消化池是污水處理廠中的關(guān)鍵構(gòu)筑物,屬體型高、重量大、構(gòu)造及受力情況復(fù)雜的特種結(jié)構(gòu),本文的目的在于對(duì)其進(jìn)行深入的分析和研究以指導(dǎo)實(shí)踐。本文以實(shí)際工程為背景,建立了包括上部結(jié)構(gòu)、樁基與土在內(nèi)的整體數(shù)學(xué)模型,利用現(xiàn)有大型有限元分析軟件-ANSYS,對(duì)柱形消化池和卵形消化池進(jìn)行靜、動(dòng)力分析。給出了與工程實(shí)際相匹配的靜動(dòng)力參數(shù);分析中考慮了樁土—結(jié)構(gòu)相互作用;在理論上進(jìn)行了深入研究,得出了可靠的分析結(jié)果。主要?jiǎng)?chuàng)新工作與成果包括以下幾個(gè)方面:1、本文以實(shí)際工程為背景,利用現(xiàn)有大型通用有限元分析軟件對(duì)消化池進(jìn)行靜、動(dòng)力分析,得出可靠的分析結(jié)果,為實(shí)際工程設(shè)計(jì)提出一些建議,從而為消化池設(shè)計(jì)提供可靠的計(jì)算和分析依據(jù)。2、本文在為消化池配置預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí),采用等效荷載法把每束預(yù)應(yīng)力鋼筋等效到該束鋼筋作用的范圍內(nèi),然后施加于消化池的池壁,推導(dǎo)出了等效荷載的公式,從而得到了比較合理的池壁控制內(nèi)力。3、在建立卵形消化池計(jì)算模型時(shí),首次提出將均勻變化的池壁厚度模擬成沿高度變化的二次曲線,有效提高了模型的精確度。在建立相互作用模型時(shí),將整個(gè)下部區(qū)域劃分為樁土區(qū)、近土區(qū)和地基無(wú)限域遠(yuǎn)土區(qū)。將樁土區(qū)模擬為正交各向異性體等... 

【文章來(lái)源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：185 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

三種類(lèi)型的消化池示意圖

能較好反映構(gòu)件受力特性。但由于不同的構(gòu)件可能所受力不同，或受多作用，則只用彎矩－曲率來(lái)描述會(huì)引起較大的誤差。為了減少這種影響調(diào)整本構(gòu)模型參數(shù)，如對(duì)有軸力作用的受彎構(gòu)件通過(guò)調(diào)整屈服彎矩來(lái)考力影響。但力層面上的本構(gòu)模型無(wú)法確定材料內(nèi)部的應(yīng)力變化情況。當(dāng)然也可以采用應(yīng)力－應(yīng)變層面上的本構(gòu)模型，如針對(duì)鋼筋混凝土的固體單元，可以考慮復(fù)合材料，這種方法對(duì)構(gòu)件分析是可行的，但對(duì)而言，采用此方法由于計(jì)算量太大而無(wú)法進(jìn)行。還可以將鋼筋混凝土材料等效為單一材料，將鋼筋通過(guò)某種等效原混凝土材料表示。這將涉及兩個(gè)問(wèn)題：一是采用哪種彈塑性本構(gòu)模型。采用何種等效方式進(jìn)行等效；本文將采用基于應(yīng)力－應(yīng)變層面的彈塑性模型，將鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行均勻材料等效。在該彈塑性本構(gòu)模型中采從 Von Mises 屈服的相關(guān)聯(lián)流動(dòng)規(guī)則的雙線性等向硬化模型。主應(yīng)力空Von Mises 屈服面如圖 3-4 所示。圖 3-5 為雙線性等向硬化模型中應(yīng)力－曲線。

能較好反映構(gòu)件受力特性。但由于不同的構(gòu)件可能所受力不同，或受多作用，則只用彎矩－曲率來(lái)描述會(huì)引起較大的誤差。為了減少這種影響調(diào)整本構(gòu)模型參數(shù)，如對(duì)有軸力作用的受彎構(gòu)件通過(guò)調(diào)整屈服彎矩來(lái)考力影響。但力層面上的本構(gòu)模型無(wú)法確定材料內(nèi)部的應(yīng)力變化情況。當(dāng)然也可以采用應(yīng)力－應(yīng)變層面上的本構(gòu)模型，如針對(duì)鋼筋混凝土的固體單元，可以考慮復(fù)合材料，這種方法對(duì)構(gòu)件分析是可行的，但對(duì)而言，采用此方法由于計(jì)算量太大而無(wú)法進(jìn)行。還可以將鋼筋混凝土材料等效為單一材料，將鋼筋通過(guò)某種等效原混凝土材料表示。這將涉及兩個(gè)問(wèn)題：一是采用哪種彈塑性本構(gòu)模型。采用何種等效方式進(jìn)行等效；本文將采用基于應(yīng)力－應(yīng)變層面的彈塑性模型，將鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行均勻材料等效。在該彈塑性本構(gòu)模型中采從 Von Mises 屈服的相關(guān)聯(lián)流動(dòng)規(guī)則的雙線性等向硬化模型。主應(yīng)力空Von Mises 屈服面如圖 3-4 所示。圖 3-5 為雙線性等向硬化模型中應(yīng)力－曲線。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力蛋形消化池的施工技術(shù)[J]. 劉躍良.  特種結(jié)構(gòu). 2007(01)
[2]大型卵形消化池結(jié)構(gòu)數(shù)值分析[J]. 王暉,管曄.  建筑結(jié)構(gòu). 2006(12)
[3]蛋形消化池與流體相互作用動(dòng)力分析[J]. 陳華明,李杰,范民權(quán),彭春強(qiáng).  工程力學(xué). 2006(10)
[4]預(yù)應(yīng)力蛋形消化池振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究[J]. 李杰,陳華明,陳建兵,范民權(quán),彭春強(qiáng).  土木工程學(xué)報(bào). 2006(05)
[5]無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力消化池質(zhì)量控制[J]. 溫曉瑩,王家峰,楊紅波.  市政技術(shù). 2006(03)
[6]環(huán)向預(yù)應(yīng)力筋分布對(duì)預(yù)應(yīng)力圓形水池應(yīng)力的影響[J]. 王暉,李明義,王長(zhǎng)祥,高迎亮.  特種結(jié)構(gòu). 2005(04)
[7]無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力卵形消化池的受力分析及設(shè)計(jì)[J]. 姜忻良,白玉平,高海.  特種結(jié)構(gòu). 2005(02)
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博士論文
[1]蛋形消化池流固耦合反應(yīng)研究與動(dòng)力可靠度分析[D]. 陳華明.同濟(jì)大學(xué) 2005

碩士論文
[1]大型卵形消化池結(jié)構(gòu)靜力數(shù)值分析[D]. 管曄.天津大學(xué) 2006
[2]卵形消化池內(nèi)力分析及基于遺傳算法的形狀優(yōu)化[D]. 白華.天津大學(xué) 2005
[3]時(shí)域協(xié)調(diào)的動(dòng)力時(shí)空有限元算法及其應(yīng)用[D]. 黃川.四川大學(xué) 2003
[4]軟基基礎(chǔ)與土相互作用分析方法研究[D]. 李淼.河海大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3350571