本文關(guān)鍵詞：水平荷載下高樁碼頭結(jié)構(gòu)易損性曲線研究

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【摘要】：高樁碼頭是一種廣泛應(yīng)用于軟土地區(qū)的重要碼頭結(jié)構(gòu)型式。船舶靠泊撞擊荷載往往是高樁碼頭設(shè)計時考慮的控制性水平荷載。已發(fā)生的多起高樁碼頭船撞事故造成了巨大損失,評估碼頭受撞危險性需要評定碼頭結(jié)構(gòu)的易損性。本文選用位移延性比作為樁基結(jié)構(gòu)損傷指標,并以此判別高樁碼頭結(jié)構(gòu)的損傷狀態(tài)。以某高樁碼頭為原型,運用ANSYS有限元軟件進行仿真模擬,分析高樁碼頭空間結(jié)構(gòu)的模態(tài),研究高樁碼頭單榀排架結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)在水平力作用下的理論易損性曲線。對比采用“受彎嵌固點法”和采用“接觸單元法”考慮樁土作用時高樁碼頭單榀排架結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)的易損性曲線。本文得出的易損性曲線對于判斷高樁碼頭結(jié)構(gòu)在不同質(zhì)量船舶對應(yīng)的水平撞擊力作用下的損傷概率具有重要作用,可以為高樁碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計和安全監(jiān)測提供參考。(1)對高樁碼頭空間結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析,得出結(jié)構(gòu)前六階模態(tài)對應(yīng)的自振頻率,可以避免結(jié)構(gòu)受到特定頻率的外部激勵而發(fā)生共振。(2)選用樁頂?shù)奈灰蒲有员葹楦邩洞a頭樁基的損傷指標,研究各個損傷狀態(tài)與損傷指標之間的關(guān)系。根據(jù)串聯(lián)模型理論,用高樁碼頭樁基的損傷狀態(tài)來評定高樁碼頭整體結(jié)構(gòu)的損傷狀態(tài)。(3)對水平撞擊荷載作用下高樁碼頭進行結(jié)構(gòu)易損性分析。將船舶靠泊撞擊荷載簡化為作用在碼頭上的均布力,分別建立高樁單榀排架結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)的有限元模型,研究靠泊撞擊荷載作用下結(jié)構(gòu)的易損性,得到對應(yīng)不同質(zhì)量船舶的結(jié)構(gòu)損傷概率。(4)使用“接觸單元法”考慮樁土作用而建立的高樁碼頭單榀排架結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)模型,經(jīng)仿真計算,樁身水平位移零點出現(xiàn)在距離樁頂約13m處,即泥面以下約3m(5倍樁寬)處。(5)對船舶撞擊荷載作用下高樁碼頭結(jié)構(gòu)易損性進行參數(shù)分析,建立了船舶撞擊荷載作用下高樁碼頭結(jié)構(gòu)易損性曲線。對應(yīng)于高樁碼頭單榀排架結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)的有限元模型,比較使用“受彎嵌固點法”和使用“接觸單元法”考慮樁土作用得到的結(jié)構(gòu)易損性曲線,對應(yīng)于相同的船舶質(zhì)量,“受彎嵌固點法”得到的易損性較大。
【關(guān)鍵詞】：高樁碼頭 易損性曲線 水平荷載 位移延性比 樁土作用
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U656.113
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 研究意義及背景9-10
• 1.1.1 研究問題的提出9
• 1.1.2 研究問題的意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 高樁碼頭水平荷載作用研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 結(jié)構(gòu)易損性研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線15-17
• 第二章 水平荷載下高樁碼頭結(jié)構(gòu)易損性理論基礎(chǔ)17-28
• 2.1 理論易損性曲線的建立流程17-18
• 2.2 水平荷載的施加18-21
• 2.2.1 船舶法向靠泊速度18-19
• 2.2.2 船舶質(zhì)量19
• 2.2.3 橡膠護舷19-21
• 2.3 結(jié)構(gòu)損傷指標的確定21-27
• 2.3.1 破壞準則21-22
• 2.3.2 損傷評定指標22-24
• 2.3.3 基于位移延性比的樁基損傷指標確定24-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 水平荷載下高樁碼頭易損性分析模型的建立28-38
• 3.1 基于有限元的仿真分析模型28
• 3.2 有限元仿真建模的基本步驟28-29
• 3.3 高樁碼頭分析模型的建立方法29-33
• 3.3.1 碼頭模型尺度29-30
• 3.3.2 碼頭計算參數(shù)30
• 3.3.3 樁的材料模型30-31
• 3.3.4 碼頭模型建立31-33
• 3.4 高樁碼頭結(jié)構(gòu)模態(tài)分析33-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第四章 水平荷載下高樁碼頭結(jié)構(gòu)易損性分析38-66
• 4.1 有限元模型38
• 4.2 損傷指標的確定38-40
• 4.2.1 樁基損傷指標的確定38-40
• 4.2.2 結(jié)構(gòu)體系易損性40
• 4.3 高樁碼頭結(jié)構(gòu)易損性分析40-65
• 4.3.1 水平荷載作用40-41
• 4.3.2 易損性分析41-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第五章 考慮樁土作用的高樁碼頭結(jié)構(gòu)易損性分析66-100
• 5.1 樁土作用的分析方法66-67
• 5.1.1 理論分析法66
• 5.1.2 數(shù)值計算法66-67
• 5.1.3 試驗法67
• 5.2 考慮樁土作用的有限元模型67-70
• 5.2.1 土體模型67
• 5.2.2 接觸面設(shè)置67-69
• 5.2.3 有限元模型69-70
• 5.3 單榀排架結(jié)構(gòu)易損性對比分析70-82
• 5.3.1 單榀排架結(jié)構(gòu)易損性分析70-80
• 5.3.2 單榀排架結(jié)構(gòu)易損性曲線對比分析80-82
• 5.4 高樁碼頭結(jié)構(gòu)易損性對比分析82-98
• 5.4.1 高樁碼頭結(jié)構(gòu)易損性分析82-96
• 5.4.2 高樁碼頭結(jié)構(gòu)易損性曲線對比分析96-98
• 5.5 本章小結(jié)98-100
• 第六章 總結(jié)與展望100-102
• 6.1 總結(jié)100
• 6.2 研究貢獻100
• 6.3 進一步工作的展望100-102
• 致謝102-103
• 參考文獻103-108
• 個人簡歷108

【參考文獻】

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本文編號：789763