垫层蜗壳三维非线性有限元分析

结合某水电站，建立垫层蜗壳三维有限元整体模型，采用ANSYS有限元软件对三维模型进行钢筋混凝土非线性计算，确定有限元计算中利用线弹性计算的拉应力配筋的合理性。并根据钢筋混凝土非线性计算的结果对裂缝宽度进行验算。考虑混凝土开裂的三维非线性有限元计算结果表明设计提出的蜗壳厚度和按线性计算得到的配筋，在结构自重、设备重量及内水压力作用下，其应力均低于钢材的允许应力。通过不同工况下不同垫层厚度的计算对比分析，可以初步认定管道外包混凝土最大裂缝宽度是垫层最小厚度取值的控制因素，根据此控制因素，可初步选定垫层的最优厚度取为3cm。设计采用的蜗壳外包混凝土厚度和机墩尺寸具有足够的刚度，可以满足机组运行稳定的要求。