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高水头船闸坞式结构抗震性能有限元数值模拟
| 论文题名： | 高水头船闸坞式结构抗震性能有限元数值模拟 |
| 关键词： | 高水头船闸坞式结构;抗震性能;模态分析;反应谱分析;数值模拟 |
| 摘要： | 地震是人类生存和发展的“天敌”,往往一次强烈地震所造成生命和财产的损失无法估量。我国西南部地区恰属地震多发带,而且近年来水运工程发展迅速,在这样的背景下,研究水工建筑物的抗震性能显得尤为必要。现阶段,对于水工建筑物抗震性能的研究,主要集中在码头、大坝等结构形式上,在船闸方面见之不多。船闸作为通航建筑物的主要形式之一,对其抗震性能的研究应该引起更高的重视。本文依托四川安谷船闸工程,研究高水头船闸坞式结构在地震荷载作用下的响应特点。旨在为今后船闸工程,特别是高水头船闸工程抗震性能的研究提供些许参考和建议。 本文的主要研究内容为高水头船闸坞式结构在常遇地震作用下的位移及应力分布特点。所采用的研究方式如下: 首先,采用ANSYS有限元软件建立安谷船闸三维数值模型,通过模态分析研究其自振特性,为动力分析奠定基础。 其次,运用当下广泛使用反应谱分析方法,对已建立的闸室结构模型进行计算,得到在多遇地震作用下闸室结构的位移特点及应力变化,分析计算结果,探讨结构的抗震性能。 最后,采用时程分析法,对结构进行再次计算,对比反应谱分析结果,评估两种分析方法的优劣,并对结构的优化方案提供些许建议。 根据上述分析过程,得到结论如下: ①该结构刚度分布均匀,抗震性能较好。 ②在地震荷载的作用下,高水头船闸的高闸墙容易产生“鞭梢效应”,在远离固结点的位置发生较大位移。闸室结构外形突变和应力集中处容易产生较大的应力。因此在进行抗震设计时,应该对以上区域进行重点设防。建议采用适当的设计来增加结构的整体性或采用强度更高的材料进行加固处理。 ③反应谱法和时程分析法各有优劣,在运用时,应该根据自身情况,选择最适当的方法。 |
| 作者： | 张涛 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 陈明栋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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