考虑残余应力影响的焊接工字型弧门支臂稳定数值分析的等效模型研究

来源：水资源与水工程学报杂志2021年第4期北京时间：

作者：张学东，韩一峰,王正中，李会军，徐超，张欢龙，刘丰

单位：（1.西北农林科技大学旱区寒区水工程安全研究中心,2.中国电建集团华东勘测设计院有限公司

摘要：弧形钢闸门的失事破坏主要是由于支臂发生屈曲失稳导致的，支臂的稳定性是保证整个闸门安全稳定运行的前提。针对当前支臂稳定计算精度和求解效率不足的问题，为探究可用于支臂实际稳定承载力计算的等效简化模型，确定出考虑残余应力对稳定性影响的综合初始缺陷幅值，以两端铰接的焊接工字型弧门支臂为研究对象，采用非线性屈曲分析方法探究残余应力分布模式、残余压应力峰值以及几何初始缺陷幅值等因素对其稳定承载力的交互影响，并与现行《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）计算结果进行对比验证。结果表明：对于大柔度支臂，综合初始缺陷幅值取为L/600；而对于中小柔度支臂，综合初始缺陷幅值取为L/400。按照综合初始缺陷幅值所建立的支臂等效模型能够充分考虑截面残余应力及几何初始缺陷对稳定承载力的综合影响，数值计算结果与《标准》计算结果吻合较好，可以替代原有支臂复杂的非线性稳定模型。研究成果可为工程技术应用提供参考。

关键词：弧形钢闸门,工字型弧门支臂,稳定分析,残余应力,等效模型

基金资助：国家自然科学基金项目(51179164)； 国家自然科学基金青年基金项目(51505388)； 国家科技支撑计划项目(2012BAD10B02)