原文传递
考虑桩—土—结构相互作用的高桩承台基础地震反应分析
| 论文题名： | 考虑桩—土—结构相互作用的高桩承台基础地震反应分析 |
| 关键词： | 高桩承台;桩土作用;地震反应;有限元分析 |
| 摘要： | 高桩承台基础结构是大跨度桥梁结构和山区桥梁非常常见的一种桥梁基础结构。并且在地震中高桩承台基础结构往往是最易破坏的部位,同时也是整个桥梁结构中抗震最薄弱的部分。本文主要抓住高桩承台结构的桩出土自由长度对结构影响这一主线,首先考虑到了桩—土—结构相互作用下对高桩承台基础进行静力与动力响应分析比较,接着对桩的出土自由长度对其结构在恶劣地震条件下的抗震影响进行了计算分析。主要内容包括: 本文首先讨论了桩土相互作用问题试验以及数值计算模型的分析方法,同时对土体的本构模型在有限元分析中运用进行综述;确定了用于桩—土—结构相互作用体系分析的土体本构模型、上部结构的本构模型以及土和结构体系动力相互作用有限元分析的解决方案。建立了一种高桩桥墩承台基础的二维分析模型,分别在考虑了土体的非线性以及桩土接触问题条件下对体系进行了静力分析。以及分析了在恶劣地震作用下,该结构系的动力特性的变化情况。并对两种不同的荷载情况下其高墩墩身位移和桩身位移以及桩身轴力、剪力和弯矩进行了对比分析。然后通过改变高桩桥墩承台基础高桩的自由长度,在恶劣地震条件下对其进行结构自震特性和地震响应的计算,分析比较了高桩桥墩承台基础桩的自由长度对地震反应的影响。 得出如下结论:结构自身随着其高度的增加,在地震作用下其位移以及加速度都有相应的放大,其在最高处位移以及加速度的值达到最大;结构体系对地震的响应只沿高度方向变化与水平方向无关。随着高桩桥墩基础桩的自由长度的增加,高桩桥梁承台结构的自振周期变长,结构的刚度变低柔度增加;随着自由长度的增加,加速度放大系数降低。通过对不同自由长度的桩顶特征截面的内力进行比较分析,发现特征截面桩顶处内力变化并无规律可循,特征截面的内力并不是随其自由长度的增加而增加。在地震作用下计算模型中群桩中的中桩的特征截面内力最小,而右边桩的特征截面内力值最大。高桩桥墩基础在地震作用下,沿自身高度方向的位移值变化与桩的自由长度有很密切的关系。自由长度的改变对结构体系沿其高度方向的位移变化率有影响。随着自由长度的增加,土中桩的位移变化率沿桩身高度方向变大,而桩顶的上部结构沿桩身高度方向的位移交化率变小。 |
| 作者： | 黄博 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 喻泽红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
