大型卵形消化池结构静力数值分析

摘要

随着计算机和施工技术的快速发展,卵形消化池作为一种新型结构形式,得到了越来越多的应用.卵形消化池由于容积大,结构形式较为特殊,承受的荷载形式多样,所以池体尺寸的确定以及变形内力的分析在其结构设计中占有重要的地位. 本文应用大型通用有限元软件ANSYS,分别采用壳体单元和实体单元建立卵形消化池模型.应用壳体单元实现了参数化建模过程,解决了池壁连续变厚度以及不同类型单元联结的问题,可以求解一系列不同尺寸的卵形消化池在静力作用下的变形和内力；应用实体单元建立模型,模型建立过程较为方便,但在结果处理中需采用APDL语言自行编制命令流实现了实体单元的内力的提取.将两种模型的计算结果进行比较,吻合较好. 对于预应力问题本文针对不同的模型采用不同的施加方式,壳体单元模型应用等效荷载的形式模拟预应力的作用；而实体单元模型采用分离式建模,利用钢筋单元施加初始应变的方式模拟预应力的作用.两种方法均能得到合理的池壁内力分布. 最后本文通过计算容积相同,池体尺寸按一定规律变化的卵形消化池,得到将底部埋深控制在卵形池壁与底部圆锥的交界处和埋深确定在同一位置,底部锥壳和卵壳部分的交界线随着R/H的减小从地面下逐渐升高到地面之上这两种情况下,其内力和表面积与形状控制尺寸之间的关系,为卵形消化池初步设计阶段形状尺寸的确定提供参考和依据.

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第一章绪论

1.1概述

1.2国内外卵形消化池的应用以及研究现状

1.3问题的提出以及本文主要工作

第二章卵形消化池有限元数值模型

2.1薄壳问题的有限单元法

2.2空间问题的有限单元法

2.3轴对称壳元和实体元的联结

2.4卵形消化池的有限元模型

第三章卵形消化池的静力数值分析

3.1应用壳体单元建立池壁模型时卵形消化池的内力分析

3.2应用实体单元建立池壁模型时卵形消化池的内力分析

3.3卵形消化池在预应力荷载作用下的分析

3.4小结

第四章不同形状的卵形消化池的内力分析比较

4.1卵形消化池主体形状的确定

4.2相同容积不同形状的卵形消化池的内力分析

4.3小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

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