基于ANSYS的窑洞加固改造方法技术

本发明专利技术公开了一种基于ANSYS的窑洞加固改造方法，运用力学有限元分析软件ANSYS进行仿真，设定窑洞结构拱曲线为抛物线，计算在具有不同焦距抛物线时结构内部的应力因素，从力学角度对窑洞的稳定性进行分析，找出最为适合的拱曲线。本发明专利技术通过改变抛物线的焦距，改变结构的受力性能，以减少可能存在的破坏点内部的结构应力为目的，从根本上使得窑洞结构更加稳定；使得人们在建造窑洞以及保护改造的过程中有所参考，从而延长窑洞的使用年限，同时变相降低了建造及维护的成本。

【技术实现步骤摘要】
基于ANSYS的窑洞加固改造方法
本专利技术涉及力学结构领域，特别是一种基于ANSYS的窑洞加固改造方法。
技术介绍
窑洞是一种极其古老的居住形式，其具有四千多年的历史。在广袤的黄土高原地区，窑洞是一种非常便利，低成本以及绿色的建筑。窑洞的建造别具一格，采用拱形的结构，将顶部的压力分至两边，注重平衡，坚固耐用。有的窑洞可以使用百年以上，有的却只有几十年的寿命，其在建造时是泥瓦匠师傅根据经验砌出形状。现如今窑洞的加固方法包括以下几种：(1)沿着内壁用钢筋混凝土或者砖石在窑洞内壁加固；(2)在窑腿处加盖覆土；(3)运用木结构、钢结构或碳纤维结构做成加固装置，起到类似于承重支柱的作用。方法1仅仅是在窑洞内部加固一周，所形成的拱曲线没有变化，内壁所产生的压力大部分由混凝土或砖石承受，虽然能在一定程度上延长窑洞的使用寿命，但是若干年后还是需要再次加固。方法2可以轻微增大窑腿处的承受能力，但窑腿处产生的应力主要是向下以及向外扩散的力，分别由地面以及窑洞两边的土层所承受，因此加盖覆土的方法起到的作用微乎其微。方法3所使用的加固装置能够有效分担窑洞内壁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ANSYS的窑洞加固改造方法，其特征在于，具体步骤如下：/n(1)利用抛物线方程x

【技术特征摘要】
1.一种基于ANSYS的窑洞加固改造方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)利用抛物线方程x2＝-2Py以及窑洞的实际尺寸，确定其所允许的最大最小焦距P的范围，运用建模软件Pro/E对窑洞及其所连接部分进行建模；
(2)将模型导入有限元软件ANSYS，设定载荷压力、约束形式以及重力加速度，将模型离散化，运用静力学模块分析，从而得出模型内部的应力云图；
(3)根据模型的应力云图分析其破坏点的产生，比较不同焦距的抛物线所形成的结构拱曲线对载荷压力的耐受程度，并从中提取出最优化的拱曲线。


2.根据权利要求1所述的基于ANSYS的窑洞加固改造方法，其特征在于，焦距P的确定方法为：
以窑洞的跨度、高度以及窑腿处的竖直段长度，建立直角坐标系下的抛物线方程，选取其施工所允许的最大和最小长度，进而确定抛物线函数焦距的取值范围。

【专利技术属性】
技术研发人员：董亚伟，郭江，陈爱军，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32