“三跨四柱式”钢管砼桩基框架码头结构动力性能分析

发布时间：2017-08-31 12:39

  本文关键词：“三跨四柱式”钢管砼桩基框架码头结构动力性能分析

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【摘要】：本文以重庆果园港区二期码头结构工程为依托,结合相关研究项目的研究结果,研究、分析铅芯橡胶隔震支座对“三跨四桩柱”式架空直立式码头结构破坏机制、动力特性的影响。主要研究内容及结论如下:(1)通过对隔震支座的功能、发展历程、使用条件、性能参数进行研究,最终选择铅芯橡胶隔震支座作为本文隔震结构的隔震体系。并将重庆果园二期码头结构作为本文所研究的非隔震结构,然后分别在非隔震结构横梁底部(立柱与横梁之间)和钢管砼桩基顶部(钢管砼桩基与立柱之间)增设隔振支座,从而构成本文所研究的对象——非隔震结构、隔振结构Ⅰ和隔振结构Ⅱ;(2)结合实际码头工程结构,利用SAP2000有限元软件对码头非隔震结构和隔震结构进行三维建模,通过模态分析计算得到码头隔震和码头非隔震结构的自振周期和频率,并对隔震支座对结构抗震、动力性能的影响进行分析。并分析得知:在码头结构中增设铅芯橡胶隔震支座,能有效地延长码头建筑物的自振周期,提高码头结构的抗震性能;(3)选用EICENTRO波和TIANJIN波对码头隔震结构和码头非隔震结构分别进行动力时程分析,计算出隔震结构和非隔震结构分别在两种地震波作用下基底内力、代表节点位移、横向排架代表杆件内力、纵梁代表杆件内力、纵向联系撑代表杆件内力、前方纵向联系撑代表杆件内力时程的分析结果,并对相应时程分析数据进行整理和分析,研究隔震支座对码头结构动力特性和构件受力特性的影响;计算分析得知:在码头结构中增设铅芯橡胶隔震支座,能有效地优化码头结构各杆件在地震作用下的受力特性,提高码头结构的抗震性能;(4)利用有限元软件SAP2000对码头隔震结构和码头非隔震结构进行在6种水平作用工况下的静力弹塑性分析(pushover分析),通过观察隔震与非隔震结构在各工况下结构塑性铰的发展历程,了解隔震结构与非隔震结构力的传递途径、演变过程及破坏机制,研究铅芯橡胶隔震支座对码头结构破坏机制的影响。计算结果表明:在码头结构中增设铅芯橡胶隔震支座,可以满足内河码头结构所承受的船舶撞击荷载要求,能有效地延缓码头桩基底部截面塑性铰的产生和发展,优化码头结构受力特性,提高码头结构的承载力。
【关键词】：架空直立式码头 隔震支座 隔震结构 动力特性 破坏模式 推覆分析
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U656.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 选题背景及研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-18
• 1.2.1 架空直立式码头的研究现状11-13
• 1.2.2 结构振动控制发展现状13-16
• 1.2.3 地震分析研究现状16-17
• 1.2.4 结构固有特性研究现状17-18
• 1.3 问题的提出18
• 1.4 主要研究内容及方法18-20
• 第二章 工程概况及动力时程分析简介20-26
• 2.1 工程概况20-21
• 2.2 时程分析的基本理论21-26
• 2.2.1 时程分析法的概述21-22
• 2.2.2 结构动力分析方法22-26
• 第三章 三跨四柱式框架码头非隔震结构的动力分析26-40
• 3.1 三跨四柱式钢管砼桩基框架码头非隔震结构的组成26-27
• 3.2 三跨四柱式框架码头非隔震结构有限元模型建立27
• 3.3 三跨四柱式框架码头结构模型节点、杆件单元编号27-30
• 3.3.1 码头结构横向排架编号28
• 3.3.2 码头结构横向排架节点、杆件单元编号28-29
• 3.3.3 纵梁、纵向联系撑节点、杆件单元编号29-30
• 3.4 三跨四柱式框架码头非隔震结构自振周期分析30-32
• 3.4.1 模型分析及参数设定30-31
• 3.4.2 模型自振周期和频率的计算及分析31-32
• 3.5 三跨四柱式框架码头非隔震结构的时程分析32-38
• 3.5.1 地震时程波的概念和选取32-33
• 3.5.2 码头非隔震结构模型在EICENTRO波作用下的响应33-36
• 3.5.3 码头非隔震结构模型在TIANJIN波作用下的响应36-38
• 3.6 计算结果分析及结论38-39
• 3.7 本章小结39-40
• 第四章 三跨四柱式框架码头隔震结构的动力分析40-63
• 4.1 隔震支座的类别及其特征40-42
• 4.1.1 橡胶/铅芯橡胶隔震支座40-41
• 4.1.2 滑动隔震支座41-42
• 4.1.3 复合型隔震支座42
• 4.1.4 其他隔震支座42
• 4.2 隔震支座的选取及其参数42-44
• 4.2.1 隔震支座类型的选取42-43
• 4.2.2 隔震支座的竖向刚度43
• 4.2.3 隔震支座的水平刚度43-44
• 4.3 铅芯橡胶支座的选型及其在模型中的建立44-45
• 4.3.1 铅芯橡胶支座的选型44
• 4.3.2 铅芯橡胶支座在模型中的建立44-45
• 4.4 铅心橡胶隔震支座的施工技术45-47
• 4.4.1 铅心橡胶隔震支座的主要材料45
• 4.4.2 铅心橡胶支座设计要求45
• 4.4.3 铅心橡胶支座施工工艺流程45
• 4.4.4 铅心橡胶支座施工技术要求、重要步骤及注意事项45-46
• 4.4.5 铅心橡胶支座安装的重要步骤及注意事项46-47
• 4.5 三跨四柱式框架码头隔震结构Ⅰ动力分析47-53
• 4.5.1 三跨四柱式框架码头隔震结构Ⅰ自振周期和频率的计算及分析47
• 4.5.2 三跨四柱式框架码头隔震结构Ⅰ在EICENTRO作用下的时程分析47-50
• 4.5.3 三跨四柱式框架码头隔震结构Ⅰ在TIANJIN波作用下时程分析50-53
• 4.6 三跨四柱式框架码头隔震结构Ⅱ动力分析53-60
• 4.6.1 三跨四柱式框架码头隔震结构Ⅱ自振周期分析53-54
• 4.6.2 三跨四柱式框架码头隔震结构Ⅱ在EICENTRO作用下时程分析54-57
• 4.6.3 三跨四柱式框架码头隔震结构Ⅱ在TIANJIN波作用下时程分析57-60
• 4.7 计算结果分析及结论60-61
• 4.8 本章小结61-63
• 第五章 三跨四柱式框架码头隔震结构与非隔震结构计算结果对比分析63-88
• 5.1 码头隔震结构与非隔震结构计算结果对比63-82
• 5.2 计算结果分析及结论82-87
• 5.3 本章小结87-88
• 第六章 大桩距架空直立式码头平面刚架结构破坏模式分析88-123
• 6.1 推覆分析方法简介88-90
• 6.2 模型的建立90-91
• 6.3 非隔震结构静力弹塑性分析计算结果91-105
• 6.3.1 非隔震结构六种撞击荷载工况的静力弹塑性分析结果91-93
• 6.3.2 工况 1-撞击力作用于结构顶层93-97
• 6.3.3 工况 3-撞击力作用于结构从上到下第3层97-101
• 6.3.4 工况 6-撞击力作用于最底层系船柱101-105
• 6.4 隔震结构静力弹塑性分析计算结果105-118
• 6.4.1 隔震结构六种撞击荷载工况的静力弹塑性分析结果105-106
• 6.4.2 工况 1-撞击力作用于结构顶层106-110
• 6.4.3 工况 3-撞击力作用于结构从上到下第3层110-114
• 6.4.4 工况 6-撞击力作用于最底层系船柱114-118
• 6.5 隔震与非隔震结构静力弹塑性分析对比118-122
• 6.5.1 静力弹塑性分析相关数据对比分析118-120
• 6.5.2 隔震与非隔震结构在荷载作用下塑性铰发展历程对比分析120-122
• 6.6 小结122-123
• 第七章 结论与展望123-126
• 7.1 主要结论123-125
• 7.2 建议125
• 7.3 结束语125-126
• 致谢126-127
• 参考文献127-130
• 附录A130-133
• 附录B133-145
• 在校期间发表的论著及参与科研情况145

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 干洪;吕志勇;;基础隔震技术的应用及其经济性分析[J];安徽工程大学学报;2013年02期

2 刘金旺;;三维框架结构基础隔震的时程分析[J];四川建筑;2005年06期

3 汪承志;刘建国;石兴勇;;钢护筒与钢筋混凝土联合受力的内河大水差架空直立式码头力学特性分析[J];水运工程;2012年06期

4 吴彬,庄军生;桥梁支座减震、隔震技术[J];铁道建筑;2002年12期

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本文编号：765653