基于极限与安定分析的水电站压力钢管承载力安全评估

近年国内外一些水电站压力钢管相继发生破坏事故，导致重大的人民生命和财产损失，可见水电站压力钢管安全评估理论与方法是亟需重视的科学与工程问题，承载力安全评估是其中的关键科学问题之一，开展相关的理论与方法研究是必要的。.目前水电站压力钢管承载力安全评估采用允许应力法和极限状态法，这两种方法均属点应力评估方法，存在应力指标的弹性算法与安全评估的塑性原理不协调、基于板壳理论的应力分类与精确算法得到的总应力不匹配等问题，同时含缺陷水电站压力钢管结构安全评估方法存在失效模式考虑不准确的问题。本项目拟结合模型试验、理论分析和数值模拟方法,揭示水电站压力钢管（含缺陷）的破坏机理，建立结构极限与安定分析的计算模型，提出极限与安定分析的新算法，建立以极限荷载和安定荷载为评估指标的极限状态方程，确定相应的控制标准，构建可配套应用的基于极限与安定分析的承载力安全评估方法，为水电站压力钢管安全评估提供新的理论基础。

近年国内外一些水电站压力钢管相继发生破坏事故，导致重大的人民生命和财产损失，可见水电站压力钢管安全评估理论与方法是亟需重视的科学与工程问题，承载力安全评估是其中的关键科学问题之一，开展相关的理论与方法研究是必要的。本项目重点围绕水电站压力钢管承载力分析的计算模型、安全评估指标的选取与计算方法、安全评估方法开展研究。结合板壳理论、曲梁理论和钢材锈蚀模型，建立典型水电站压力钢管结构极限与安定分析的简化计算模型和数值分析模型；结合结构塑性极限分析与安定分析理论，提出了管道结构极限荷载和安定荷载的弹性模量缩减法，建立了以极限荷载和安定荷载为评估指标的极限状态方程，调研相关规范确定了极限荷载和安定荷载的控制标准；结合模型试验和理论分析，构建了可配套应用的基于极限与安定分析的承载力安全评估方法，提出了压力钢管结构的确定性整体安全评估和体系可靠度评估方法。此外，项目组在含缺陷管道陷安全、考虑硬化管道安全、管道结构三维参数化设计等方面开展了研究，取得了多项研究成果。