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起重机-高桩码头相互作用体系地震特性分析
| 论文题名： | 起重机-高桩码头相互作用体系地震特性分析 |
| 关键词： | 高桩码头;起重机;地震响应;全局敏感性分析;Sobol序列采样 |
| 摘要： | 近年来，随着我国“一带一路”倡议的提出以及世界海运业的迅速发展，港口集装箱装卸的主要设备起重机趋于大型化。随着全球地震活动的日益活跃，大型化的起重机在地震中对港口码头抗震性能的影响不可忽视。加之目前对港口工程抗震性能要求与现阶段抗震设计之间存在一定差距。为更好的应对起重机―高桩码头相互作用体系在地震时可能面临的安全问题，亟需更加系统、详细地研究考虑起重机效应下高桩码头的抗震性能。 基于此，本文针对典型起重机－高桩码头结构相互作用体系，基于开源有限元数值计算平台OpenSees，建立三维起重机－高桩码头相互作用数值模型。首先，对起重机结构的自振特性及高桩码头桩基特性对地震响应的影响进行分析；其次，对有/无起重机情况下高桩码头结构进行静力和地震响应分析；最后，基于Sobol序列采样方法，利用高斯过程模型，对有/无起重机情况下的高桩码头进行全局敏感性分析。具体研究内容及思路如下： (1)起重机结构的自振特性分析和高桩码头桩基特性对地震响应的影响。对起重机结构进行合理简化及假设，建立起重机三维有限元模型并通过模态分析得到其自振特性；建立多结构段高桩码头数值模型，分析了混凝土抗压强度、钢筋屈服强度、钢筋弹性模量以及混凝土抗压强度与钢筋屈服强度联合作用对高桩码头抗震性能的影响。 (2)起重机对高桩码头静力和地震响应影响分析。建立三维起重机－高桩码头相互作用数值模型，详细分析了起重机在静力和地震动作用下对高桩码头响应的影响，重点关注在不同高程以及典型时刻码头桩基的响应。 (3)高桩码头地震响应全局敏感性分析。基于Sobol序列采样方法，利用高斯过程模型，对有/无起重机情况下的高桩码头进行全局敏感性分析。采用Sobol序列采样方法生成敏感性参数的样本点，对样本点进行逐一数值模拟得到相应的目标响应量，得到样本点的输入－输出响应量，采用高斯过程模型近似得到目标响应与敏感性参数的关系，计算一阶灵敏度指标与总灵敏度指标，全面评价各输入参数对目标响应量的影响。 以上工作对起重机－码头结构相互作用体系地震反应与抗震技术研究具有重要理论意义与应用价值，可为类似体系数值模拟和敏感性分析提供借鉴与参考。 |
| 作者： | 张安琪 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 凌贤长 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青岛理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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