通过有限元分析 ，从加劲环厚度 、高度及设置问距三方面 ，探究 内水压力作用下加劲环式压力钢管外 围混凝土 环向应力 的变化规律 。计算表明 ，加劲环厚度越大 ，外 围混凝 土环向应力呈锯齿形波动 ．力Ⅱ劲 环高度越 大 ，外围混凝 土环 向应力越小 ；加劲环间距越 大 ，外围混凝土环向应力呈先增 大后 减小 的趋 势。另外 ，从 内水压 力、钢管厚度及压 力钢管半 径三方面 ，研究有无加劲环时外 围混凝土环 向应 力差 的变化 规律。计 算表 明，内水压力 、钢管厚 度及压力 管道半径 越大 ，加劲环对外围混凝土环向应力影 响越大 ；相 比无加劲 环时 ，加劲 环的设置使 得外 围混凝 土环 向应力 有所增大 ，但幅度有限 。 关键词 ：加劲环 ；内水压力 ；混凝 土应 力 中图分类号 ：TV33 文献标识码 ：A 文章编号 ：1672—1683(2011)001—0108～02 EffectofStiffenerRingOR theStressofSteelPenstocksOuterConcreteunderInnerPressure YA()Xin gang (TheEasternChina InstituteJbrSurveyand DesignResearch，Hangzhou310014，China) Abst~ ct：Through FEM ，theregularofthehoop stress ofouterconcreteofsteelpenstock with stiffenerring under innerpressure hasbeen studiedintheaspectsofthewidth，heightanddistanceofstiffenerring．Theresultsindicatethehoopstresspresentssawtoothvariationwithwi derstiffenerring．Thehoopstressisincreasinglylesswithhigherstiffenerring．Thehoopstressincreasesfirstly，decreasesatlastwithlonger distanceofstiffenerring．In addition，theregularofthehoopstressdifferenceofouterconcretewhen existing stiffenerring ornotto steelpen stock hasbeen researched in theaspectsofinnerpressure。width and radiusofsteelpenstock．Theresultsindicatethatthehigherpressure，the widersteelpenstockandthebiggerradiusitis，thestiffenerringcanimposegreatereffectonhoopstressofouterconcrete．Comparedwithno stiffenerring．thehoopstressofouterconcreteincreaseswhen stiffenerringsareset，buttheincreasing extentislimited． Keywords：stee1penstock，innerpressure，stressofconcrete 地下埋管常常采用增加加劲环的方法来提高稳定性 以及 在运输 、施工时增加钢衬 的刚度 。关 于加 劲环式压力 钢管 的 抗外压失稳 ，相关的研究成果E 较多 。但是在 内水压力作用 下加劲环对压力钢管 外围混凝 土应 力的影响 ，这方 面的 内容 却鲜有研究成果 。本文将借助 Ansys软件进行有限元线性分 析 ，探究加劲环的设置对压力钢管外 围混凝土应力的影响 。 1 计 算模型及说明 由于加劲环厚度 、间距等参 数是 变化 的 ，因此各项 计算 所建立的模 型不尽相同 ，下面仅以其 中一个较 为标 准的模型 进行 说明 。模型 由钢衬 、加 劲环 和素混凝 土构成 ，其 中加劲 环厚度取 20mm；加劲环高度取 0．2m．力Ⅱ劲 环间距 1ml压 力钢管半径 1．5m；钢管厚度 22mii1。内水 压力 3MPa。钢 管和加劲环的弹性模量 E一210GPa，泊松 比 “一0．3。混凝 土的弹性模量 E=28GPa，泊松 比 u=0．167。模型的轴向长 度取 (加劲环间距十6)m。 边界条件 ：模型底部为固端约束 ，轴向为 自由端 ，其他 面 皆为法向刚性 约束 。钢衬外 围的混凝 土厚度较 大 ，主要是 为 了减小边界条件对计算结果 的影 响。 另外 ，钢管 、加 劲环和混 凝土 采用 8节点 的等参 块体 单 元模拟 ，不考虑混 凝 土和钢衬 、加劲 环之 问 的接 触 。加劲 环 式钢管计算模型如图 1所示 。

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