某矩形水池结构的有限元分析.pdf

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1、文章编号：1009—9441(2011)10—0008—02某矩形水池结构的有限元分析口口赵欣(1临汾市建设工程质量安全监督站，山西临汾041000)摘要：矩形混凝土水池是一种典型的特种结构，广泛应用干市政工程、石化、火电等土木工程领域中。采用有限元软件ANSYS，对某矩形混凝土水池结构进行了分析。关键词：矩彤水池；结构分析；ANSYS中图分类号：TU761．3文献标识码：A引言水池是城市自来水厂、污水处理厂、生活用水设施中最为常见的特种构筑物之一”。21。多年来，在水池结构的设计计算中，作为贮水构筑物，水

2、池的计算分析通常采用简化的方法，主要以静定分析法与倒楼盖法简化计算，或者按地基上薄板共同作用理论计算。。以上方法均足将组成结构的底板、池壁与地基分离为各自独立的结构单元分别进行力学分析，不能很好地模拟水池结构的实际工作状态。本文利用ANSYS软件对某典型水池进行r有限元分析，以期为实际T程提供参考。阿辑鞫率薄《#辑弱窜瑁罩障瓯鼎∞辞科茸蝌斟；鞘科辩轼挂辅；车期∞障##轼茸毯赫#茸拉-拉揖鞠嘲∞潆稳由∞盘僻蹲聪拉趣捌蚓章础《瞄辎率障f辊嚣端幸拉##嚣嚣￡鞠留障跬越越毯精选#薛拉揖越菡崔∞肄蚪窜审∞簿尊缉柱拉嚣

3、鞋盎剃∞蝴辩啦蛆珥薛摇###接$粥∞障警洋耩葚轼轼#茸簿困奄荆随离∞薛堪拭拉拭拭杖垃秘列制图l水池平面与剖面布置图1工程实例与模型某水池为雨水提升池和事故水池合二为一的大型矩形钢筋混凝土水池，其外形尺寸为：长90．8rift，兰竺‘．8，?i池内净高甓皇?‘．8。mo，．鉴皇妻鳘查兰鬯图2水池结构有限元模型有效容积为11000m3，雨水提升池的有效容积为一。一⋯⋯⋯-。一5400m，。水池平面与剖面布置图见图1。盖活荷，竖向土压，池外土压，池外水压，池内水压；在j维有限元分析时，水池的主梁、次梁和柱均工况3

4、(正常使用状态，池内无水)：结构自重，顶盖采用梁单元b。。。4模拟，顶板、隔板、底板以及池壁活衙，竖向土压，池外土压，池外水压。图3所示分结构部分采用。hell63壳单元进行模拟，毛石混凝别为闭水状态下水池结构沉降、底板沉降、池壁弯矩土垫层采用块体单元。。lid45模拟。整个三维有限和底板弯矩i图。限于篇幅，其他工况不再一一列元模型共划分14244个单元，11656个节点。水池出。结构有限元模型见图2。由l冬l3可以看出，最大沉降发生在顶板靠近纵2有限元计算结果与分析皇焉焉盖鬟粟凳紊荔篙磊激巴慧纛品麓筵针对

5、结构特点和卡u关规范的要求，考虑3种荷壁和隔板部位的最大、最小弯矩发生在前端纵向池载组合形式。工况1(闭水试验)：池内贮水，池外无壁靠近水池结构的交角处，底板的最大弯矩发生在土；工况2(正常使用状态．池内贮水)：结构自重．顶后端池壁靠近横隔板的部位，最小弯矩发牛在左侧·8·Research＆ApplicationofBuildingMaterialsI—k(a)水池结构沉降嗣bJ底板扰降罔羹兰：甄蘸表1有限元计算结果项目工况I工况2工况3顶板最大沉降／mm0．845l448l448底板最大沉降／叫0．008

6、450．0126O．0ll6池壁最大弯矩／(kN·m)184241319913．215池壁最小弯矩／(kN·m)一3397一l527一1．452底板晟大弯矩／(kN·m)1．0580．8350．758底板最小弯矩／(kN·m)一2968—0623—0611在满足工艺要求的前提下，做到布局合理，受力明确，以及安全、经济和实用。另外，场地应选在地基稳定、地质均匀的地区。总之，如何优化结构设计，在满足工艺要求的前提下，既要保证水池的正常使用，又要降低工程造价，是结构设计人员首先需要考虑的问题。参考文献：[I]朱彦

7、鹏，邹根生．特种结构[M]第3版．武汉：武汉理工大学出版社．2008．[2]张飘土建工程基础[M]．北京：化学工业出版社，2004．[3]杨志杰，苏小卒考虑Winkler弹性地基的矩形水池计算[J]．特种结构，2006，(2)：28—31．Finite—ElementAnalysisofaRectangle⋯PoolStructure尚：⋯⋯．嚣。『ZHAOXin警善(LinfenConstructionQualityandSafetySupervisionlislation’Ij也n，Sha曲，04100

8、0，china)；誉Abstract：Asakindofspecialstructure．theconcreterectangularpooliswidelyusedinmunicipalengineering，petrochemicalandthermalpower(d)底板弯矩隔industries．Thefinite—elements0Ih越ANSYSisused图3闭水情况下结构的沉降与弯矩to1nthe