發(fā)布時(shí)間：2017-12-15 21:29

  本文關(guān)鍵詞：海嘯對(duì)結(jié)構(gòu)作用分析與工程防控方法研究

  更多相關(guān)文章： 海嘯災(zāi)害 數(shù)值模擬 波浪沖擊力 鋼筋混凝土框架 有限元分析 工程防控方法

【摘要】：海嘯是沿海地區(qū)最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一,海嘯的發(fā)生主要是由海底大規(guī)模的劇烈上下運(yùn)動(dòng)擾動(dòng)上部海水而形成。海嘯波浪是一種三維波動(dòng)現(xiàn)象,蘊(yùn)含著巨大的能量,海嘯波浪的潮頭具有非常強(qiáng)的湍流強(qiáng)度、旋度以及沖擊力,對(duì)沿岸建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大的沖擊作用,是造成結(jié)構(gòu)破壞與損傷的直接原因。本文基于流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算原理,采用VOF法捕捉海嘯波浪自由界面的運(yùn)動(dòng),以RNG k-?模型描述湍流在海嘯涌潮內(nèi)的能量消散機(jī)制,建立海嘯涌潮潰壩試驗(yàn)沖擊結(jié)構(gòu)的三維波浪數(shù)值模型并對(duì)模型的有效性進(jìn)行驗(yàn)證,討論影響單個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受海嘯波浪沖擊作用力的因素。分析表明:單個(gè)構(gòu)件迎水面截面寬度對(duì)構(gòu)件承受的波浪水平?jīng)_擊力起控制作用,隨著截面寬度的增加構(gòu)件承受的水平?jīng)_擊力呈線(xiàn)性增加,而改變構(gòu)件沿水流方向截面長(zhǎng)度對(duì)構(gòu)件承受的水平?jīng)_擊力影響很小。因此,在結(jié)構(gòu)抗海嘯設(shè)計(jì)中可適當(dāng)增加結(jié)構(gòu)構(gòu)件平行于海嘯波浪方向的截面長(zhǎng)度,即增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的在該方向的抗側(cè)剛度,又未增加結(jié)構(gòu)所承受的海嘯波浪作用力。本文基于FLOW-3D軟件建立某四層足尺鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在遭受海嘯波浪沖擊作用下的三維數(shù)值模型,分析海嘯波浪對(duì)該框架結(jié)構(gòu)的沖擊作用力與相互作用過(guò)程。通過(guò)數(shù)值模擬得到作用在結(jié)構(gòu)上的海嘯波浪水平?jīng)_擊力時(shí)程曲線(xiàn),由時(shí)程曲線(xiàn)可知隨著海嘯浪高的增加,結(jié)構(gòu)所受海嘯水平?jīng)_擊力作用逐漸增大。應(yīng)用ANSYS軟件對(duì)海嘯波浪作用下的結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線(xiàn)性有限元靜力分析。分析結(jié)果表明,在海嘯波浪作用下,結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)彎剪型變形,且隨著海嘯浪高的增大,結(jié)構(gòu)變形逐漸變大�；贏NSYS軟件建立框架結(jié)構(gòu)模態(tài)分析的有限元模型,分析得到結(jié)構(gòu)的前八階自振頻率與振型并對(duì)該框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行海嘯波浪沖擊作用下的結(jié)構(gòu)瞬態(tài)動(dòng)力響應(yīng)分析,明確海嘯波浪沖擊對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力放大系數(shù)為1.2,為結(jié)構(gòu)抗海嘯沖擊設(shè)計(jì)提供參考。建立某沿海建筑三維海嘯波浪數(shù)值模型,對(duì)影響建筑物承受海嘯波浪沖擊的因素進(jìn)行模擬分析。分析結(jié)果表明:迎水墻開(kāi)洞率的增加、基礎(chǔ)的提升以及設(shè)置海堤墻均能降低建筑結(jié)構(gòu)承受的海嘯波浪沖擊力。進(jìn)行不同層數(shù)的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗海嘯荷載設(shè)計(jì)算例分析,并提出結(jié)構(gòu)抗海嘯災(zāi)害的工程防控方法。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P731.25;TU352

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 景旭斌;王歡歡;王洪良;金先龍;;海嘯作用下漂浮物行為及對(duì)陸上建筑作用力研究[J];振動(dòng)與沖擊;2013年21期

2 侯京明;李濤;范婷婷;閃迪;;全球海嘯災(zāi)害事件統(tǒng)計(jì)及預(yù)警系統(tǒng)簡(jiǎn)述[J];海洋預(yù)報(bào);2013年04期

3 彭利;歐進(jìn)萍;;沿海建筑物地震與海嘯損失估計(jì)[J];土木工程學(xué)報(bào);2013年S1期

4 黃信;黃兆緯;胡雪瀛;蔡浩良;齊麟;劉濤;;地震海嘯作用對(duì)近海深水橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響[J];特種結(jié)構(gòu);2012年06期

5 劉玉卿;陳孝建;楊樹(shù)耕;汪睿;劉小燕;;提高ANSYS中BEAM188梁?jiǎn)卧?jì)算精度的方法[J];石油礦場(chǎng)機(jī)械;2012年04期

6 中日聯(lián)合考察團(tuán);周福霖;崔鴻超;安部重孝;呂西林;孫玉平;李振寶;李?lèi)?ài)群;馮德民;李英民;薛松濤;包聯(lián)進(jìn);;東日本大地震災(zāi)害考察報(bào)告[J];建筑結(jié)構(gòu);2012年04期

7 王培濤;于福江;趙聯(lián)大;劉秋興;;越洋海嘯的數(shù)值模擬及其對(duì)我國(guó)的影響分析[J];海洋學(xué)報(bào)(中文版);2012年02期

8 馮軍;;我國(guó)地震海嘯的特點(diǎn)與構(gòu)造背景[J];中國(guó)應(yīng)急救援;2011年03期

9 溫瑞智;任葉飛;李小軍;;日本M_W9.0級(jí)地震海嘯數(shù)值模擬與啟示[J];國(guó)際地震動(dòng)態(tài);2011年04期

10 梁修鋒;楊建民;李俊;肖龍飛;李欣;;面向海洋工程應(yīng)用的數(shù)值波浪水池[J];中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué);2011年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 吳可訓(xùn);葉獻(xiàn)國(guó);武士軍;;鋼筋混凝土非線(xiàn)性有限元及ANSYS中混凝土本構(gòu)關(guān)系研究[A];第十三屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅱ冊(cè)）[C];2004年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 趙曦;海嘯波生成、傳播與爬高的數(shù)值模擬[D];上海交通大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 相昌盛;三維數(shù)值波浪水槽的構(gòu)建及其應(yīng)用研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2013年

2 張婷;波浪的三維數(shù)值模擬及其應(yīng)用[D];天津大學(xué);2009年

3 徐少鯤;基于開(kāi)源軟件OpenFOAM的數(shù)值波浪水槽建立及應(yīng)用[D];天津大學(xué);2008年

4 任葉飛;基于數(shù)值模擬的我國(guó)地震海嘯危險(xiǎn)性分析研究[D];中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所;2008年

，

本文編號(hào)：1293495