消化池结构分析与应用研究
发布时间：2021-08-18 20:27
消化池是污水处理厂中的关键构筑物,属体型高、重量大、构造及受力情况复杂的特种结构,本文的目的在于对其进行深入的分析和研究以指导实践。本文以实际工程为背景,建立了包括上部结构、桩基与土在内的整体数学模型,利用现有大型有限元分析软件-ANSYS,对柱形消化池和卵形消化池进行静、动力分析。给出了与工程实际相匹配的静动力参数;分析中考虑了桩土—结构相互作用;在理论上进行了深入研究,得出了可靠的分析结果。主要创新工作与成果包括以下几个方面:1、本文以实际工程为背景,利用现有大型通用有限元分析软件对消化池进行静、动力分析,得出可靠的分析结果,为实际工程设计提出一些建议,从而为消化池设计提供可靠的计算和分析依据。2、本文在为消化池配置预应力钢筋时,采用等效荷载法把每束预应力钢筋等效到该束钢筋作用的范围内,然后施加于消化池的池壁,推导出了等效荷载的公式,从而得到了比较合理的池壁控制内力。3、在建立卵形消化池计算模型时,首次提出将均匀变化的池壁厚度模拟成沿高度变化的二次曲线,有效提高了模型的精确度。在建立相互作用模型时,将整个下部区域划分为桩土区、近土区和地基无限域远土区。将桩土区模拟为正交各向异性体等...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：185 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
三种类型的消化池示意图
能较好反映构件受力特性。但由于不同的构件可能所受力不同，或受多作用，则只用弯矩－曲率来描述会引起较大的误差。为了减少这种影响调整本构模型参数，如对有轴力作用的受弯构件通过调整屈服弯矩来考力影响。但力层面上的本构模型无法确定材料内部的应力变化情况。当然也可以采用应力－应变层面上的本构模型，如针对钢筋混凝土的固体单元，可以考虑复合材料，这种方法对构件分析是可行的，但对而言，采用此方法由于计算量太大而无法进行。还可以将钢筋混凝土材料等效为单一材料，将钢筋通过某种等效原混凝土材料表示。这将涉及两个问题：一是采用哪种弹塑性本构模型。采用何种等效方式进行等效；本文将采用基于应力－应变层面的弹塑性模型，将钢筋混凝土构件进行均匀材料等效。在该弹塑性本构模型中采从 Von Mises 屈服的相关联流动规则的双线性等向硬化模型。主应力空Von Mises 屈服面如图 3-4 所示。图 3-5 为双线性等向硬化模型中应力－曲线。
能较好反映构件受力特性。但由于不同的构件可能所受力不同，或受多作用，则只用弯矩－曲率来描述会引起较大的误差。为了减少这种影响调整本构模型参数，如对有轴力作用的受弯构件通过调整屈服弯矩来考力影响。但力层面上的本构模型无法确定材料内部的应力变化情况。当然也可以采用应力－应变层面上的本构模型，如针对钢筋混凝土的固体单元，可以考虑复合材料，这种方法对构件分析是可行的，但对而言，采用此方法由于计算量太大而无法进行。还可以将钢筋混凝土材料等效为单一材料，将钢筋通过某种等效原混凝土材料表示。这将涉及两个问题：一是采用哪种弹塑性本构模型。采用何种等效方式进行等效；本文将采用基于应力－应变层面的弹塑性模型，将钢筋混凝土构件进行均匀材料等效。在该弹塑性本构模型中采从 Von Mises 屈服的相关联流动规则的双线性等向硬化模型。主应力空Von Mises 屈服面如图 3-4 所示。图 3-5 为双线性等向硬化模型中应力－曲线。
【参考文献】：
期刊论文
[1]无粘结预应力蛋形消化池的施工技术[J]. 刘跃良. 特种结构. 2007(01)
[2]大型卵形消化池结构数值分析[J]. 王晖,管晔. 建筑结构. 2006(12)
[3]蛋形消化池与流体相互作用动力分析[J]. 陈华明,李杰,范民权,彭春强. 工程力学. 2006(10)
[4]预应力蛋形消化池振动台试验研究[J]. 李杰,陈华明,陈建兵,范民权,彭春强. 土木工程学报. 2006(05)
[5]无粘结预应力消化池质量控制[J]. 温晓莹,王家峰,杨红波. 市政技术. 2006(03)
[6]环向预应力筋分布对预应力圆形水池应力的影响[J]. 王晖,李明义,王长祥,高迎亮. 特种结构. 2005(04)
[7]无粘结预应力卵形消化池的受力分析及设计[J]. 姜忻良,白玉平,高海. 特种结构. 2005(02)
[8]国内最大容量蛋形消化池建成[J]. 何德湛. 特种结构. 2005(01)
[9]卵形消化池的施工技术[J]. 唐善培. 特种结构. 2004(04)
[10]卵形消化池预应力筋摩阻损失及张拉伸长值实测[J]. 刘军进,陈银河,魏炎光,陈佳炜,陈荣贤,黄秀菊. 建筑结构. 2004(12)
博士论文
[1]蛋形消化池流固耦合反应研究与动力可靠度分析[D]. 陈华明.同济大学 2005
硕士论文
[1]大型卵形消化池结构静力数值分析[D]. 管晔.天津大学 2006
[2]卵形消化池内力分析及基于遗传算法的形状优化[D]. 白华.天津大学 2005
[3]时域协调的动力时空有限元算法及其应用[D]. 黄川.四川大学 2003
[4]软基基础与土相互作用分析方法研究[D]. 李淼.河海大学 2003
本文编号：3350571
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：185 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
三种类型的消化池示意图
能较好反映构件受力特性。但由于不同的构件可能所受力不同，或受多作用，则只用弯矩－曲率来描述会引起较大的误差。为了减少这种影响调整本构模型参数，如对有轴力作用的受弯构件通过调整屈服弯矩来考力影响。但力层面上的本构模型无法确定材料内部的应力变化情况。当然也可以采用应力－应变层面上的本构模型，如针对钢筋混凝土的固体单元，可以考虑复合材料，这种方法对构件分析是可行的，但对而言，采用此方法由于计算量太大而无法进行。还可以将钢筋混凝土材料等效为单一材料，将钢筋通过某种等效原混凝土材料表示。这将涉及两个问题：一是采用哪种弹塑性本构模型。采用何种等效方式进行等效；本文将采用基于应力－应变层面的弹塑性模型，将钢筋混凝土构件进行均匀材料等效。在该弹塑性本构模型中采从 Von Mises 屈服的相关联流动规则的双线性等向硬化模型。主应力空Von Mises 屈服面如图 3-4 所示。图 3-5 为双线性等向硬化模型中应力－曲线。
能较好反映构件受力特性。但由于不同的构件可能所受力不同，或受多作用，则只用弯矩－曲率来描述会引起较大的误差。为了减少这种影响调整本构模型参数，如对有轴力作用的受弯构件通过调整屈服弯矩来考力影响。但力层面上的本构模型无法确定材料内部的应力变化情况。当然也可以采用应力－应变层面上的本构模型，如针对钢筋混凝土的固体单元，可以考虑复合材料，这种方法对构件分析是可行的，但对而言，采用此方法由于计算量太大而无法进行。还可以将钢筋混凝土材料等效为单一材料，将钢筋通过某种等效原混凝土材料表示。这将涉及两个问题：一是采用哪种弹塑性本构模型。采用何种等效方式进行等效；本文将采用基于应力－应变层面的弹塑性模型，将钢筋混凝土构件进行均匀材料等效。在该弹塑性本构模型中采从 Von Mises 屈服的相关联流动规则的双线性等向硬化模型。主应力空Von Mises 屈服面如图 3-4 所示。图 3-5 为双线性等向硬化模型中应力－曲线。
【参考文献】：
期刊论文
[1]无粘结预应力蛋形消化池的施工技术[J]. 刘跃良. 特种结构. 2007(01)
[2]大型卵形消化池结构数值分析[J]. 王晖,管晔. 建筑结构. 2006(12)
[3]蛋形消化池与流体相互作用动力分析[J]. 陈华明,李杰,范民权,彭春强. 工程力学. 2006(10)
[4]预应力蛋形消化池振动台试验研究[J]. 李杰,陈华明,陈建兵,范民权,彭春强. 土木工程学报. 2006(05)
[5]无粘结预应力消化池质量控制[J]. 温晓莹,王家峰,杨红波. 市政技术. 2006(03)
[6]环向预应力筋分布对预应力圆形水池应力的影响[J]. 王晖,李明义,王长祥,高迎亮. 特种结构. 2005(04)
[7]无粘结预应力卵形消化池的受力分析及设计[J]. 姜忻良,白玉平,高海. 特种结构. 2005(02)
[8]国内最大容量蛋形消化池建成[J]. 何德湛. 特种结构. 2005(01)
[9]卵形消化池的施工技术[J]. 唐善培. 特种结构. 2004(04)
[10]卵形消化池预应力筋摩阻损失及张拉伸长值实测[J]. 刘军进,陈银河,魏炎光,陈佳炜,陈荣贤,黄秀菊. 建筑结构. 2004(12)
博士论文
[1]蛋形消化池流固耦合反应研究与动力可靠度分析[D]. 陈华明.同济大学 2005
硕士论文
[1]大型卵形消化池结构静力数值分析[D]. 管晔.天津大学 2006
[2]卵形消化池内力分析及基于遗传算法的形状优化[D]. 白华.天津大学 2005
[3]时域协调的动力时空有限元算法及其应用[D]. 黄川.四川大学 2003
[4]软基基础与土相互作用分析方法研究[D]. 李淼.河海大学 2003
本文编号：3350571
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