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地震及其次生灾害对国民经济的发展和人民的生命、财产安全有着严重而长远的影响。消化池是污水处理厂的关键构筑物,作为城市生命线工程的重要组成部分,其抗震性能直接关系到消化池的自身安全及震后周围环境,对于这种重要的给排水构筑物,其抗震设计应予以充分重视。
为了简化计算,抗震设计工程实践中一般都直接采用刚性地基的假定。然而,上部结构和地基基础是一个有机整体,人为将其分开有时会给计算结果带来较大失真,从而造成实践中的浪费或并不偏于安全。就消化池本身而言,在以往的设计中,有成熟的简化计算方法,但没有考虑相互作用对结构的影响。本文以实际工程为背景,围绕上下部结构共同作用的基本理论,利用大型通用有限元分析软件ANSYS对某污水处理厂的一座卵形消化池进行了全面深入的地震反应分析,为实际的工程设计提供可靠的计算和分析依据,目的在于更好地指导消化池的抗震设计。
本文通过全面系统地总结目前国内外有关土-结构动力相互作用的理论和研究成果,根据实际工程的特点,进行了将分枝模态-二步分析法应用于桩-土-卵形消化池动力相互作用分析的实用性研究,并在ANSYS中建立相应计算模型,得到了合理的分析结果,验证了所用方法的可行性及选用参数的合理性。
本文首先介绍了课题的选题背景、研究目的和意义以及所进行的主要工作,然后对课题研究的主要理论依据、分析方法、相关计算模型等进行了较为详细的论述,主要进行了桩-土-卵形消化池动力相互作用地震反应二步分析,包括多遇地震作用下的弹性地震反应时程分析和罕遇地震作用下的弹塑性地震反应时程分析,通过大量的计算分析,验证了实际结构的受力情况,得到了消化池地震反应的规律,同时比较不考虑相互作用的卵形消化池地震反应,考察了桩-土-卵形消化池动力相互作用对结构反应的影响。最后,对本文所做的工作以及所得到的计算分析结果进行总结,给出了一些可指导工程设计的有益结论。