混凝土薄壳结构非线性稳定性分析研究
本文选题：混凝土球壳 + 双曲线冷却塔 ； 参考：《中国建筑科学研究院》2017年硕士论文
【摘要】：混凝土薄壳结构广泛应用于大跨空间领域,这类结构具有受力合理、节约材料的优点。薄壳结构的工作性能主要取决于其稳定特性,一些薄壳结构因为局部失稳引起整体坍塌,造成了重大损失,因此对其稳定性能的研究一直是科研和工程设计人员关注的重点。混凝土薄壳结构形式多样,每种形态的稳定性能不尽相同,但又有规律可循。本文利用有限元软件ABAQUS对一些有代表性的混凝土薄壳进行有限元分析,对混凝土薄壳的稳定性能进行研究。(1)对混凝土球面薄壳进行了荷载-位移全过程分析,在考虑了几何非线性、材料非线性以及初始几何缺陷影响的基础上,分析了非线性对混凝土薄壳极限承载力的影响;同时,将有限元法的结果与《钢筋混凝土薄壳结构设计规程》(JGJ22-2012)以及国际壳体和空间结构协会(IASS)所给出的稳定验算公式计算结果进行对比,验证利用有限元法对混凝土薄壳进行稳定性分析的可行性与合理性。(2)对影响混凝土薄壳稳定性能的因素进行分析,研究了在法向均布荷载和竖向均布荷载作用下,初始几何缺陷、配筋、矢跨比、径厚比对混凝土薄壳稳定性能的影响。对有限元法结果使用的安全系数取值进行了初步探讨。(3)结合工程实际,以混凝土薄壳类型之一的钢筋混凝土双曲线冷却塔为例,利用有限元软件对钢筋混凝土冷却塔进行动力弹塑性分析,考察其非线性动力稳定性能。同时,将分析结果与《火力发电厂水工设计规范》(DL/T 5339-2006)弹性稳定验算结果进行对比,以期为设计人员判断结构安全性以及调整结构方案提供依据。
[Abstract]:Thin concrete shell structure is widely used in the field of long span space. This kind of structure has the advantages of reasonable force and material saving. The working performance of thin shell structure mainly depends on its stability characteristics. Some thin shell structures collapse because of local instability, resulting in great losses. Therefore, the research on the stability of thin shell structures has been the focus of scientific research and engineering designers. The concrete thin shell structure has various forms, and the stability performance of each form is different, but there are some rules to follow. In this paper, finite element analysis of some typical thin concrete shells is carried out by using finite element software ABAQUS, and the stability of thin concrete shells is studied. (1) the load-displacement analysis of thin concrete spherical shells is carried out. On the basis of considering the influence of geometric nonlinearity, material nonlinearity and initial geometric defect, the influence of nonlinearity on the ultimate bearing capacity of concrete thin shell is analyzed. The results of finite element method are compared with the calculation results of the stability checking formula given by JGJ22-2012) and the International Association of Shell and Space structure (IASS). The feasibility and rationality of using finite element method to analyze the stability of thin concrete shells are verified. The factors affecting the stability of thin concrete shells are analyzed. The normal uniform load and vertical uniform load are studied. The effects of initial geometric defects, reinforcement, rise-span ratio and ratio of diameter to thickness on the stability of thin concrete shells. The safety factor of the finite element method is discussed in this paper. Combined with the engineering practice, the reinforced concrete hyperbolic cooling tower, one of the types of thin concrete shell, is taken as an example. The dynamic elastoplastic analysis of reinforced concrete cooling tower was carried out by finite element software, and its nonlinear dynamic stability was investigated. At the same time, the result of analysis is compared with that of DL / T 5339-2006) in order to provide a basis for designers to judge the structural safety and adjust the structural scheme.
【学位授予单位】：中国建筑科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU375
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，本文编号：1821221
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