 映射结果到子路径 ri 上。将单元主应力 S1，S2，S3 映射到子路径 ri 上的各个点上。 (3) 计算子路径 ri 的轴力和 pi 点处弯矩。路径 ri 上每个点上的轴力强度：
1,2,…,n)，重复上述步骤得到各个子路径的轴力 Ni 和点 pi (i = 1,2,…,n)的弯矩 Mi，基于上述数据可进行截 面配筋计算。
4. 水闸三维有限元模型
南堤闸水闸底板厚 1.5 m，采用 C30 混凝土。底板垫层采用厚 0.1 m，采用 C15 混凝土砼。边墩厚 1.4
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基于 ANSYS 的水闸闸室结构有限元分析
关键词
水闸，有限元，ANSYS，结构应力，配筋
1. 引言
有限元分析方法在水工建筑物的可靠度分析方面取得巨大成就[1] [2]，其在水闸结构分析的应用已经 非常广泛。曹邱林等借助三维有限元软件 ABAQUS 对软基上的焦土港闸进行了计算，分析研究了不同闸 内外水位情况下微桩群复合地基以及闸室结构的应力应变情况[3]。陈亚鹏等通过对崔家营航电枢纽泄水 闸闸墩有限元分析，计算应力、位移数值并归纳出其变化规律，为泄水闸闸墩结构设计提供了依据[4]。 满广生采用有限元对深孔闸的闸室进行了分析计算，根据空间板的分析理论，在厚薄板问题的受力计算 基础上考虑了闸内力的作用[5]。
Keywords
Sluice, Finite Element, ANSYS, Structural Stress, Reinforcement
基于ANSYS的水闸闸室结构有限元分析
魏立峰，廖锡健
宁波市水利水电规划设计研究院，宁波 Email: nbwlf@ 收稿日期：2014年4月4日；修回日期：2014年4月28日；录用日期：2014年5月5日
2. 水闸基本设计参数 2.1. 荷载组合
设计水闸时，应将可能同时作用的各种荷载进行组合。荷载组合可分为基本组合和特殊组合两类。 针对完建、正常蓄水位、设计洪水位、检修、最高挡水位工况，闸室所受荷载如表 1 所示。
2.2. 水位组合
梅山水道南堤闸外海 P = 1%设计高潮位为 4.64 m，P = 1%设计低潮位为−2.78 m；多年平均高潮位 2.39 m，平均潮位 0.68 m，平均低潮位−1.21 m；水道内设计常水位 0.50 m (对应于正常洪水位情况)，排 涝起排水位 0.00 m；20 年一遇最高洪水位 2.21 m (对应于设计洪水位情况)。各工况对应的水位情况如表 2 所示。
Abstract
In order to complete the reinforcement design of lock chamber floor, we use 3D finite element analysis of the southern dike lock chamber in Meishan waterway under each working condition by using the ANSYS, calculate the lock chamber structure stress, and then select the maximum stress for reinforcement calculation. The calculated value of reinforcement ratio is lower than the standard value. Study shows that the lock chamber structure based on ANSYS finite element analysis can calculate each part of the complex stressing sluice chamber structure’s stress, providing the basis for reinforcement; that has guiding significance for its design and optimization.
根据《水闸设计规范》(SL265-2001)规定，水闸结构应力分析应根据各分部结构布置型式、尺寸及受 力条件等进行。受力条件复杂的大型水闸闸室结构宜视为整体结构采用空间有限单元法进行应力分析， 必要时应经结构试验验证。南堤闸工程等别为 2 级，属大(2)型水闸，水闸为双层结构，在各工况下受除 自重和水压力外多种不同大小和方向的荷载作用，闸室基础为微桩群复合地基，桩体和地基土体协调变 形[3]，相对于纯土体地基对闸底板应力分布影响更为复杂，因此有必要采用有限元法对此水闸应力分析。 本文利用 ANSYS 有限元分析软件对南堤水闸结构进行数值模拟，分析其底板受力情况及工作状态，为 结构配筋提供有效的依据。
摘要
为了完成闸室底板配筋设计，采用ANSYS对梅山水道南堤水闸闸室各工况进行三维模型的有限元分析，
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基于 ANSYS 的水闸闸室结构有限元分析
计算闸室结构应力，进而选取应力最大值进行配筋计算，配筋率计算值低于规范值。研究表明，基于ANSYS 对闸室结构进行有限元分析能够计算复杂受力的水闸闸室结构各部位应力，为配筋提供依据，对其设计 及优化具有指导意义。
荷载组合 基本组合 特殊组合
计算工况 完建情况 正常蓄水位情况 设计洪水位情况 检修情况 最高挡潮水位情况
荷载 自重(+土压力) 自重 + 水重 + 静水压力 + 扬压力 + 浪压力(+ 土压力) 自重 + 水重 + 静水压力 + 扬压力 + 浪压力(+ 土压力) 自重 + 静水压力 + 扬压力 + 浪压力(+ 土压力) 自重 + 水重 + 静水压力 + 扬压力 + 浪压力(+ 土压力)
The Finite Element Analysis for Sluice Chamber Structure Based on ANSYS
Lifeng Wei, Xijian Liao
Ningbo City Water Resources and Hydropower Planning and Design Institute, Ningbo Email: nbwlf@ Received: Apr. 4th, 2014; revised: Apr. 28th, 2014; accepted: May 5th, 2014 Copyright © 2014 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/