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高樁碼頭地震響應(yīng)非線性有限元分析
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資料類別
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化工建筑畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） |
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課程(專業(yè))
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港口、海岸及近海工程 |
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關(guān)鍵詞
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高樁碼頭|抗震性能 |
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適用年級(jí)
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研究生 |
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身份要求
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普通會(huì)員 |
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金 幣
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40 �。�金幣如何獲得？） |
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文件格式
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word |
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文件大小
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4820K |
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發(fā)布時(shí)間
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2017-10-06 10:09:00 |
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無 |
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| 發(fā)布人 |
kj008 |
內(nèi)容簡(jiǎn)介：
高樁碼頭地震響應(yīng)非線性有限元分析，碩士學(xué)位論文，共86頁，32822字。
摘要
自1978年改革開放以來，我國一直處于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高峰期。一大批水利、交通和土木工程設(shè)施相繼建成，作為陸域和海洋交通運(yùn)輸紐帶的港口工程也不例外。高樁碼頭作為一種常用的碼頭結(jié)構(gòu)型式，廣泛應(yīng)用于我國港口建設(shè)。國內(nèi)外震害顯示，高樁碼頭遭受地震后，結(jié)構(gòu)破壞十分嚴(yán)重。開展高樁碼頭結(jié)構(gòu)抗震問題的研究，對(duì)保證高樁碼頭結(jié)構(gòu)安全和減少經(jīng)濟(jì)損失，具有十分重要的意義。本文利用ABAQUS對(duì)高樁碼頭抗震性能進(jìn)行研究，主要內(nèi)容如下：
（1）為了了解高樁碼頭在強(qiáng)震作用下的內(nèi)力及變形，利用ABAQUS軟件建立高樁碼頭結(jié)構(gòu)三維模型，采用Drucker-Prager準(zhǔn)則模擬岸坡土體，考慮鋼筋彈塑性特性，利用塑性損傷模型模擬混凝土，采用埋入單元模擬兩者間接觸作用，利用時(shí)程分析方法對(duì)高樁碼頭模型展開非線性地震響應(yīng)分析。得出高樁碼頭結(jié)構(gòu)在不同地震作用下碼頭面板水平位移響應(yīng)、樁身彎矩和剪力分布情況，總結(jié)結(jié)構(gòu)應(yīng)力和土體殘余位移規(guī)律。分析比較不同地震波對(duì)碼頭整體結(jié)構(gòu)的受力影響效果，尋找考慮線性材料和非線性材料兩種模擬計(jì)算結(jié)果的異同，并總結(jié)分析規(guī)律。結(jié)果顯示：高樁碼頭結(jié)構(gòu)中樁和岸坡土體的交界處和樁頂為彎矩、剪力、應(yīng)力最大位置，最先達(dá)到塑性狀態(tài)。同時(shí)，考慮材料線性和非線性的樁身內(nèi)力差距較大，差值幅值范圍在9.0%-72.2%�？紤]材料非線性對(duì)優(yōu)化高樁碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和準(zhǔn)確計(jì)算抗震能力是十分重要的。
（2）采用控制變量法，通過比較高樁碼頭結(jié)構(gòu)的水平位移響應(yīng)和樁身內(nèi)力確定岸坡土體強(qiáng)度和斜樁的布置對(duì)碼頭結(jié)構(gòu)抗震性能的影響效果。研究顯示，增加土體強(qiáng)度能有效降低高樁碼頭的水平位移響應(yīng)和樁身內(nèi)力，土體強(qiáng)度提高一倍后碼頭面板的水平位移、彎矩和剪力降低了大概11.2%-27.8%。斜樁的布置能有效降低高樁碼頭的水平位移，斜樁碼頭的水平位移僅為全直樁碼頭的2/3，同時(shí)對(duì)樁身內(nèi)力的降低也有明顯效果，但卻增大了碼頭土體的殘余位移，這對(duì)于震后修復(fù)重建工作十分不利。
（3）為探究樁基個(gè)數(shù)對(duì)高樁碼頭抗震性能的影響，在原有碼頭結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上各減少、增加一根樁，得到5樁和7樁碼頭結(jié)構(gòu)，分別對(duì)這兩種碼頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性時(shí)程分析。對(duì)比分析結(jié)果顯示：樁基個(gè)數(shù)從5根增加到7根后，結(jié)構(gòu)剛度得到提高，碼頭水平位移、樁身內(nèi)力均減小了約1/3。
關(guān)鍵詞：高樁碼頭；抗震性能；彈塑性時(shí)程分析；樁土相互作用
目 錄
摘 要 I
Abstract II
1 緒論 1
1.1 研究背景和意義 1
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 4
1.3 本文研究?jī)?nèi)容 6
2 高樁碼頭抗震性能有限元分析原理 8
2.1 引言 8
2.2 高樁碼頭有限元分析方法和本構(gòu)關(guān)系 8
2.2.1混凝土的非線性動(dòng)力特性和本構(gòu)模型 8
2.2.2鋼筋的非線性動(dòng)力特性和本構(gòu)模型 11
2.2.3土體的非線性動(dòng)力特性和本構(gòu)模型 12
2.2.4樁土相互作用的接觸非線性 17
2.3 阻尼的設(shè)置 20
2.4 高樁碼頭樁-土動(dòng)力分析的網(wǎng)格劃分方法 20
2.5 動(dòng)力平衡方程的積分方法 20
2.5.1隱式動(dòng)力平衡方程積分法 20
2.5.2顯式動(dòng)力平衡方程積分法 23
2.6 本章小結(jié) 24
3 考慮樁-土相互作用和材料非線性的高樁碼頭抗震分析 26
3.1 引言 26
3.2 計(jì)算模型 27
3.3 分析步與荷載 29
3.4 計(jì)算結(jié)果與分析 32
3.4.1自振頻率和周期 32
3.4.2碼頭面板動(dòng)力響應(yīng) 34
3.4.3樁身加速度和彎矩 38
3.4.4樁身剪力 45
3.4.5結(jié)構(gòu)應(yīng)力 51
3.4.6岸坡土體殘余位移 56
3.5 本章小結(jié) 59
4 高樁碼頭結(jié)構(gòu)影響因素參數(shù)化分析 61
4.1 土體強(qiáng)度的影響 61
4.1.1碼頭面板位移響應(yīng) 61
4.1.2樁身內(nèi)力 62
4.1.3結(jié)構(gòu)應(yīng)力 64
4.2 碼頭結(jié)構(gòu)型式的影響 65
4.2.1斜樁的影響 65
4.2.2樁基個(gè)數(shù)的影響 68
4.3 本章小結(jié) 72
5 結(jié)論與展望 72
5.1 結(jié)論 73
5.2 展望 74
參 考 文 獻(xiàn) 75
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況 78
致 謝 79
大連理工大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 80
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