(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211178101.9 (22)申请日 2022.09.23 (71)申请人 长江勘测规划设计 研究有限责任公 司 地址 430010 湖北省武汉市解 放大道186 3 号 (72)发明人 肖浩波　漆天奇　黄红飞　向光红　 黄元　李国勇　董宗师　丁建新　 罗承昌　陈玉婷　 (74)专利代理 机构 武汉开元知识产权代理有限 公司 42104 专利代理师 陈家安 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01)G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种厂坝共用边墙施工缝布置区确定方法 (57)摘要 本发明涉及一种厂坝共用边墙施工缝布置 区确定方法， 根据设计方案建立水电站厂房边 墙、 泄水孔边墩的三维有限元整体模型， 获取混 凝土、 钢筋的材料参数， 读取扇形钢筋及其延长 线方向上所有间隔分布的节点的主拉应力数值， 绘制各钢筋及其延长线的沿程主拉应力曲线， 依 据沿程主拉应力曲线确定主拉应力在衰减过程 中的分界点， 连接各拐点形成分界线， 分界线一 侧的低拉应力区即为施工缝 允许布置区。 揭示厂 坝共用边墙承 载力学机制， 为厂坝共用边墙的施 工缝布置 范围提供定量准则， 以指导厂坝共用边 墙的温度控制设计 。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115544617 A 2022.12.30 CN 115544617 A 1.一种厂坝共用边墙施工缝布置区确定方法， 其特 征在于： 包括以下步骤， 根据设计方案建立水电站厂房边墙、 泄水孔边墩的三维有限元整体模型， 其中混凝土 采用实体单 元， 钢筋采用杆 单元； 采用分离 式模型对厂坝共用边墙的扇形钢筋进行模拟， 结构中的钢筋按其几何构造建 模， 钢筋单元上 的节点与其对应位置的混凝土节点重合， 忽略钢筋与混凝土间的粘结滑移 作用； 获取混凝 土、 钢筋的材 料参数， 并将其赋值于整体模型中的对应部分； 在泄水孔 边墩处施加垂直于受力面的设计水压力， 进行有限元静力分析； 读取扇形钢筋及其延长线方向上 所有间隔分布的节点的主拉应力数值； 绘制各钢筋及其延长线的沿程主拉应力曲线； 依据沿程主拉应力曲线确定主拉应力在衰减过程中的分界点； 连接各拐点形成分界线， 其中， 靠近泄水孔边墩一侧的水电站厂房边墙为高拉应力区， 分界线另一侧的电站厂房边墙为低拉应力区， 低拉应力区即为施工缝允许布置区。 2.根据权利要求1所述的厂坝共用边墙施工缝布置区确定方法， 其特征在于： 所述混凝 土、 钢筋的材 料参数包括混凝 土的弹性模量和泊松比、 钢筋的弹性模量和泊松比。 3.根据权利要求2所述的厂坝共用边墙施工缝布置区确定方法， 其特征在于： 根据拉应 力衰减的程度， 扇形钢筋的延 长线取值范围为钢筋长度的0至1.0倍； 根据 精度要求， 节 点间 隔取值范围为钢筋长度的1/ 30至1/20倍。 4.根据权利要求3所述的厂坝共用边墙施工缝布置区确定方法， 其特征在于： 扇形钢筋 的延长线取钢筋长度的0.5倍， 节点间隔取钢筋长度的1/20 。 5.根据权利要求1或4所述的厂坝共用边墙施工缝布置区确定方法， 其特征在于： 分界 点的应力特 征值为混凝土28天龄期标准 抗拉强度的10％。 6.根据权利要求5所述的厂坝共用边墙施工缝布置区确定方法， 其特征在于： 电站厂房 边墙采用的C 30混凝土28天龄期的抗拉强度为1.43 Mpa， 分界点的应力特 征值为0.143MPa。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115544617 A 2一种厂坝共用边墙施工缝布置区确定方 法 技术领域 [0001]本发明涉及水利水电工程技术领域， 尤其涉及一种厂坝共用边墙施工缝布置区确 定方法。 背景技术 [0002]位于宽阔河道上的水利水电工程， 其挡水建筑物、 泄水建筑物、 水电站厂房和通航 建筑物常垂 直河岸依次布置， 且泄水孔坝段常与水电站厂房坝段相 邻。 在传统的设计中， 常 在泄水孔边墩和水电站厂房的边墙间预留永久缝来避免结构上的相互干扰。 近年来， 出于 优化建筑物布置、 减少河道岸坡开挖及降低工程投资的目的， 工程界提出了一种新型 的电 站厂房边墙结构， 即将泄水孔边墩和水电站厂房边墙合二为一。 这种新型边墙除了需满足 电站厂房内水轮发电机组对结构稳定的严苛要求外， 还需要承担由弧形闸 门支座传递而来 的较大的推力， 因此在原有厂房边墙的外侧布设弧形门支座后， 并额外布设扇形钢筋进行 加固。 [0003]在施工期， 为了减小厂房大体积混凝土结构施工期温度应力， 需对厂房边墙进行 分层分块浇筑， 并布设施工缝。 《水电站厂房设计规范》 (NB  35011‑2016)规定 “施工缝应避 免设在应力较大的部位， 避免混凝土形成锐角和薄片 ”， 可见传统厂房边墙设计对施工缝布 置有定性要求， 但未给出分缝位置确定的定量准则。 常规的厂房边墙， 具有厚度大、 受力状 态简单的特点， 可根据工程经验避开隔墙、 门槽及设备安装区等不利位置进行施工缝布置。 然而对于厂坝共用边墙的新型边墙， 在弧形闸门支座和加强钢筋传递的推力作用下， 其力 学状态较常规边墙更为复杂， 一定区域内的应力水平偏 高， 对施工缝 的设计提出了更为严 格的要求。 [0004]因此， 确定厂坝共用边墙的施工缝允许布置区， 从承载和温度控制角 度保证厂坝 共用边墙的安全性是亟 待解决的问题。 发明内容 [0005]本发明的目的是提供一种厂坝共用边墙施工缝布置区确定方法， 通过有限元计算 获取边墩处水压力作用下混凝土边墙配扇形钢筋区域及其外延区域的应力分布， 划分主次 承载区， 指导厂坝共用边墙的施工缝布置 。 [0006]为实现上述目的， 本发明所设计的一种厂坝共用边墙施工缝布置区确定方法， 其 特征在于： 包括以下步骤， [0007]根据设计方案建立水电站厂房边墙、 泄水孔边墩的三维有限元整体模型， 其中混 凝土采用实体单 元， 钢筋采用杆 单元； [0008]采用分离式模型对厂坝共用边墙的扇形钢筋进行模拟， 结构中的钢筋按其 几何构 造建模， 钢筋单元上 的节点与其对应位置的混凝土节点重合， 忽略钢筋与混凝土间的粘结 滑移作用； [0009]获取混凝 土、 钢筋的材 料参数， 并将其赋值于整体模型中的对应部分；说　明　书 1/4 页 3 CN 115544617 A 3