大型沉箱碼頭的非線性動力反應分析.pdf

1、近些年隨著國民經濟的發(fā)展，各大港口吞吐量逐漸的增加，與之相對應的是對港口碼頭設施及結構的要求越來越高，大型碼頭越來越多的出現，其中大型沉箱結構的碼頭在沿海地基情況較好的地區(qū)應用很廣泛，一直以來這種大型化的碼頭結構形式在動力穩(wěn)定性上未受到忽視，但隨著95年阪神大地震導致大量的沉箱碼頭破壞，人們逐漸開始關注其抗震性能，并展開了研究。
　　 本文在現行《水運工程抗震設計規(guī)范》(JTJ225-98)的基礎上，以神戶港沉箱碼頭為背景，運用

2、二維平面應變有限元模型對其進行了詳細的地震響應計算分析。包括沉箱結構慣性力標準值、動水壓力標準值、加速度系數分布曲線，抗傾和抗滑穩(wěn)定驗算等，并與現行規(guī)范結果進行了比較，為現行規(guī)范提供技術建議，同時對其進行應力、應變、變形的數值分析。主要工作和研究成果如下：
　　 1.概述了神戶港沉箱碼頭工程背景，給出了現行規(guī)范中關于沉箱式碼頭抗震所采用的計算方法及計算結果。
　　 2.運用ANSYS軟件對沉箱碼頭進行了靜力作用下的受力分

3、析，得出其在地震之前的初始變形及應力。
　　 3.在ANSYS軟件中，對剛性地基下沉箱碼頭進行3條地震波工況下的地震響應計算分析。得到慣性力標準值、動水壓力標準值、抗傾覆穩(wěn)定性校核及抗滑移穩(wěn)定性校核等。并與擬靜力分析得到的結果比較。同時計算出沉箱碼頭的應力應變分布情況。最后將得到的加速度分布系數曲線與規(guī)范建議的曲線進行對比。
　　 4.對場地進行地震反應分析，通過對結果分析得出地震波在由基巖向地表面?zhèn)鞑サ倪^程中逐漸被放大

4、。同時找出其地震下的卓越周期，并與剛性地基下的沉箱碼頭的基本周期比對，排除發(fā)生共振的可能。此外還得出能量主要集中于低頻，高頻加速度反應被削弱。
　　 5.在無質量地基下對沉箱碼頭進行動力分析，得出其在地震作用下的受力和變形，找出危險部位。之后得出沉箱后壁隨高度的加速度分布系數變化規(guī)律，相比于剛性地基的條件下，加速度分析系數隨高度明顯增加緩慢。
　　 6.在ANSYS程序中，通過在人工截斷邊界上加COMBIN14單元實現粘