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考虑墩—水相互作用下的深水空心桥墩地震响应分析
| 论文题名： | 考虑墩—水相互作用下的深水空心桥墩地震响应分析 |
| 关键词： | 深水空心桥墩;流固耦合;自振频率;地震响应;流体单元法 |
| 摘要： | 经济的快速增长促进了交通事业的发展，国内已建设了大量的跨江跨海桥梁，桥墩处在水深之中，地震灾害发生时，桥墩的水下部分将与水产生相互作用。这种相互作用不仅会改变桥梁的自振特性，而且会影响桥梁结构的动力响应，因此，墩—水耦合作用是深水桥梁地震设计中必须要考虑的问题。从目前的深水桥墩抗震研究的文献来看，大部分研究的是实心桥墩结构，对于空心桥墩的计算理论及地震响应特性的研究较少。 本文基于当前关于水与结构相互作用的计算理论和分析方法，考虑了桥墩的壁厚和入水深度的影响，主要内容及结论包括： 1.介绍了深水桥墩地震响应数值模型建立需要解决的关键问题及地震波的选取，并分别介绍了基于势流体方法和Morison方程法考虑动水效应的三维数值分析模型的建立。 2.基于流体单元法计算了考虑内域水、外域水及同时计入内、外域水作用对深水桥墩地震响应的影响。计算结果表明：水的存在不仅会改变桥墩的自振特性，使桥墩的自振频率下降，而且会改变桥墩的动力响应；桥墩处在同一水深工况下，同时计入内、外域水对深水桥墩地震响应的影响最大，只考虑内域水作用对桥墩地震响应的影响最小；空心桥墩的壁厚减小时，考虑内域水、外域水及同时计入内、外域水作用对深水桥墩地震响应的影响均会得到不同程度的增大，且只考虑内域水作用的深水桥墩所受影响最大，同时计入内、外域水作用的深水桥墩所受影响次之。 3.基于本文采用的Morison方程法、相关文献方法以及基于流体单元法对不同水深的圆形实心桥墩进行了地震响应分析，比较了三种方法的差异，以流体单元法的计算结果为参考，验证了本文方法具有良好的计算精度。并采用本文方法与流体单元法对考虑外域水作用的深水空心桥墩进行了自振特性分析和动力响应分析，计算结果表明本文方法可以用于求解外域水对空心桥墩地震响应的影响，具有良好的计算精度。 |
| 作者： | 周珍伟 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 卢华喜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华东交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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