簡支梁開孔對板內力的計算與研究

李凱（新疆水利水電勘測設計研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

簡支梁開孔對板內力的計算與研究

李凱
（新疆水利水電勘測設計研究院，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，對不同孔口位置結構的內力與變形進行計算，探討了板上開孔結構內力的變化規律。

簡支梁開孔；板的內力計算；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備的需要，設置尾水平臺將下部過水結構完全封閉。但當尾水閘墩上的冷卻器等機電設備需要檢修時，就必須在平臺板上開孔以吊裝有關設備的部件，但根據有關研究，在平臺板上開孔以后，結構的內力的計算結果將與雙向板計算的結果有較大差別，而在構件上開孔引起板結構內力的變化，相關研究并不充分。通過對板結構進行劃分，用有限元的方法對開孔位置對內力的影響進行計算，并進行分析，對類似結構的計算與研究有參考意義。

2　計算的方法和依據

開孔后的平臺板結構十分復雜，將其作為異形板考慮，同時劃分為新型三角形廣義協調有限單元進行計算。

按照板系結構的有限元法原理，總體結構的平衡方程為：

［K］｛α｝=｛P｝（1）式中：［K］結構總體剛度矩陣；｛α｝結構節點位移矩陣；｛P｝結構節點力矩陣。

對于雙向板的彎矩方法，同時對應的應該有幾個方向：

即每一個節點應該有兩個方向的彎矩和對應平面的扭矩共同作用。……