基于弹性理论的烟囱混凝土圆形板式基础弯矩计算

发布时间：2020-03-18 05:34

【摘要】：我国《烟囱设计规范》(GB50051)采用极限平衡法对烟囱圆形板式基础的配筋弯矩进行计算。尽管该方法广泛应用于工程设计,并取得了较好的效果,但仍存在一定的问题:首先,基于极限平衡法的板式基础弯矩计算公式对大悬挑结构的计算结果偏小;其次,采用极限平衡理论进行计算,过于强调基础配筋设计的经济性,使基础的安全度指标有所降低且与规范体系的弹性理论计算方法不符。因此有必要进行基于弹性理论的烟囱混凝土圆形板式基础弯矩计算方法的研究。本文结合现行烟囱规范的修订,根据弹性薄板理论并借助有限元分析方法开展烟囱板式基础弯矩计算的研究,所做的工作及主要结论如下:(1)依据不考虑地基变形的基础底板的受力简图,按均布荷载和线性荷载两种情况分别推导圆板弹性弯矩公式,得到了均布荷载下圆板固支与简支约束的弹性理论解以及线性荷载下圆板固支约束的弹性理论解。对弹性解的分析可知,圆形基础外悬挑均布荷载与线性荷载下的最大环向弯矩均位于r=b处,内悬臂部分的最大环向弯矩位于底板中心处。(2)对均布荷载下不同r_1/r_z比值的圆形板式基础建立有限元模型,根据分析结果讨论筒壁对板式基础的约束情况。研究表明:圆形基础外悬挑径向弯矩模拟结果更接近于固支的计算结果,而内悬臂中心环向弯矩的模拟结果与简支、固支计算结果均偏差比较大,数值大小在两者之间,即烟囱筒壁对圆形基础外悬挑的实际支承接近于固支,烟囱筒壁对圆形基础内悬挑的实际支承和约束情况介于简支和固支两者之间。(3)基于此,本文提出了建议规范采用的基于弹性薄板理论的圆形基础配筋弯矩计算公式。为检验该公式,依据文献中的计算实例,采取有限元软件对真实荷载下的圆形基础进行了分析。有限元分析结果与建议公式的计算结果相差很小,其中外悬挑径向弯矩和环向弯矩计算结果大于有限元分析结果,内悬挑环向弯矩略小于有限元分析结果,因此本文提出的建议公式是既经济又合理的。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU470

【参考文献】

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本文编号：2588296