矩形混凝土水池与地基共同作用设计理论和方法研究

论文摘要

矩形混凝土水池作为特种结构之一,广泛应用于给水排水工程。矩形水池结构根据它本身的特点,在设计过程中通常简化成:底板、池壁和顶板分别计算,而在底板计算中通常把地基反力简化为直线分布,实际上水池结构明显为一空间结构,而水池底板的地基反力也不是直线分布的,导致水池简化计算结果与实际受力相差较大。本文对矩形混凝土水池与地基共同作用和矩形混凝土水池的设计理论和分析方法进行了研究。采用有限元软件SAP2000对矩形混凝土水池地基共同作用和空间模型进行分析。地基共同作用根据winkler地基模型假定,在有限元模型中通过弹簧支座进行模拟,通过弹簧支座的刚度变化来反应地基刚度的不同、通过底板厚度变化来反应底板刚度不同。水池的底板,池壁和顶板在有限元程序中使用板壳对象计算。分析水池在不同地基刚度和底板刚度下的地基反力分布曲线。有限元分析结果与winkler地基模型假定的地基反力分布形式吻合较好,说明建模的可行性。本文的研究为以后更好地进行水池与地基共同作用性能分析提供了参考模型和理论分析依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 水池概述
• 1.2 水池的分类
• 1.3 水池结构的组成
• 1.4 矩形水池结构国内外研究现状
• 1.5 本文的主要研究工作
• 第2章 矩形水池基本计算理论
• 2.1 引言
• 2.2 矩形水池计算基本理论
• 2.2.1 矩形水池计算方法简介
• 2.2.2 矩形水池有限元理论
• 2.3 薄板计算理论
• 2.3.1 弹性薄板小挠度弯曲理论
• 2.3.2 平面应力问题
• 2.3.3 薄板组合应力与内力计算
• 2.4 矩形水池荷载分析
• 2.4.1 顶板荷载
• 2.4.2 池壁荷载
• 2.4.3 底板荷载
• 2.5 矩形水池与地基共同作用性能研究
• 2.5.1 水池底板与地基共同作用概述
• 2.5.2 地基共同作理论的发展和主要成果
• 2.5.3 水池地板与地基共同作用
• 2.5.4 地基模型选择与底板地基反力分析方法
• 2.5.5 底板与地基共同作用的有限元理论
• 2.6 池壁考虑走道板支撑效应研究
• 2.6.1 走道板的类型
• 2.6.2 池壁考虑走道板支承效应分析的有限元理论
• 第3章 实际工程模型分析
• 3.1 实际工程和SAP2000软件介绍
• 3.1.1 实际工程介绍
• 3.1.2 SAP2000软件介绍
• 3.2 水池底板和地基共同作用性能分析
• 3.2.1 分析模型的选取
• 3.2.2 底板与地基刚度对共同作用影响分析
• 3.2.3 水池上部整体刚度对地基反力分布的影响研究
• 3.2.4 水池不同荷载分布对共同作用的影响
• 3.2.5 结论
• 3.3 走道板支撑效应分析
• 3.3.1 分析模型
• 3.3.2 考虑走道板的影响
• 3.3.3 结论
• 3.4 大型矩形水池不同模型下的分析
• 3.4.1 模型假定
• 3.4.2 有限元模型分析
• 3.4.3 结论
• 第4章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文