有限元分析在大型水池結構設計中的應用

2022-05-07 23:51:03 字數 1005 閱讀 2424

摘要:本文首先分析了大型水池結構設計的方法與特點,重點分析了大型水池結構設計的荷載組合以及內力的計算方式,從而使得水池的結構能夠在理論上符合強調的要求,然後以某大型矩形水池的為例,運用有限元分析的方法對水池的結構進行了定量的設計分析,以期為實踐施工提供參考。

關鍵字:有限元分析;大型水池結構;設計;應用

中圖分類號:s611 文獻標識碼:a 文章編號:

目前,對於大型水池結構的設計,主要還是以倒樓蓋法和靜定分析法為主導的簡化方法進行設計的計算,兩種計算方法的共同點是把組成水池結構的地基、池壁及底板分離出來,各自作為單獨的結構單元,然後分別對其進行獨立力學分析與計算,這種計算方式對於大型水池而言的主要缺點在於很難準確的模擬出水池整體結構的實踐工作狀態。本文將以有限元分析方法作為理論基礎,運用ansys軟體對某大型矩形水池進行結構設計上的具體分析,從而提出一種新的大型水池結構設計理論。

1.水池結構設計分析

在運用有限元分析方法之前,首先是對大型水池的具體結構設計方法與特點進行基礎性的分析。

1.1大型水池的荷載與內力組合

(1)水池結構的作用概述

結構上的自重標準值,主要是按照組成構建的實際大小進行計算,構件的體積與對應材料容重的乘積(其中素混凝土容重:23kn/m3,鋼筋混凝土容重:25kn/m3);豎直方向上土壓力標準值,地下式水池在池頂板上的作用土壓力用有效覆土厚度進行計算,在水池頂板的長度大於寬度10倍以上時,應將算出的土壓力值與壓力係數(1.

2)相乘(覆土容重:18kn/m3);側向上土壓力標準值,在計算過程中,對水池中位於水位之上部分的側向土壓力應根據郎肯主動公式進行計算,(土的容重:18kn/m3),而對於水位之下的部分的土壓力應取靜止狀態的地下水水壓力與主動土壓力之和,(土的容重:

10kn/m3)。

(2)水池之內的水壓力

水池之內的水壓力依據設計水位自身的靜水壓進行計算(靜水的容重:10kn/m3);頂板上的荷載標準值,在不上人的情況下水池頂板上的活荷載標準值為0.7kn/m3,其準永久係數是0,而上人情況下荷載標準值為1.

5kn/m3,這時準永久係數是0.4;

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