本文選題：啟閉塔 + 有限元��； 參考：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：水庫(kù)的啟閉塔是一種體型結(jié)構(gòu)、邊界條件和受力狀況較為復(fù)雜的水工建筑物,一般采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)或薄壁空腹箱形結(jié)構(gòu),建在靠近壩坡或岸邊的水庫(kù)中,頂部通過工作橋與壩頂或岸坡連接,塔體處于水體包圍之中。一旦啟閉塔遭到破壞不能正常取水,將直接影響水庫(kù)的供水等功能,這將對(duì)居民的生產(chǎn)生活造成巨大影響。啟閉塔一般為高聳結(jié)構(gòu),其在地震作用下的安全非常重要。本文系統(tǒng)地介紹了啟閉塔靜動(dòng)力分析的發(fā)展現(xiàn)狀,結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力分析理論、有限元方法和ANSYS的應(yīng)用實(shí)現(xiàn),總結(jié)了啟閉塔的合理計(jì)算方法和應(yīng)力應(yīng)變分布的一般規(guī)律。本文結(jié)合某水庫(kù)啟閉塔工程實(shí)例,利用大型三維有限元分析軟件ANSYS建立有限元計(jì)算模型,對(duì)該啟閉塔進(jìn)行數(shù)值仿真模擬計(jì)算,并進(jìn)行了具體的自振特性、應(yīng)力與變形分析。通過ANSYS的前后處理器的功能,不僅完成了啟閉塔實(shí)體模型的建立及有限元離散化,還模擬計(jì)算了啟閉塔在地震荷載作用下的整體動(dòng)位移及應(yīng)力應(yīng)變,得到各個(gè)工況下塔體結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的位移及應(yīng)力的時(shí)間歷程變化曲線。綜合考慮各種因素,動(dòng)力方面完成了結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性分析,探討了啟閉塔整體結(jié)構(gòu)自振特性。懫用時(shí)程分析方法對(duì)啟閉塔進(jìn)行了抗震計(jì)算,分析了啟閉塔在垂直水流方向、順?biāo)鞣较蚝拓Q向地震共同作用下的地震反應(yīng),評(píng)價(jià)了該結(jié)構(gòu)的抗震性能,并與靜荷載作用下的計(jì)算結(jié)果疊加后對(duì)啟閉塔結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。最后,依據(jù)規(guī)范采用分項(xiàng)系數(shù)法分別對(duì)啟閉塔的抗滑穩(wěn)定性、抗傾覆穩(wěn)定性以及地基承載力進(jìn)行了校核驗(yàn)算,結(jié)果表明,各項(xiàng)安全系數(shù)滿足規(guī)范要求,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是合理和安全的。
[Abstract]:The opening and closing tower of the reservoir is a kind of hydraulic structure with complicated boundary conditions and stress conditions. It is usually built in a reservoir near the dam slope or the bank of the reservoir by using reinforced concrete frame structure or thin-walled hollow box structure. The top is connected with the dam top or bank slope through the working bridge, and the tower is surrounded by water. Once the tower is damaged and can not fetch water normally, it will directly affect the function of water supply of reservoir, which will have a great impact on the production and life of residents. The tower is usually a tall structure, and its safety under earthquake action is very important. This paper systematically introduces the development of static and dynamic analysis of the turret, the theory of structural static and dynamic analysis, the application of finite element method and ANSYS, and summarizes the reasonable calculation method of the turret and the general law of stress and strain distribution. In this paper, the finite element calculation model is established by using the large-scale three-dimensional finite element analysis software ANSYS, and the numerical simulation calculation of the opening and closing tower is carried out, and the natural vibration characteristics, stress and deformation of the tower are analyzed. Through the function of the front and rear processor of ANSYS, not only the solid model of the opening and closing tower is established and the finite element discretization is completed, but also the whole dynamic displacement and stress strain of the opening and closing tower under the action of earthquake load are simulated and calculated. The time history curves of displacement and stress of tower structure joints are obtained. Considering all kinds of factors, the dynamic characteristics of the structure are analyzed, and the natural vibration characteristics of the whole structure of the turret are discussed. The seismic response of the turret under the combined action of vertical flow direction, downstream flow direction and vertical earthquake is analyzed, and the seismic performance of the structure is evaluated. The seismic performance of the tower structure is evaluated after superimposing the calculated results under static load. Finally, the anti-slide stability, anti-overturning stability and foundation bearing capacity of the tower are checked and calculated by the method of partial coefficient according to the code. The results show that the safety factors meet the requirements of the code. The structural design is reasonable and safe.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TV698.13;TV312

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本文編號(hào)：2117768