论文关于水工混凝土结构优化设计分析是适合结构优化论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关建筑结构优化设计开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
摘 要：本文以某水电站工程作为主要研究对象,针对结构特征、施工材料、止水闸等方面进行了细致的分析,同时提出了相应的问题解决方案,旨在提高该结构的应用水平,为工程发展奠定扎实的基础.
关键词：水工,混凝土结构；优化设计
中图分类号：TV33 文献标识码：A 文章编号：1674—3024（2016）11—172—02
前言
水工混凝土主要由特定的混凝土和钢筋制成,较为常用的混凝土结构主要分为3个类型,分别为素混凝土结构、预应力混凝土结构以及钢筋混凝土结构.由于地质条件、水文地质以及气象等因素的影响,水工建筑在设计的过程中时常会遇到一些问题,如果这些问题未得到有效处理,势必会对工程质量造成影响.为此,必须对水工混凝土结构的优化设计工作给予足够的重视,针对设计过程中存在的问题提出有效的处理方案.
1工程概况
某水电站工程总库容0.445×108 m3,正常高水位495m以下库容0.329×108m3,电站装机容量90MW,多年平均发电量3.357×108 kW·h,保证出力21.19MW,装机利用小时数3730 h,按照国家《防洪标准》（GB 50201—1994）以及国家经贸委颁发的《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》（DL5180—2003）
的有关规定,本工程等别为三等,工程规模为中型.主要建筑物大坝、溢洪道、发电引水隧洞、厂房按3级建筑物设计,挡墙、交通洞、交通桥等次要建筑物按4级建筑物设计.
本工程所处地区地震基本烈度小于Vl度,设计中不考虑地震影响.
2水工混凝土材料
就目前而言,绝大多数水工建筑都运用混凝土结构,它是由碎石、砂土以及水泥等基本材料混合而成.如果施工建设中需运用此类混凝土,首先在使用之前应进行检验测试,在混凝土结构的各项性能切实满足设计要求后,再进行后续工作,以确结构质量.水泥材料出现水化反应的原因为碎石灰中的有害成分超过限度,使混凝土结构的硬化强度大幅下降,对骨料和其他材料的黏结性造成影响.若实际情况中发生水化反应,可向混合料中掺加适量早强剂,这样可以显著增加其流动性,缩减水化放热.
在对混凝土进行搅拌时,各基础材料的配合比至关重要.工作人员可依据工程需要对材料配合比的选择进行检测,必须确保配合比满足设计需求.砂土实际含水量可通过现场干炒等方法测出,根据其实际含水量调整材料配合比.
3水工混凝土结构优化设计基础
3.1水工混凝土结构极限
主要分为承载极限和正常使用极限.承载极限指的是混凝土结构实际受到的承载力已经超过其强度限制,导致混凝土结构出现形变、损坏等现象,无法继续使用.对于挡水结构物而言,结构受压极限是一项重要的设计参数依据.在对应力限值进行优化设计时,需将拉力最大值控制在此限值之内.由此可见,在对水工混凝土结构进行优化设计时,应把握好应力极限,明确结构中不连续点位,以此有效避免裂缝等问题的发生.
3.2结构裂缝预防
裂缝预防是优化设计工作中的重要阶段.在工程建设过程中,许多结构都需进行裂缝预防控制,在此基础上才可完成承载力等方面的控制.想要明确结构容许裂缝的规格,需对当地自然地理、荷载条件和水压等信息进行调查,并进行综合分析.通常情况下,安全等级有所不同的建筑物,其对耐久性的要求也会存在一定差异.在现阶段的工程建设中,混凝土结构裂缝防控一般主要运用在标准的弯拉型构件中,由于水工建筑大多使用特殊杆件,所以掌握适宜的裂缝容许宽度是十分重要的,实现起来也具有一定的难度.针对裂缝进行的优化设计需充分结合各个构件的裂性评价结果,根据断面处发生的形变程度之制定合理的设计标准.此外,在实际应用时还需结构的极限状态,各裂缝运算方法的结果对比见图1.
针对重点工程,由于规范中未对裂缝限制提出详细的要求,相关验算缺乏可靠性,因此应根据实际情况实行处理双保障：①若M≤Mcr,则无需对裂缝限制进行验算；②若M>Mcr,且M≤Mcrk,则Wcrk[Wcr]；③若Mk 上述公式中不含K值的为优化设计值,Wcr代表混凝土结构的抗裂弯矩. 3.3水闸伸缩缝预留 和其他结构相比,水闸的结构较为简单,通常由水工结构和建筑结构构成.在水闸结构的设计标准中,针对闸板伸缩性问题提出明确的要求,如果建筑结构长度较大,伸缩缝预留的使用需参考以下实际情况：①建筑结构长期未满足标准需求；②建筑结构的特点和类型出现了明显的改变；③建筑结构平面较为复杂.下层结构设置主要是为上层结构提供支撑,如果上层结构不满足设计要求,则上层结构可通过某种方法形成整体. 4水闸设计 水闸设计关系到水工建筑安全运行,是水工混凝土优化设计的重要组成部分.对于水利工程而言,水闸数量和排止水性能息息相关,并且还会关系到工程寿命.为此,在实际情况中,应针对消力池排水孔、伸缩缝和侧墙排水孔等方面进行研究. 4.1消力池排水孔优化设计 消力池中的排水孔设置问题会对水闸排水造成直接影响.设置排水孔的主要目的在于有效降低消力池渗透压,在排水孔的下方还需铺设一层过滤网.水流从水闸中流出,随之进入消力池,在消力池陡坡和低端平板处出现收缩水深现象,此时水流动能大幅上升.若在此处设置排水孔,借助细粒结构,在受到水流冲刷作用时,会将水流引出,长此以往,会将底板中的水全部排出.因此,为使底板压力保持平稳,应在适宜的位置设置排水孔,以达到降低渗透压的效果. 4.2侧墙排水孔优化设计 为有效排空渗透水,还需在侧墙和护坡等位置设置配水孔,并配备专用的反滤层.此外,为预防侧墙处出现渗漏,提高抗水湔中刷能力,应在进口侧墙一同设置排水孔,促使上游水流向墙后. 4.3止水伸缩缝优化设计 针对多空间水闸,应按照水流方向进行分段,并设置永久接缝,以此防止混凝土结构出现干缩、裂缝等问题.在水闸工程建设过程中,止水伸缩缝渗漏大多由施工方面的问题引发,因此必须加强施工管理,彻底清理水泥渣和油渍,确保所选混凝土满足设计要求.为防止止水片中出现孔眼造成不同程度的渗漏,在对止水片进行安装时,必须保证其性能和规格符合相关规范.此外,还需注意止水伸缩缝是否使用了和母材相匹配的施工材料,并确保焊接质量.若发生由于振捣不充分等问题造成的浇筑不良现象,会对工程整体质量造成较为严重的影响,因此应对振捣进行严格的控制,相关工作人员应切实具备足够的工作经验.由于混凝土结构具有很强的和易性,所以可以和振捣密实度要求相符合.止水伸缩缝的渗漏防治工作应以预防为主要思想,并确保各项施工操作准确、规范. 5温度、湿度计算 湿度、温度的计算有着显著的水工特点.就目前大多水工建筑而言,普遍存在不同程度的温度裂缝,但现行规范并未对此方面问题给出具体的规定.在优化设计工作中,应切实注意温度场计算和应力计算两方面内容.在实际计算时,可运用的计算方法有有限元法、差分法等,在计算时应融入由于徐变现象所带来的应力松弛.在现行规范当中,要求弹性温度应力的折减控制在35%左右.水工领域中的专家学者依据大量的试验数据,在综合优化后提出了可应用于各类型工程的运算公式,同时针对实际配合比,还提出了应力松弛系数的运算表格.对运用这种运算方法得到的结果和试验结果进行对比,实际误差低于10%. 6安全监控 水工工程在竣工之后,应对其重点建筑实施安全监控.监控时,应对各项数据实行分析比较,以此判断建筑所处状态.若在监控过程中发现问题,应尽快找到解决方法,以防止问题进一步恶化.监控过程由观测、分析和评估三方面组成.充分利用安全监控,对于建筑的安全性、可靠性评价有着十分重要的作用. 7结束语 现代施工中,水利工程比重越来越大,加强水工建筑结构的设计非常有必要,它的质量影响到整个工程的质量.在工程进程中要特别注意混凝土结构设计的优化,选择合适的混凝土原料,注意裂缝的防范设计,选择合适的温度计算公式,合理规划水工建设,确保水利工程建设保质保量的完成. 总结:该文是关于结构优化论文范文，为你的论文写作提供相关论文资料参考。 参考文献： 1、 建筑混凝土结构优化和设计 摘要：本文从建筑的结构特点展开，研究和分析了混凝土结构的建筑结构设计中存在的不足，在混凝土结构设计的基本要求的基础上，分析了混凝土结构设计的特点。 2、 钢筋混凝土建筑结构优化设计 【摘要】钢筋混凝土结构以其突出的耐久性、适用性、以及受力性优势而在当前的高层建筑中得到了广泛应用。然而，传统意义上的结构方案在设计上相对比较保守。 3、 建筑结构优化设计技术 【摘 要】：建筑结构优化设计，是实现建筑本体功能与建筑投资成本的关键手段。随着国家建立节约型社会理念的不断深入，建筑的需求者与供应者都对建筑结构。 4、 建筑结构优化设计在建筑结构设计中的应用 摘 要：随着人们的生活水平不断提高，建筑的要求也不断提高，建筑结构设计的优化也由此而生。施工单位需要对房屋建构设计进行合理改善，并有效优化建筑资。 5、 基于环境约束电源结构优化设计 摘 要：改革开放以来，我国在科技、经济方面都得到了不断的发展。现下，在智能电网建设的大环境下，我国电力与环境协调发展出现了极大的纷争问题，使得两。 6、 肥胖男青年合体裤结构优化设计 摘?要：本文分析了肥胖男青年区别于中老年肥胖者的身材特点，对肥胖男青年穿着市面上常见大码男裤装的效果进行了评价，从肥胖男青年的生理特点及常规大码。