伴隨著世界經(jīng)濟快速地發(fā)展,近年來在我國“一帶一路”政策的推動下,國際港口和航運業(yè)迎來了新的發(fā)展機遇。為滿足港口發(fā)展需求,岸邊集裝箱裝卸橋（簡稱岸橋）智能化、大型化的發(fā)展趨勢日益顯著。結(jié)構(gòu)的大型化使岸橋門腿高度增加,重心升高,致使岸橋結(jié)構(gòu)更易遭受強震的破壞,因而對岸橋結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計有了更高的要求。另外,由于岸橋結(jié)構(gòu)高度的增加以及結(jié)構(gòu)本身的高柔特性,結(jié)構(gòu)的重力二階效應(yīng)日益成為抗震分析中必須考慮的因素。本文著重對重力二階效應(yīng)對大型岸橋結(jié)構(gòu)抗震性能的影響展開分析和研究,完成的主要工作內(nèi)容如下:（1）建立岸橋結(jié)構(gòu)有限元模型,進行抗震危險工況分析。綜合岸橋結(jié)構(gòu)自身特性和地震載荷核算準(zhǔn)則對岸橋進行7度和8度抗震設(shè)防烈度地震載荷下的靜力學(xué)分析,找出最易受地震破壞的危險工況和結(jié)構(gòu)易損部位,為動力學(xué)分析提供對比數(shù)據(jù)。（2）采用理論和仿真兩種分析方法分析重力二階效應(yīng)對大型岸橋結(jié)構(gòu)抗震響應(yīng)的影響。首先,建立單自由度數(shù)學(xué)模型從理論上分析重力二階效應(yīng)對岸橋的地震響應(yīng)產(chǎn)生的影響;建立考慮重力二階效應(yīng)的岸橋結(jié)構(gòu)跳軌數(shù)學(xué)模型并進行分析,得出近似描述岸橋跳軌過程的運動方程。其次,對岸橋結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析和動力學(xué)時程分析,評... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

岸邊集裝箱裝卸橋全球的大多數(shù)港口均位于沿海地區(qū)，這些地區(qū)大多處于地震帶附近，屬于

4描述的是結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)的過程，可以更加真實的描繪出結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)，能夠較準(zhǔn)確的確定出結(jié)構(gòu)的薄弱部位，但時程分析結(jié)果的準(zhǔn)確度取決于地震記錄的選取是否合適以及計算分析人員是否有較高的專業(yè)知識和水平[13]。4）隨機振動理論階段：隨著時代的發(fā)展和科技的進步，學(xué)術(shù)和工程界的專家學(xué)者們?nèi)找嬷匾暫蛻?yīng)用多點輸入的隨機振動法的研究。隨機振動法與其它方法相比一個較為突出的優(yōu)點是它不受限于輸入地震波的波形，但此方法的計算量很大、數(shù)學(xué)模型處理起來也十分復(fù)雜。1.3重力二階效應(yīng)的原理及其研究現(xiàn)狀1.3.1重力二階效應(yīng)的原理傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析采用的都是一階分析方法，這種方法簡單、易于操作。但當(dāng)結(jié)構(gòu)因外力而產(chǎn)生大的側(cè)向變形時，豎向載荷會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個附加彎矩，使結(jié)構(gòu)內(nèi)力增加，這時一階分析方法就不能準(zhǔn)確地計算出結(jié)構(gòu)的受力特性。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過研究提出了二階分析方法。ΔδPΔδHP圖1-2結(jié)構(gòu)在水平載荷作用下發(fā)生側(cè)移時的二階效應(yīng)結(jié)構(gòu)的二階效應(yīng)由兩部分組成，其原理如圖1-2所示[14]。第一部分指的是結(jié)構(gòu)中的細長桿件，因自身的撓曲造成軸向壓力増大致使其發(fā)生屈曲，是因結(jié)構(gòu)自身重力而引起的附加效應(yīng)，即P-δ效應(yīng)。另一部分二階效應(yīng)稱為重力二階效應(yīng)（P-Δ效應(yīng)），在大型高聳結(jié)構(gòu)整體分析中，當(dāng)遭受外部荷載產(chǎn)生水平向的側(cè)移時，結(jié)構(gòu)豎向荷載會對結(jié)構(gòu)整體產(chǎn)生附加內(nèi)力進一步增大結(jié)構(gòu)的變形。P-Δ效應(yīng)會降低整個結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，對于較為高聳或高寬比較大的鋼框架結(jié)構(gòu)或是結(jié)構(gòu)構(gòu)件細長的結(jié)構(gòu)來說，P-Δ效應(yīng)造成的影響會更加顯著。

8所以起吊小車、吊具及集裝箱、機器房、滑輪和托架等非結(jié)構(gòu)件的重量可以通過在指定的位置加質(zhì)量點來考慮；2)沒有對箱型截面梁和柱內(nèi)部板件以及整個結(jié)構(gòu)的外掛扶梯等部件進行建模，這部分質(zhì)量通過調(diào)節(jié)設(shè)置密度的參數(shù)來均布到相對應(yīng)的構(gòu)件中，使模型的質(zhì)量與實際質(zhì)量盡可能一致；3)岸橋上通過銷軸進行鉸接的部位均可通過軟件中的耦合命令進行模擬；4)岸橋的大車機構(gòu)用剛度很大的假單元來進行模擬；在分析中螺栓連接視為剛接。2.2.2模型的建立及輪軌接觸模擬由于岸橋結(jié)構(gòu)大多是箱型梁和箱型柱，所以決定采用ANSYS中的BEAM188單元對框架梁柱進行仿真模擬。另外，岸橋根據(jù)工作情況有前大梁水平和仰起兩種狀態(tài)，而且結(jié)構(gòu)的動力特性與結(jié)構(gòu)型式狀態(tài)有很大關(guān)系，因此需要分別建立兩種狀態(tài)下的有限元模型進行分析，如圖2-2所示。（a）前大梁水平狀態(tài)（b）前大梁仰起狀態(tài)圖2-2岸橋結(jié)構(gòu)前大梁水平和仰起狀態(tài)下的有限元模型根據(jù)岸橋?qū)嶋H的輪軌接觸可知，正常工作時軌道對車輪只提供向上的支撐力，非工作時整機由于防風(fēng)裝置的作用，豎向被完全約束；在沿長懸臂方向，車輪由于兩側(cè)輪緣的作用會受到軌道的雙向約束作用；在沿軌道方向，結(jié)構(gòu)主要承受車輪與軌道之間摩擦力的作用；另外，由于多個車輪沿軌道分布且各車輪輪緣均受到軌道的約束，因此整個結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生繞x軸和y軸的轉(zhuǎn)動，而車輪可以卡著軌道繞z軸旋轉(zhuǎn)，該方向的轉(zhuǎn)動可視為鉸接[21]。綜上所述，岸橋模

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碩士論文
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