本文關(guān)鍵詞：黃河中下游水閘抗震能力分析

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【摘要】：黃河中下游水閘的地基均為土基,其分布位于華北地震區(qū)。隨著國內(nèi)抗震設(shè)計規(guī)范的變更,這些水閘的原設(shè)計抗震能力不足,需重點開展抗震措施的復(fù)核。同時隨著計算方法的發(fā)展,原先采用擬靜力計算方法進行設(shè)計的水閘與現(xiàn)在抗震設(shè)防的要求相比已略顯不足,因此采用更先進的計算方法對水閘結(jié)構(gòu)開展抗震能力分析刻不容緩。本文針對位于該區(qū)域內(nèi)水閘地基土特性、結(jié)構(gòu)形式對水閘抗震能力的影響進行研究,通過統(tǒng)計分析方法確定水閘的典型地基土和典型結(jié)構(gòu)形式。考慮結(jié)構(gòu)-地基土相互作用、不同邊界地基模型以及地震動水壓力,根據(jù)典型地基土、典型水閘,采用振型分解反應(yīng)譜法和時程分析法分析水閘結(jié)構(gòu)在現(xiàn)行抗震設(shè)防烈度下的實際抗震能力。對比分析振型分解反應(yīng)譜和時程分析法的地震動響應(yīng),推薦黃河中下游水閘抗震能力的計算方法。通過以上研究,本文得到的結(jié)論如下:1.對黃河中下游水閘閘底板地基土進行統(tǒng)計分析,得到典型地基土為:第一層為砂壤土;第二層為壤土;第三層為粘土;第四層為粉砂;第五層為細砂;第六層為中砂,其層厚比例為1:1.54:0.63:0.88:1.02:0.53。2.對黃河中下游水閘的結(jié)構(gòu)形式進行統(tǒng)計分析,得到水閘典型結(jié)構(gòu)形式為:(1)閘室高度為5~9m,閘底板長度為9~11m,閘墩上游墩頭采用半圓形,下游墩頭采用流線型,邊墩的厚度為0.6~1.0m;(2)水閘機架橋高度為4.0m~8.8m,高于5m,采用雙層結(jié)構(gòu),橫梁設(shè)置在順河向,下端高度大于上端高度,排架柱橫河向?qū)挾葹?.3~0.45m,順河向?qū)挾葹?.35~0.5m;(3)啟閉機房結(jié)構(gòu)為磚結(jié)構(gòu),其中啟閉機房有圈梁。3.在地震作用下,水閘閘室結(jié)構(gòu)的橫河向變形大于順河向變形,水閘的機架橋和啟閉機房的橫河向變形小于順河向變形,另外沿水閘高度方向,水閘的位移逐漸變大,其中水閘機架橋的變形最大,啟閉機房次之,閘室結(jié)構(gòu)變形最小。4.考慮土體,不僅得到了水閘結(jié)構(gòu)的自振頻率,還得到了土體自身和土體與水閘結(jié)構(gòu)一體的自振頻率,還放大了水閘結(jié)構(gòu)的動應(yīng)力,延后了水閘結(jié)構(gòu)的地震動應(yīng)力,其對水閘閘室結(jié)構(gòu)的放大作用最大,機架橋次之,啟閉機房最小。5.在相同地基模型下,與固定邊界相比,黏彈性邊界減小了水閘結(jié)構(gòu)的地震動應(yīng)力,另外考慮結(jié)構(gòu)與土的非線性接觸,減小了結(jié)構(gòu)的動響應(yīng),卻增大了與結(jié)構(gòu)連接的其他結(jié)構(gòu)動響應(yīng)。時程分析方法得到的結(jié)果比振型分解反應(yīng)譜法得到的結(jié)果更準確、真實,因此,對水閘進行抗震動力分析時推薦采用時程分析法。
【關(guān)鍵詞】：黃河中下游水閘 抗震能力 振型分解反應(yīng)譜法 時程分析法
【學位授予單位】：華北水利水電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TV312;TV66
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 研究目的和意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.3 研究的主要內(nèi)容14-16
• 1.3.1 地基特性研究14
• 1.3.2 水閘結(jié)構(gòu)研究14
• 1.3.3 典型水閘抗震能力研究14-16
• 2 黃河中下游水閘地基特性研究16-24
• 2.1 水閘閘底板地基土質(zhì)16-19
• 2.2 水閘地震動參數(shù)及設(shè)防類別19-21
• 2.3 典型地基土21
• 2.4 本章小結(jié)21-24
• 3 黃河中下游水閘結(jié)構(gòu)特性研究24-42
• 3.1 水閘閘室段結(jié)構(gòu)形式24-32
• 3.1.1 水閘閘室段縱剖面24-28
• 3.1.2 水閘閘室段橫斷面28-30
• 3.1.3 水閘機架橋和啟閉機房30-32
• 3.2 水閘混凝土強度32-39
• 3.2.1 構(gòu)件分類及檢測方法統(tǒng)計32-35
• 3.2.2 水閘混凝土實際檢測強度35-36
• 3.2.3 水閘混凝土強度變化規(guī)律36-39
• 3.3 典型水閘39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 4 典型水閘動力分析42-76
• 4.1 水閘動力分析理論42-45
• 4.1.1 模態(tài)分析42
• 4.1.2 振型分解反應(yīng)譜法42-43
• 4.1.3 時程分析法43-45
• 4.1.4 非線性分析45
• 4.2 計算模型及材料參數(shù)45-49
• 4.2.1 計算模型45-46
• 4.2.2 材料參數(shù)46-49
• 4.3 水閘動力分析計算結(jié)果49-74
• 4.3.1 模態(tài)分析49-50
• 4.3.2 振型分解反應(yīng)譜法50-60
• 4.3.3 時程分析法60-70
• 4.3.4 結(jié)構(gòu)與土界面接觸對結(jié)果的影響70-74
• 4.3.5 兩種有限元計算方法結(jié)果的對比74
• 4.4 本章小結(jié)74-76
• 5 結(jié)論與展望76-78
• 5.1 結(jié)論76-77
• 5.2 展望77-78
• 攻讀學位期間參加的科研項目及發(fā)表的學術(shù)論文78-80
• 致謝80-82
• 參考文獻82-85

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