钢筋混凝土水塔流固耦合动力响应分析.pdf

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1、I，r、钢筋混凝土水塔流固耦合动力响应分析Dynamicresponseanalysisofreinforcedconcretewatertowerasfluid--structurecouplingsystem2011年4月合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。主席：委员：导师：答辩委员会签名(工作单位、职称)聿仑‘勺胁白h屹弋孓敞绊力蓼玲月弓歹影瓦雾擞斗砷钟以摇兹鹭独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，

2、论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金罡王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：必般、签字日期：≯f】1年和巧7日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金魍王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权金魍王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文

3、在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：认饭、签字日期：)以f年年月27日导师签蜃耐／签字日期易斫7年和占7日学位论文作者毕业后去向：∞孑．工作单位：冲毖群是三磋呈乖辑角懒习电话：嬲∥．形通讯地址：冽名韶劫嘶倦夕踢邮编：婀钢筋混凝土水塔流固耦合动力响应分析摘要钢筋混凝土水塔是工业与民用建筑常用的给排水工程构筑物，主要由水箱、支承和基础组成，荷载主要集中在上部。在水塔结构抗震设计中，通常将水体视为刚体，质量全部加到水塔顶部，其结果夸大了水的地震惯性力作用，导致水箱最大位移和支座处弯矩也与实际不符。因此，水塔在地震荷载下的运动应按流固耦合问题求解，

4、考虑水体晃动对结构产生的影响。本文首先简要介绍了流固耦合分类及国内外研究现状，并介绍了流固耦合数值理论与计算方法；然后采用基于位移一压力格式的流固耦合数值理论，建立了水塔流固耦合动力计算模型和地震条件下水塔有限元动力方程；最后以芜湖铸造厂1500m3事故水塔为工程实例，借助ANSYS软件进行了水塔流固耦合模态分析和时程分析，研究了水体晃动对水塔固有频率及振型的影响，以及地震激励下水塔水平位移响应，分析了水体晃动对结构的减震效果。研究结果表明：水体的晃动会影响结构的自振频率；满箱的自振频率比空箱有所降低，且第一阶频率降低最多，频率越高，降低越少；

5、水塔自身刚度愈大，动水压力对水塔结构自振频率影响愈小；水体的晃动作用能够减小水塔的地震位移反应。关键词：钢筋混凝土水塔；流固耦合；有限元法；自振频率；动力响应Dynamicresponseanalysisofreinforcedconcretewatertowerasfluid·-structurecouplingsystemAbstractReinforcedconcretewatertoweriswatersupplyanddrainageengineeringstructurewhichiscommonlyusedinindustrial

6、andcivilbuilding．Watertowerismainlycomposedofthetank，supportandfoundation．Therefore，theloadismostlyconcentratedontheupperofwatertower．Whenthewatertowerisdesigned，designersregardthewaterasasolid，allthequalityofwaterisaddedtothewatertank，theroleofwaterisexaggeratedintheseismic

7、inertiaforce．Themaximumdisplacementandmomentdoesnotmatchwiththefacts．Therefore，thewatertoweristhefluid—structureinteractionproblemunderseismicload．Thesloshingofwaterinthetowercanaffecttheseismicresponseoftowerstructure．First，thisarticlebrieflydescribestheclassificationofflui

8、d—structureinteractionandreviewsitsresearchstatus．Thisarticlealsointroduces