基于弯矩理论的倒锥壳水塔水箱结构分析

为了解决锥壳水塔水箱壳体因钢筋保护层失效导致水箱壳体钢筋锈蚀严重,水箱壳体漏水的问题,运用无弯矩理论(薄膜理论)和边缘干扰有弯矩理论以及Sap2000有限元程序分析的方法,探讨了倒锥壳水塔水箱壳体的受力性能和开裂原因。研究表明水箱壳体的最大拉应力出现在壳体中下部,这与实际水箱开裂漏水的位置基本一致。

倒锥壳水塔水箱内力计算

采用无弯矩理论(薄膜理论)和有弯矩理论分别对倒锥壳水塔水箱(容积300 m3和500 m3)内力进行计算,分析了水箱上、下锥壳的内力分布情况。计算结果表明:有弯矩理论较无弯矩理论考虑了壳体边缘干扰力的影响,使得计算结果在壳体边缘处有一定差异,但更接近水箱内力的真实情况,可作为倒锥壳水箱内力相对精确的计算方法。研究结果可为同类工程设计提供有益的参考。

混凝土倒锥壳水箱三种内力计算方法对比研究

以1200 m3安哥拉水塔工程为背景,介绍了钢筋混凝土倒锥壳水箱的设计方法,分别采用有弯矩理论、无弯矩理论和SAP2000有限元软件计算了倒锥壳水箱的内力。通过对内力大小和内力分布规律的对比分析,研究了3种计算方法的精确度、可靠性以及优缺点,分析了计算方法的不同对计算结果的影响规律。结果表明:有弯矩理论和SAP2000软件得到的壳体内力变化规律相同;上、下环梁与壳体连接处有弯矩理论的计算结果与有限元结果的误差在0.19%~4.2%;中环梁与下壳连接处计算结果与有限元结果误差较大。整体分析来看,有弯矩理论计算结果与有限元结果相接近,更符合水箱的实际受力情况。研究内容与所得结论可为大容量混凝土倒锥壳水塔的设计提供参考。