本文關鍵詞：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)。隨著國內抗震設計規(guī)范的變更,這些水閘的原設計抗震能力不足,需重點開展抗震措施的復核。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計的水閘與現在抗震設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構開展抗震能力分析刻不容緩。本文針對位于該區(qū)域內水閘地基土特性、結構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構形式�？紤]結構-地基土相互作用、不同邊界地基模型以及地震動水壓力,根據典型地基土、典型水閘,采用振型分解反應譜法和時程分析法分析水閘結構在現行抗震設防烈度下的實際抗震能力。對比分析振型分解反應譜和時程分析法的地震動響應,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構形式進行統(tǒng)計分析,得到水閘典型結構形式為:(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,采用雙層結構,橫梁設置在順河向,下端高度大于上端高度,排架柱橫河向寬度為0.3~0.45m,順河向寬度為0.35~0.5m;(3)啟閉機房結構為磚結構,其中啟閉機房有圈梁。3.在地震作用下,水閘閘室結構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,閘室結構變形最小。4.考慮土體,不僅得到了水閘結構的自振頻率,還得到了土體自身和土體與水閘結構一體的自振頻率,還放大了水閘結構的動應力,延后了水閘結構的地震動應力,其對水閘閘室結構的放大作用最大,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構的地震動應力,另外考慮結構與土的非線性接觸,減小了結構的動響應,卻增大了與結構連接的其他結構動響應。時程分析方法得到的結果比振型分解反應譜法得到的結果更準確、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。
【關鍵詞】：黃河中下游水閘 抗震能力 振型分解反應譜法 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 國內外研究現狀10-14
• 1.3 研究的主要內容14-16
• 1.3.1 地基特性研究14
• 1.3.2 水閘結構研究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16-19
• 2.2 水閘地震動參數及設防類別19-21
• 2.3 典型地基土21
• 2.4 本章小結21-24
• 3 黃河中下游水閘結構特性研究24-42
• 3.1 水閘閘室段結構形式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45-49
• 4.2.1 計算模型45-46
• 4.2.2 材料參數46-49
• 4.3 水閘動力分析計算結果49-74
• 4.3.1 模態(tài)分析49-50
• 4.3.2 振型分解反應譜法50-60
• 4.3.3 時程分析法60-70
• 4.3.4 結構與土界面接觸對結果的影響70-74
• 4.3.5 兩種有限元計算方法結果的對比74
• 4.4 本章小結74-76
• 5 結論與展望76-78
• 5.1 結論76-77
• 5.2 展望77-78
• 攻讀學位期間參加的科研項目及發(fā)表的學術論文78-80
• 致謝80-82
• 參考文獻82-85

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本文編號：1037245