發(fā)布時間：2021-08-18 20:27

　　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)造及受力情況復雜的特種結(jié)構(gòu),本文的目的在于對其進行深入的分析和研究以指導實踐。本文以實際工程為背景,建立了包括上部結(jié)構(gòu)、樁基與土在內(nèi)的整體數(shù)學模型,利用現(xiàn)有大型有限元分析軟件-ANSYS,對柱形消化池和卵形消化池進行靜、動力分析。給出了與工程實際相匹配的靜動力參數(shù);分析中考慮了樁土—結(jié)構(gòu)相互作用;在理論上進行了深入研究,得出了可靠的分析結(jié)果。主要創(chuàng)新工作與成果包括以下幾個方面:1、本文以實際工程為背景,利用現(xiàn)有大型通用有限元分析軟件對消化池進行靜、動力分析,得出可靠的分析結(jié)果,為實際工程設(shè)計提出一些建議,從而為消化池設(shè)計提供可靠的計算和分析依據(jù)。2、本文在為消化池配置預應(yīng)力鋼筋時,采用等效荷載法把每束預應(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算模型時,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,將整個下部區(qū)域劃分為樁土區(qū)、近土區(qū)和地基無限域遠土區(qū)。將樁土區(qū)模擬為正交各向異性體等... 

【文章來源】：天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：185 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

三種類型的消化池示意圖

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－曲率來描述會引起較大的誤差。為了減少這種影響調(diào)整本構(gòu)模型參數(shù)，如對有軸力作用的受彎構(gòu)件通過調(diào)整屈服彎矩來考力影響。但力層面上的本構(gòu)模型無法確定材料內(nèi)部的應(yīng)力變化情況。當然也可以采用應(yīng)力－應(yīng)變層面上的本構(gòu)模型，如針對鋼筋混凝土的固體單元，可以考慮復合材料，這種方法對構(gòu)件分析是可行的，但對而言，采用此方法由于計算量太大而無法進行。還可以將鋼筋混凝土材料等效為單一材料，將鋼筋通過某種等效原混凝土材料表示。這將涉及兩個問題：一是采用哪種彈塑性本構(gòu)模型。采用何種等效方式進行等效；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－曲率來描述會引起較大的誤差。為了減少這種影響調(diào)整本構(gòu)模型參數(shù)，如對有軸力作用的受彎構(gòu)件通過調(diào)整屈服彎矩來考力影響。但力層面上的本構(gòu)模型無法確定材料內(nèi)部的應(yīng)力變化情況。當然也可以采用應(yīng)力－應(yīng)變層面上的本構(gòu)模型，如針對鋼筋混凝土的固體單元，可以考慮復合材料，這種方法對構(gòu)件分析是可行的，但對而言，采用此方法由于計算量太大而無法進行。還可以將鋼筋混凝土材料等效為單一材料，將鋼筋通過某種等效原混凝土材料表示。這將涉及兩個問題：一是采用哪種彈塑性本構(gòu)模型。采用何種等效方式進行等效；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】：
期刊論文
[1]無粘結(jié)預應(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力分析[J]. 陳華明,李杰,范民權(quán),彭春強.  工程力學. 2006(10)
[4]預應(yīng)力蛋形消化池振動臺試驗研究[J]. 李杰,陳華明,陳建兵,范民權(quán),彭春強.  土木工程學報. 2006(05)
[5]無粘結(jié)預應(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)向預應(yīng)力筋分布對預應(yīng)力圓形水池應(yīng)力的影響[J]. 王暉,李明義,王長祥,高迎亮.  特種結(jié)構(gòu). 2005(04)
[7]無粘結(jié)預應(yīng)力卵形消化池的受力分析及設(shè)計[J]. 姜忻良,白玉平,高海.  特種結(jié)構(gòu). 2005(02)
[8]國內(nèi)最大容量蛋形消化池建成[J]. 何德湛.  特種結(jié)構(gòu). 2005(01)
[9]卵形消化池的施工技術(shù)[J]. 唐善培.  特種結(jié)構(gòu). 2004(04)
[10]卵形消化池預應(yīng)力筋摩阻損失及張拉伸長值實測[J]. 劉軍進,陳銀河,魏炎光,陳佳煒,陳榮賢,黃秀菊.  建筑結(jié)構(gòu). 2004(12)

博士論文
[1]蛋形消化池流固耦合反應(yīng)研究與動力可靠度分析[D]. 陳華明.同濟大學 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 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 2005
[3]時域協(xié)調(diào)的動力時空有限元算法及其應(yīng)用[D]. 黃川.四川大學 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 2003



本文編號：3350571