某输水干渠双层复合框架桥有限元分析

发布时间：2017-10-11 05:38

  本文关键词：某输水干渠双层复合框架桥有限元分析

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【摘要】：我国水资源馈乏,并且分布极不均匀,因此渠系输水工程在国家经济发展中的作用日益重要,相应工程项目逐渐增多。跨渠建筑物数量众多,在渠道工程中作用举足轻重,其结构质量的优劣也影响着整体工程效益的正常发挥。框架桥作为一种新型结构,利用率比较高,既能承担运输功能也可以作为过水通道,并以结构整体性好、抗变形能力强等特点广泛应用于公路、铁路及水利工程中。本文在对国内外渠系建筑物研究背景、混凝土材料本构关系、有限元建模相关问题以及结构加固方案等方面阐述的基础上,结合某双层复合框架桥结构安全分析的实际工程背景,采用有限元程序对结构进行了分析计算。选取梁单元对结构进行整体式建模,分别按照正常使用极限状态和承载能力极限状态共9种工况下对其进行复核计算,提取内力计算结果,确定最不利工况下不同部位所需配筋量,然后将计算结果与结构实际配筋对比分析,得到结构各部位安全状况。计算结果表明:结构各孔顶底板外侧及边孔边墙内侧承载能力满足设计要求,其余部位均不满足,应进行结构加固处理。根据分析结果及工程实际配筋情况,论证不同加固方案,确定增设顶撑梁形式的增大截面法进行加固,并对加固后的结构进行安全复核,结果均满足承载力要求。通过对结构的复核及加固前后内力分析,可为类似工程结构计算提供可视化及可量化的参考。
【关键词】：复合框架桥 有限元 复核 配筋 加固
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV31;TV672
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 国内外研究现状10-15
• 1.1.1 研究背景10
• 1.1.2 国内外渠系建筑物研究现状10-15
• 1.2 钢筋混凝土结构有限元分析的发展及应用15-16
• 1.2.1 钢筋混凝土结构有限元分析的发展15
• 1.2.2 钢筋混凝土结构有限元分析在水利中的应用15-16
• 1.3 本文主要研究内容16-17
• 2 钢筋混凝土结构有限元分析计算17-27
• 2.1 有限元分析求解步骤17-18
• 2.2 有限元分析在ANSYS中的实现18-20
• 2.2.1 创建有限元模型（/PREP7）18-19
• 2.2.2 加载和求解（/SOLU）19-20
• 2.2.3 后处理（/POST1，/POST26）20
• 2.3 混凝土材料本构关系20-23
• 2.3.1 本构关系的理论基础20-21
• 2.3.2 混凝土材料的本构模型21-23
• 2.4 钢筋混凝土结构模型选择23-24
• 2.4.1 分离式模型23
• 2.4.2 整体式模型23-24
• 2.4.3 组合式模型24
• 2.5 单元简介24-27
• 3 某输水干渠双层复合框架桥有限元分析27-62
• 3.1 工程背景27-30
• 3.2 工程地质勘查30-34
• 3.2.1 地层岩性30-31
• 3.2.2 地震31
• 3.2.3 土、岩物理力学性质31-34
• 3.3 结构安全复核计算34-36
• 3.3.1 原工程设计受力钢筋布置34
• 3.3.2 结构设计控制标准34-35
• 3.3.3 结构复核计算工况35-36
• 3.4 有限元分析计算36-40
• 3.4.1 计算方法36
• 3.4.2 荷载取值36-39
• 3.4.3 材料属性39-40
• 3.4.4 模型建立40
• 3.5 计算结果40-53
• 3.6 有效配筋情况下结构安全复核53-56
• 3.7 有效配筋情况下结构承载能力验算56-62
• 3.7.1 顶、底板承载力验算56-57
• 3.7.2 竖墙承载力验算57-60
• 3.7.3 斜截面受剪承载力验算60-62
• 4 过水方涵加固方案设计62-68
• 4.1 加固方案62-63
• 4.2 加固边界条件63
• 4.3 增大截面法加固63-68
• 4.3.1 过水方涵加固处理方案比选63-64
• 4.3.2 受压区加固的受弯和受压构件计算方法64-66
• 4.3.3 受拉区加固的受弯构件区承载力计算方法66-67
• 4.3.4 计算成果67-68
• 5 结论与展望68-70
• 5.1 结论68
• 5.2 展望68-70
• 参考文献70-72
• 个人简历、发表论文及研究成果72-73
• 致谢73

【参考文献】

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本文编号：1010824