本文關(guān)鍵詞： 壁樁框架碼頭結(jié)構(gòu) ABAQUS 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 簡化算法　出處：《天津大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著當(dāng)前港口建設(shè)逐步向外海深水區(qū)和地基軟弱區(qū)發(fā)展，港口建筑物也將面臨水深、浪高和地基軟弱等更加苛刻的自然條件，特別是對于以淤泥質(zhì)土為主或呈現(xiàn)動力軟化特性的軟土地基，地基上方的建筑物面臨著穩(wěn)定性和沉降變形等一系列問題，處理不當(dāng)會影響工程質(zhì)量及使用功能。 壁樁框架式結(jié)構(gòu)作為一種適用于軟土地基的新的結(jié)構(gòu)形式，在受力上類似于板樁式結(jié)構(gòu)，又集合了高樁式結(jié)構(gòu)、重力式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，在施工方面借鑒了插入式箱筒和格型鋼板樁的成功經(jīng)驗。其創(chuàng)新之處在于壁樁可以快速靈活的打入到足夠深度的良好持力層以承受外部荷載，框架將壁樁連成整體，以拉桿的形式保證了前、后兩排壁樁受力的均勻性，改善了結(jié)構(gòu)的側(cè)向受力情況。本文結(jié)合天津港航公司建材碼頭試驗工程，采用有限元軟件ABAQUS對壁樁框架碼頭結(jié)構(gòu)的受力情況和穩(wěn)定性進(jìn)行了計算與優(yōu)化，，并總結(jié)出能指導(dǎo)工程設(shè)計施工的計算方法。 首先，采用ABAQUS有限元軟件對壁樁框架碼頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行了工程尺度的模擬。利用有限元強(qiáng)度折減法，針對系纜力和堆貨荷載的最不利組合工況，分析研究了壁樁框架碼頭結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；采用板、殼單元進(jìn)行結(jié)構(gòu)的模擬計算，得到框架和壁樁的彎矩、剪力等內(nèi)力分布，并對工程中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行了模擬分析。 其次，針對工程具體情況，分別對框架結(jié)構(gòu)的寬度和壁樁的入土深度進(jìn)行優(yōu)化，對比各種組合情況的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)內(nèi)力值及工程造價，在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，選取造價最低的設(shè)計尺寸作為最優(yōu)設(shè)計尺寸。 最后，參考板樁碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，選取有限元算法優(yōu)化得到的最優(yōu)結(jié)構(gòu)尺寸，總結(jié)壁樁框架碼頭的簡化算法。提取有限元模型的計算結(jié)果與簡化算法結(jié)果進(jìn)行對比，對簡化算法進(jìn)行修正，使之能夠適用于壁樁框架碼頭結(jié)構(gòu)。 綜上所述，本文對壁樁框架碼頭結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)內(nèi)力進(jìn)行了研究，并結(jié)合工程背景進(jìn)行了結(jié)構(gòu)尺度的優(yōu)化，總結(jié)得出的簡化算法對于壁樁框架碼頭結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用具有著重要意義。
[Abstract]:With the development of the port construction gradually to the deepwater area offshore and soft foundation area development, port buildings will also face water depth, wave height and soft foundation more harsh natural conditions, especially for the soft soil foundation in the silty soil or presents dynamic softening characteristics, a series of problems on the side of the building facing the foundation stability and settlement, improper handling will affect the quality of the project and the use of function.
The structure of the new pile wall frame structure as a kind of suitable for soft soil foundation, similar to the sheet pile type structure in the force, and the combination of high pile type structure, the advantages of gravity type structure, in the construction of learning from the successful experience of the plug-in box and lattice steel pile. The new record lies in the wall of the pile can be fast and flexible into good bearing layer of sufficient depth to bear external load, the pile wall frame as a whole, to ensure that the form of the rod, after the two row pile wall uniformity of stress, stress can improve the structure of the lateral. Combined with Tianjin port wharf building materials company test engineering, using the finite element software ABAQUS to calculate and optimize the stress and stability of pile wall frame wharf structure, and summarizes the calculation method can guide the engineering design and construction.
First of all, on the wall of the pile frame wharf engineering scale were simulated by the finite element software ABAQUS. By using the finite element strength reduction method, the most dangerous conditions for mooring force and heaped loads, analyzed the stability of pile wall frame wharf; using plate shell element to simulate the structure, get moment frame and wall pile, the distribution of shear force, and the possible problems in engineering are analyzed.
Secondly, according to the actual situation of the project, to frame the width and the depth of pile wall structure optimization, stability comparison of various combinations of internal force value and project cost, under the premise of ensuring the safety of the structure, select the minimum cost design size for optimal design size.
Finally, the design method of reference sheet pile wharf structure and optimal selection of structural dimension finite element algorithm optimized, simplified algorithm of wall pile frame wharf. Summarize the calculation results of the finite element model of the extraction were compared with the results of the simplified algorithm, simplified algorithm is modified, which can be applied to the wall of the pile frame wharf.
To sum up, the stability and structural internal force of the pile supported wharf structure are studied in this paper, and the structural scale optimization is carried out combined with the engineering background. The simplified algorithm is of great significance for the further popularization and application of the wall pile frame wharf structure.

【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U656.11

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