| 混凝土薄壳球形水窖结构的优化设计 |
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| 引用本文： | 张仕华,朱德兰,高建恩. 混凝土薄壳球形水窖结构的优化设计[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2009, 37(9): 214-218 |
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| 作者姓名： | 张仕华 朱德兰 高建恩 |
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| 作者单位： | 张仕华,朱德兰(西北农林科技大学,资源环境学院,陕西,杨凌,712100);高建恩(中国科学院,水利部,水土保持研究所,陕西,杨凌,712100);王彦武(甘肃省水土保持科学研究所,甘肃,兰州,730020) |
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| 基金项目： | 国家科技支撑计划项目"调控工程结构优化与新型设施开发"，"雨水安全继续与利用技术及装置开发" |
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| 摘 要： | 【目的】分析球形水窖空间结构的应力分布情况并进行几何尺寸优化,避免建设者根据经验来确定球形水窖的厚度、构造及混凝土标号,以节省建窖材料,同时防止应力不足而发生破坏。【方法】利用基于ANSYS平台新开发的窖体有限元分析软件,对实际中窖壁厚度为4和11 cm的混凝土薄壳球形水窖进行空间结构应力分析,同时以水窖耗材量最小为目标函数,以许用应力和变形量为约束条件,对其进行几何尺寸优化。【结果】计算得出窖壁厚度为4和11 cm的水窖最大拉应力分别为1 380.00和447.31 kPa,最大压应力分别为5 153.20和1 896.70 kPa;优化出空窖不利工况下容积为20,30和40 m3的球形水窖窖壁最佳厚度,即栗钙土地区分别为0.051,0.061和0.065m,黄土地区分别为0.050,0.059和0.062 m。【结论】经软件优化计算后的球形水窖结构,既能满足强度和刚度的要求,同时也最大限度地节约了材料用量;利用新开发的窖体结构优化分析软件,能够对球形水窖进行空间应力分析与结构优化,可以作为球形水窖设计软件。
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| 关 键 词： | 混凝土 薄壳球形水窖 有限元 结构优化 |
| 收稿时间： | 2008-12-11 |
Optimum design of spherical concrete shell water cellar structure |
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| ZHANG Shi-hua,ZHU De-lan,GAO Jian-en,WANG Yan-wu. Optimum design of spherical concrete shell water cellar structure[J]. Journal of Northwest A&F University（Natural Science Edition）, 2009, 37(9): 214-218 |
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| Authors: | ZHANG Shi-hua ZHU De-lan GAO Jian-en WANG Yan-wu |
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| Affiliation: | 1 College of Resources and Environment,Northwest A&F University,Yangling,Shaanxi 712100,China;2 ISWC,Chinese Academy of Sciences and Ministry of Water Resources,Yangling,Shaanxi 712100,China;3 Gansu Science Institute of Soil and Water Conservation,Lanzhou,Gansu 730020,China) |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | concrete shell spherical water cellar finite element structural optimization |
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