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考虑上部结构共同作用的筏板基础分析及其优化

专 业: 岩土工程
关键词: 筏板基础 数值方法 共同作用 耦合分析 非线性
分类号: TK172
形 态: 共 164 页 约 107,420 个字 约 5.138 M内容
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内容摘要


该文在分析研究国内外有关筏板基础分析方法及其研究状况的基础上,利用边界元、有限元以及无限元等的数值方法,对筏板基础的受力变形特性、内力变化规律以及筏板基础在结构设计中的优化问题进行了分析和探索,建立了筏板基础与地基和上部结构共同作用于耦合分析模型。

其主要工作和结论如下:(1)对于双参数弹性地基上薄板的弯曲问题,采用克希霍夫(Kirchhoff)的薄板弯曲理论,利用边界元进行了分析;然后利用有限元对带肋筏板基础的肋梁进行了分析;通过耦合建立了双参数弹性地基上的带肋薄板耦合分析方程,编制了相应的计算机分析程序。

(2)对于厚筏基础,采用Reissner的厚板理论,由胡海昌推导的厚板弯曲问题的基本方程,进行了双参数弹性地基上厚板的边界元分析。

利用边界元和有限元的耦合分析方法,对厚板加肋的情况进行了分析,编制了其计算分析的程序。

(3)考虑上部结构、基础和地基的共同作用问题,采用有限元法对上部结构进行了数值模拟,利用子结构的凝聚方法,对于薄板和厚板两种情况的筏板基础,进行了考虑上部结构共同作用的筏板基础耦合分析,编制了耦合分析的计算程序。

(4)在考虑上部结构共同作用的条件下,采用钢筋混凝土厚筏基础的八结点的平面弯曲单元与地基的二十结点有限元和十二结点无限元的分析方法,研究并建立了考虑上部结构共同作用的非线性地基上钢筋混凝土筏板基础的非线性分析模型。

在筏板计算过程中,进行了分层处理。

(5)应用筏板基础的非线性分析方法,考察了影响筏板基础受力性能的混凝土强度等级、筏板基础厚度、上部结构荷载大小以及筏土刚度比等因素对筏板基础的受力特性的影响,通过大量的数值计算,对筏板基础的优化设计进行了分析……

全文目录


文摘
英文文摘
1绪论
1.1问题的提出及研究意
1.1.1问题的提出
1.1.2研究的意义
1.2国内外研究现状
1.2.1筏板基础和地基共同作用的研究现状
1.2.2上部结构、基础和地基共同作用的研究
1.3本文研究的目的和研究内容
1.3.1本文研究的目的
1.3.2本文研究的主要内容
2弹性地基上薄板的分析
2.1引言
2.2弹性地基的计算模型
2.2.1 Winkler模型
2.2.2弹性半空间地基模型
2.2.3双参数地基模型
2.3双参数弹性地基上薄板的边界积分方程
2.3.1控制微分方程
2.3.2基本解
2.3.3边界积分方程
2.3.4边界元法
2.4双参数地基上带肋薄板的混合法
2.4.1肋梁的有限元分析
2.4.2耦合方程的建立
2.5程序设计
2.5.1程序的特点
2.5.2程序主框图
2.5.3程序的简介
2.6算例分析
2.6.1算例1
2.6.2算例2
2.7本章小结
3弹性地基上带肋中厚板的分析
3.1引言
3.2双参数弹性地基上中厚板的边界元法
3.2.1控制微分方程
3.2.2双参数弹性地基上中厚板弯曲问题的基本解
3.2.3双参数弹性地基上中厚板弯曲问题的边界积分方程
3.2.4边界元法
3.3双参数弹性地基上带肋厚板的混合法
3.4程序设计
3.4.1程序的特点
3.4.2程序主框图
3.4.3程序的简介
3.5算例分析
3.5.1板内挠度的特性
3.5.2板底基底反力的特性
3.6本章小结
4考虑上部结构共同作用的弹性地基板分析
4.1引言
4.2上部结构的有限元分析
4.2.1刚度方程的形成
4.2.2子结构凝聚
4.3上部结构与筏板基础的耦合
4.4算例分析
4.5本章小结
5考虑上部结构共同作用的非线性地基上钢筋混凝土基础板的非线性分析
5.1引言
5.2混凝土的应力-应变关系
5.2.1双轴受力混凝土的强度准则
5.2.2双轴受力混凝土的本构关系
5.3钢筋的本构模型
5.4地基土的本构模型
5.4.1土的线性弹性模型
5.4.2土的非线性弹性模型
5.4.3土的弹塑性本构模型
5.5钢筋混凝土板的非线性有限元分析
5.5.1坐标变换和位移函数
5.5.2应变和应力
5.5.3单元刚度矩阵
5.5.4分层计算
5.6地基土的弹塑性有限元分析
5.6.1三维20结点等参单元
5.6.2三维12结点无限元
5.7上部结构的有限元分析及其耦合
5.7.1上部结构的有限元分析
5.7.2上部结构与筏板基础的耦合
5.8程序设计
5.8.1程序的特点
5.8.2程序主框图
5.8.3程序的简介
5.9算例分析
5.9.1板的基本受力性质
5.9.2上部结构的影响
5.9.3地基模型的影响
5.9.4板模型的影响
5.10本章小结
6筏板基础的优化分析
6.1引言
6.2筏土刚度比
6.3筏板基础的优化
6.3.1筏板基础混凝土强度的影响
6.3.2筏板基础厚度的影响
6.3.3筏土刚度比的影响
6.4本章小结
7结论与展望
7.1主要结论
7.2后续研究工作的展望
参考文献

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中图分类: > TK172 > 工业技术 > 能源与动力工程 > 热力工程、热机 > 工业用热工设备 > 换热设备

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