空腔壳基础的有限元分析

发布时间：2017-09-26 16:05

  本文关键词：空腔壳基础的有限元分析

  更多相关文章： 空腔壳基础 有限元无限元耦合 摩擦 轴对称 非轴对称

【摘要】：空腔壳基础作为一种新型壳基础,具有良好的受力性能,结构合理,显著的经济效益与使用性等优点,广泛的应用于高耸构筑物。虽然它有很多的优点,但是由于空腔壳基础是一种新型基础,工程实例又不太多,长期实物观测和理论研究工作进行的还不够,还有些问题待今后进一步研究和解决。因此,系统开展空腔壳基础的计算理论和应用的研究是十分必要的。由于现有的计算采用的假设过于理想化,并未考虑空腔壳基础与地基间的摩擦的共同作用,造成计算结果精度与实际情况有出入。本文系统的阐述了共同作用的基本概念以及研究现状。对几种常用地基模型进行了总结,对其优点和不足进行了分析。阐述了无限元的基本理论,在随后的分析中,采用大型有限元分析软件ABAQUS,通过建立空腔壳基础——地基三维有限元分析模型进行分析,并用更为合理的有限元和无限元相结合的方法模拟半无限空间体地基。研究其在考虑摩擦和不考虑摩擦的两种状态下力学响应的变化,对轴对称和非轴对称两种荷载作用下问题进行分析。综上,本文算例对下面几个方面展开了研究并得到有关结论:因为空腔壳基础都是埋在地下的,为了模拟基础周围的土压力,在下壳的外围加了的配重,相当于地面有1?l04N/m2的均布荷载,采用不同大小的荷载进行分析对比。轴对称荷载,作用在上壳横截面上,取竖向荷载为N=600kN,1800kN,6000kN进行计算,相当于1.47?l06N/m2,4.41?l06N/m2,14.7?l06N/m2竖直向下的均布荷载;非轴对称荷载,作用在上壳横截面上,竖直向下的均布荷载和文中为与x轴反向的水平荷载,其中水平荷载集度为竖向荷载集度的1/10,取竖向荷载为N=600kN,1800kN,6000kN进行计算,相当于1.47?l06N/m2,4.41?l06N/m2,1.47?l07N/m2的竖直向下的均布荷载,其中水平荷载值分别为1.47?l05N/m2,4.41?l05N/m2,1.47?l06N/m2。在轴对称和非轴对称两种情况下,考虑摩擦比不考虑摩擦时的Mises应力、环向应力、环向应变、地基反力,均增大;考虑摩擦比不考虑摩擦时的径向应力、径向应变、变形,均减小。而且不同荷载作用下,随着荷载增大,这种影响越明显。
【关键词】：空腔壳基础 有限元无限元耦合 摩擦 轴对称 非轴对称
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB115
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1. 绪论9-19
• 1.1 课题的研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 本文研究目的与意义11-17
• 1.3.1 高耸构筑物基础介绍11-13
• 1.3.2 空腔壳基础介绍13-17
• 1.4 本文研究目的主要内容17-19
• 2. 理论基础19-27
• 2.1 共同作用基本概念19
• 2.1.1 共同作用基本方程19
• 2.2 地基模式选取19-21
• 2.2.1 线弹性地基模型20-21
• 2.3 壳体理论的选取21
• 2.4 有限元理论21-23
• 2.4.1 有限元法简介21-22
• 2.4.2 有限元求解过程22-23
• 2.5 有限元理论工具ABAQUS介绍及有限元实现23-27
• 2.5.1 ABAQUS主要分析模块23-24
• 2.5.2 ABAQUS分析步骤24
• 2.5.3 ABAQUS接触功能概述24-25
• 2.5.4 无限元简介25-27
• 3. 轴对称荷载下考虑摩擦的空腔壳基础的静力问题27-47
• 3.1 轴对称荷载下基础静力问题27
• 3.2 有限元模型建立27-45
• 3.2.1 基本假定27
• 3.2.2 模型结构简介27-30
• 3.2.3 加载30-31
• 3.2.4 计算结果31-45
• 3.3 对计算结果分析45-47
• 4. 非轴对称荷载下考虑摩擦的空腔壳基础的静力问题47-69
• 4.1 非轴对称荷载下基础静力问题47
• 4.2 有限元模型建立47-67
• 4.2.1 基本假定47
• 4.2.2 模型结构简介47-49
• 4.2.3 模型的建立49
• 4.2.4 加载49-51
• 4.2.5 计算结果51-67
• 4.3 对计算结果分析67-69
• 5. 总结与展望69-71
• 5.1 本文的主要结论69
• 5.2 深入研究的建议69-71
• 致谢71-73
• 参考文献73-76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 卢博;熊峰;;土—基础共同作用分析的有限元/无限元耦合方法模型研究[J];四川建筑科学研究;2006年06期

2 张翼;上部结构-基础-地基共同工作数值解法[J];华侨大学学报(自然科学版);1999年04期

3 蔡显新,初月平;整体叶轮应力分析的一种有效方法[J];机械强度;1997年03期

4 钱令希;关于壳体的极限承载能力[J];力学学报;1962年02期

5 姜袁;陈灯红;姚艳华;;有限元-无限元法在重力坝应力分析中的应用[J];武汉大学学报(工学版);2009年03期

6 高有潮,陈汀;软粘土地基塑性区开展的非线性有限元分析[J];岩土工程学报;1983年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 张业;基于Delphi、MSC.Marc的混合陶瓷球轴承三维参数化有限元分析及试验研究[D];天津大学;2004年

2 杨国政;基于ANSYS斜锥壳固定管板釜式重沸器有限元分析[D];河北工业大学;2007年

，

本文编号：924424