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热力检查室内力计算方法研究

作　者: 廖磊琼
导　师: 杨成永
学　校: 北京交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 热力检查室板内力计算方法解析方法有限元数值模拟
分类号: TU93
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 11次
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内容摘要

热力检查室版板的内力可采用解析和有限元数值方法。解析计算又可根据板的支承条件分为简支、固支和弹性固定三种方法。有限元数值方法可以针对检查室整体进行结构内力计算。热力检查室设计中,板的内力计算一直以来采用解析方法,即把一个检查室分成六块单板,查表计算其弯矩,然后按纯弯构件配置钢筋。这样做没有考虑六块板的协调变形,也难以考虑人孔和沟口等开孔对板内力的影响。导致设计结果通常过于保守,造成钢材的浪费。而有限元数值方法得到的结果偏小,如果采用会使得工程安全储备不足。针对这一问题,本文开展检查室内力的数值计算方法研究,提出能够用于设计的简化数值计算方法。本文的主要内容和结果如下：(1)把检查室各块板视为四边简支板和固支板,查表计算单块板的弯矩。(2)采用ANSYS软件的shell63单元建立检查室模型,计算得到检查室内力的数值解。(3)提出检查室计算的框架方法,计算检查室的内力,并与以上两种方法得到的结果进行对比分析；根据对比结论对框架方法的荷载分配进行调整,得到了更合理的计算结果；再采用长宽比为2:1的检查室板验证框架方法的合理性。(4)把框架方法应用于实际工程案例,验证框架方法的实用性。通过解析解、数值解以及框架方法得到的解之间的对比可知：框架方法得出的内力解整体处于解析解和数值解之间。板四周简支条件下得到的板跨中弯矩是板中内力的上限值,数值计算得到的板跨中弯矩是板跨中弯矩的下限值；由板四周固支得到板支座弯矩是板端弯矩的上限值,数值模拟得到的板支座弯矩是板支座弯矩的下限值。本文的研究成果,对热力检查室结构及与其类似的地下结构的研究和设计具有较好的参考价值。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-17
  1.1 引言  11
  1.2 热力检查室结构设计原理及存在问题  11-13
  1.3 国内外研究现状  13-14
  1.4 本文研究的背景及意义  14-15
  1.5 本文研究的内容和方法  15-17
第二章检查室内力查表计算  17-25
  2.1 概述  17
  2.2 典型检查室计算数据  17
  2.3 查表计算检查室板内力  17-25
第三章检查室内力数值模拟计算  25-33
  3.1 有限元分析的基本原理  25-27
  3.2 ANSYS软件中Shell63单元介绍  27-30
  3.3 检查室内力三维数值计算  30-33
第四章检查室内力按框架方法计算  33-71
  4.1 检查室框架计算方法的提出  33
  4.2 框架方法的内力计算  33-49
    4.2.1 框架荷载导算  33-36
    4.2.2 框架内力计算  36-47
    4.2.3 三种计算方法结果对比  47-49
  4.3 调整后框架方法的内力计算  49-62
    4.3.1 框架荷载导算  49-52
    4.3.2 框架内力计算  52-60
    4.3.4 调整荷载系数  60-61
    4.3.5 三种计算方法结果对比  61-62
  4.4 改变矩形面为1:2时的对比计算  62-71
    4.4.1 由解析计算得到的内力  62-65
    4.4.2 由数值模拟得到的内力  65-66
    4.4.3 由框架得到的内力  66-69
    4.4.4 三种计算方法结果对比分析  69-71
第五章工程案例  71-85
  5.1 工程概况  71-72
  5.2 传感器的布置  72-73
  5.3 监测结果  73-77
  5.4 用框架方法计算工程案例  77-84
    5.4.1 检查室计算数据  77-78
    5.4.2 查表计算检查室板内力  78-79
    5.4.3 检查室内力三维数值计算  79-80
    5.4.4 检查室内力平面框架解析计算  80-83
    5.4.5 双筋矩形截面偏心受压内力计算  83-84
  5.5 计算结果与监测结果的对比  84-85
第六章主要结论和展望  85-87
  6.1 主要结论  85
  6.2 展望  85-87
参考文献  87-89
作者简历  89-93
学位论文数据集  93

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