Staad.Pro軟件在水池結(jié)構(gòu)計算畢業(yè)論文

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）報告題 目 學(xué) 院 學(xué) 院 專 業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué) 號 年級 級 指導(dǎo)教師 畢業(yè)教務(wù)處制表畢業(yè)學(xué)生姓名： xx填寫 學(xué)號： xx填寫 專業(yè)： xx填寫 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 指導(dǎo)教師意見：（請對論文的學(xué)術(shù)水平做出簡要評述。包括選題意義；文獻資料的掌握；所用資料、實驗結(jié)果和計算數(shù)據(jù)的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問題和不足之處。） 指導(dǎo)教師結(jié)論： （合格、不合格）指導(dǎo)教師姓名所在單位指導(dǎo)時間畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱教師評閱意見表 學(xué)生姓名： xx填寫 學(xué)號： xx填寫 專業(yè)： xx填寫 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 農(nóng)村宅基地測量技術(shù)研究 評閱意見：

2、（請對論文的學(xué)術(shù)水平做出簡要評述。包括選題意義；文獻資料的掌握；所用資料、實驗結(jié)果和計算數(shù)據(jù)的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問題和不足之處。）修改意見：（針對上面提出的問題和不足之處提出具體修改意見。評閱成績合格，并可不用修改直接參加答辯的不必填此意見。）畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱成績 （百分制）： 評閱結(jié)論： （同意答辯、不同意答辯、修改后答辯）評閱人姓名所在單位評閱時間論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本人所呈交的本科畢業(yè)論文農(nóng)村宅基地測量技術(shù)研究，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究工作所取得的成果。論文中引用他人的文獻、資料均已明確注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人

3、獨立完成，不包含他人成果及使用過的材料。對論文的完成提供過幫助的有關(guān)人員已在文中說明并致以謝意。本人所呈交的本科畢業(yè)論文沒有違反學(xué)術(shù)道德和學(xué)術(shù)規(guī)范，沒有侵權(quán)行為，并愿意承擔(dān)由此而產(chǎn)生的法律責(zé)任和法律后果。 論文作者（簽字）： xx填寫日期：xx填寫年月日題目：Staad.Pro軟件在水池結(jié)構(gòu)計算摘? 要：水池作為工業(yè)設(shè)計中的常見結(jié)構(gòu)類型1，其在工業(yè)設(shè)計中占有重要地位。本文結(jié)合工程實例，介紹了采用計算軟件Staad. Pro對某鋼筋混凝土水池建模、加載和后處理過程，并將數(shù)值模擬結(jié)果與水池規(guī)范計算結(jié)果進行對比分析，結(jié)果表明采用Staad. Pro計算軟件所得結(jié)果具有較高的精確度能夠滿足規(guī)范要求其，

4、可為類似結(jié)構(gòu)的建模和數(shù)值分析提供參考。關(guān)鍵詞：水池Staad.Pro建模;壁板彎矩分析;水池規(guī)范驗證0 引言在實際工程中，由于水池深埋地下并用于貯水，故池壁承受較大水壓力、土壓力。設(shè)計中，設(shè)計人員通常采用規(guī)范公式手算或者計算軟件對池體進行計算分析，本文筆者結(jié)合工程實例，采用有限元軟件Staad.Pro對水池進行整體建模計算分析，并將軟件計算結(jié)果與規(guī)范計算結(jié)果進行對比比較，分析二者差異。另通過對多個帶橫向走道板水池結(jié)構(gòu)模型的池壁頂端最大位移和池壁豎向支座彎矩數(shù)值進行對比分析，驗證水池規(guī)范中“走道板可作為池壁支承構(gòu)件”理論的正確性。1 工程概況如圖1所示，某煉廠地下敞口式雨水監(jiān)控池，池體尺寸：24

5、m10m6m，埋深5.8m。設(shè)計池壁厚0.5m，池底板厚0.6m，底板挑出長度1.0m，池底板下增設(shè)0.5m厚平衡層，每邊寬出底板0.1m。本場地地下水位埋深為0.101.20m，設(shè)計最高地下水位可按地表考慮。工程場地抗震設(shè)防烈度7度，地基持力層為1層粘土，地基承載力特征值140kPa。2 建模與加載2.1 建模如圖2所示，水池空間模型的建立：選擇板單元構(gòu)建水池整體模型后，采用四邊形網(wǎng)格，對板單元劃分網(wǎng)格，大小為0.5m。定義截面厚度：創(chuàng)建0.5m、0.6m板單元，設(shè)定板單元材料為混凝土。指定池壁板單元截面厚度0.5m，池底板單元截面厚度0.6m。建立支座約束條件：在支座創(chuàng)建命令里選擇基礎(chǔ)板筏

6、基礎(chǔ)方向Y無。其中，地基壓縮模量即地基基床反力系數(shù)，從石油化工鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范SH/T3132-2013根據(jù)土的類型查出K取值范圍2.04.0 x104 kN/m3。本例持力層為可塑粘性土，基床系數(shù)取20000kN/m32。選定池底板單元，添加基礎(chǔ)支座約束。2.2 荷載施加水池內(nèi)水壓力標(biāo)準(zhǔn)值按設(shè)計水位的靜水壓力計算，本例取水的重力密度10kN/m3，同時考慮池內(nèi)最不利水位進行計算。土壓力標(biāo)準(zhǔn)值計算：位于地下水位以上的部分可按朗肯公式計算主動土壓力，土的重力密度取18kN/m3;對于地下水位以下部分的側(cè)壓力應(yīng)為土的側(cè)向土壓力和地下水的靜壓力之和，此時土的重力密度應(yīng)取有效重力密度。地下水

7、對水池作用力標(biāo)準(zhǔn)值取值，地下水的設(shè)計水位按照勘察部分提供的數(shù)據(jù)確定可能出現(xiàn)的最低水位和最高水位，本例最高水位按池壁頂端計算。本例為地下式敞口池，抗震設(shè)防烈度7度，故只需考慮池壁和底板受力，地震荷載、風(fēng)荷載、溫度、濕度引起的間接荷載不需考慮3。池壁受力主要為池內(nèi)水壓力和池外水土壓力。池底板受力主要為池內(nèi)水自重、池體自重、池底水浮力和底板頂面以上挑出部分水土壓力。因本例設(shè)有平衡層，考慮到池體自重、平衡層與底板上作用荷載的相互抵消作用，故建模加載荷載時可以不添加該類荷載。荷載工況一般有蓄水試驗、空池和正常操作三種工況。圖3所示，蓄水試驗工況為自重和池內(nèi)滿水組合;圖4所示，空池工況為自重與池外水土壓力

8、組合;正常操作工況為自重、池內(nèi)滿水和池外水土壓力組合。正常操作工況時，池內(nèi)滿水對壁板的作用力方向與池外水土作用對池壁的作用力方向相反，有抵消效果，故相比而言，最不利工況出現(xiàn)在蓄水試驗或空池工況，故本例簡化，只計算蓄水試驗和空池工況。池內(nèi)水和池外水土壓力采用板單元靜水壓力荷載加載，選取受力板單元，沿總體坐標(biāo)系Y軸線性插值。3 壁板彎矩分析在主菜單里選命令分析線性分析，然后選分析運行分析。運行完畢后，在后處理板單元查詢處理結(jié)果。選板單元-等值線，出現(xiàn)選擇對話框。在對話框中，選擇需要分析的工況，在應(yīng)力類型選全局坐標(biāo)彎矩，然后通過選擇全局坐標(biāo)結(jié)果方向得到相應(yīng)的彎矩圖形。由壁板彎矩分析結(jié)果可得出在蓄水試

9、驗和空池工況下板單元上彎矩值變化趨勢。長壁板和短壁板水平向彎矩極大值出現(xiàn)在水平支座處，長壁板的豎向彎矩極大值出現(xiàn)在豎直支座處，而短壁板的豎向彎矩極大值出現(xiàn)在壁板豎向跨中偏下位置（為便于列表，表格中的短向壁板豎向彎矩極大值仍寫為豎向支座彎矩）。將兩種工況下極值選出如表1所示，對比數(shù)據(jù)可知，空池工況為最不利工況。4 Staad.Pro結(jié)果與規(guī)范結(jié)果對比4.1 壁板彎矩對比按石油化工鋼筋混凝土水池設(shè)計規(guī)范SH/T 3132-2013計算壁板。敞口矩形水池的壁板與底板連接視為固端連接，池壁板按三邊支承，頂端自由計算。在側(cè)向荷載作用下，當(dāng)L/H2L部分按水平向單向計算，底部H=2L部分按雙向計算，H=2

10、L處可視為自由端;0.5L/H3，按雙向計算;L/H3時，按豎向單向計算。其中L為壁板的計算長度，H為壁板的計算高度。計算結(jié)果與空池工況結(jié)果對比見表2：從表2數(shù)據(jù)可知，對長向壁板彎矩極大值，規(guī)范計算結(jié)果比Staad.Pro計算結(jié)果大;水平支座彎矩規(guī)范計算結(jié)果比Staad.Pro計算結(jié)果大1%，豎向支座彎矩規(guī)范計算結(jié)果比Staad.Pro計算結(jié)果大20%。對短向壁板彎矩極大值，豎向支座彎矩，規(guī)范計算結(jié)果比Staad.Pro計算結(jié)果大62%，而對于短向壁板彎矩水平支座方向，規(guī)范計算結(jié)果卻比Staad.Pro計算結(jié)果小120%。原因在于：Staad.Pro算法是整體建模計算，壁板按固端連接考慮，所以

11、計算結(jié)果長向壁板與短向壁板水平支座彎矩相差不大。而依據(jù)規(guī)范計算，是將壁板分為單雙向受力按單塊矩形板考慮，假定三邊支承上端自由來得出的結(jié)果，故水平支座彎矩值不一致。4.2 壁板支承系統(tǒng)構(gòu)造驗證當(dāng)池壁頂端走道板厚度不小于200mm，寬厚比不大于5時，其橫向水平支承構(gòu)件（板或梁）的間距與池壁計算高度比值小于2，且走道板滿足橫向受力要求，走道板可作為池壁的支承構(gòu)件。在滿足構(gòu)造要求的情況下，按下列條件取為彈性固定支承或不動鉸支承：（1）在滿足構(gòu)造要求的情況下，走道板可作為池壁頂端的彈性固定支承，該彈性固定支承的反力系數(shù)可按下式計算：式中：走道板水平向計算跨度（L）與池壁計算高度（H0）的比值;池壁計算寬

12、度，可取b=1m;走道板橫截面慣性矩（IL）與池壁截面慣性矩（IH）的比值。（2）在滿足構(gòu)造要求的情況下，當(dāng)符合下式要求時，走道板可視為池壁頂端的不動鉸支承：走道板寬度d取1.0m，走道板厚度t取0.4m，池壁板厚度h取0.5m，H0=6m。走道板作為池壁支承構(gòu)件簡圖5所示：在原模型基礎(chǔ)上沿長向池壁單側(cè)增加走道板，按橫向單水平走道板、橫向雙水平走道板、橫向三水平走道板、橫向四水平走道板等建立模型，橫向走道板均分長向池壁，走道板詳圖如圖6-圖10所示。在原模型基礎(chǔ)上建帶頂蓋板的池體模型，頂蓋板厚度相同，帶頂蓋板模型如圖11所示。通過軟件計算各模型在空池工況下，走道板一側(cè)池壁頂端節(jié)點的最大位移值和

13、最大位移出現(xiàn)處寬度0.5m壁板與底板交接處豎向支座彎矩值變化，具體數(shù)值及相關(guān)參數(shù)見表3。由表3和圖12可知：僅沿長向池壁加走道板，無橫向走道板時，T 為0.21，基本無支承效果;隨著橫向走道板數(shù)量的增加，計算跨度L逐漸減小，T 數(shù)值逐漸接近1，池壁頂端節(jié)點位移最大值也逐漸減小，豎向支座彎矩值逐漸減小，由此可驗證走道板可作為池壁的支承構(gòu)件。當(dāng)ng0.25m4 H0/b 時，即三橫走道板模型及橫走道板數(shù)多于三的池體模型，池壁頂端節(jié)點位移最大值為0.35mm;而且此時豎向支座彎矩113.21與池頂帶蓋板時彎矩值104.55相比，差值較小，故此種情況下，走道板可近似視為池壁頂端的不動鉸支座。5 結(jié)語本文結(jié)合工程實例，介紹了Staad.Pro在水池結(jié)構(gòu)設(shè)計中的建模、加載和后處理過程。將Staad.Pro軟件壁板計算結(jié)果與規(guī)范計算結(jié)果進行比較，得出三維設(shè)計結(jié)果更接近實際，為工程設(shè)計優(yōu)化方案、節(jié)省投資，提供參考方法。此外，采用Staad.Pro軟件建立帶橫向走道板池體模型，驗證規(guī)范中走道板可以作為池壁支承構(gòu)件的理論，以及當(dāng)ng0.25m4 H0/b