大型渡槽结构三维地震碰撞反应分析.pdf

学位论文原创性声明I嗽黜㈣憾Ⅲ㈣㈣腿Y2314241本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者:再砖学位论文使用授权声明日期:汐心年5月占日本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品,知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时,第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者:f霜以号日期:Mf3年易月占日摘要摘要渡槽结构在强烈地震作用下邻梁间发生的碰撞现象易对其输水安全造成重大影响,有效开展大型渡槽结构的地震碰撞反应分析具有重要的现实意义。以碰撞单元为桥梁,本文通过数值模拟再现渡槽结构的地震碰撞反应,探究可能影响碰撞作用的因素及其影响效应,以期为大型渡槽结构的抗震设计作参考,并为进一步开展其碰撞控制研究奠定基础。在综述梁式结构碰撞问题国内外研究现状与地震碰撞反应常用分析方法的基础上,本文主要进行了以下三方面工作:1),通过编制FORTRAN程序,建立渡槽结构的碰撞单元模型,与应用薄壁梁段单元与弹性梁柱单元开发的大型渡槽结构地震反应分析有限元程序组装,建立了适应于渡槽薄壁特性且考虑边界渗透的三维地震碰撞反应分析通用程序。2)以南水北调中线工程某渡槽结构为例,通过建立其整体动力分析模型,运用已开发的渡槽结构地震碰撞反应分析程序,开展其在地震作用下的碰撞反应分析,探究了碰撞对渡槽地震反应及其抗震性能的影响规律。3)通过改变地震波输入角度、伸缩缝宽度、地震波峰值、场地条件、静动摩擦系数和槽内水深等相关参数取值,全面探讨了可能影响渡槽地震碰撞反应的因素及其各自的影响效应,并通过开展考虑流固耦合的渡槽结构三维碰撞反应分析,研究了槽内水体的不同附联模式对碰撞反应的影响规律。研究结果表明:1)碰撞现象对渡槽结构的抗震极为不利,所产生的巨大冲击力会使其地震反应复杂化,改变墩柱的延性需求与支座的相对位移幅值,使梁端加速度反应显著增大,而使速度和位移反应趋于减弱。2)纵向地震输入是渡槽碰撞反应的控制工况;伸缩缝宽度增大,碰撞次数减少,但碰撞力峰值增大;渡槽的碰撞反应具有明显的地震波频谱敏感性;摩擦对渡槽纵向地震反应影响f114,,但对梁端横向位移反应和邻梁相对转角影响较大;槽内水深增加,邻梁碰撞次数、碰撞力与相对转角峰值和其整体地震反应普遍增大。3)槽内水体固结与考虑流固耦合的碰撞反应峰值相差不大,但时程曲线差异较大,某些部位水体固结的解会小于流固耦合解,使固结简化的处理偏于不安全。关键词:渡槽结构;碰撞;;地震反应:流固耦合;有限元目录目录1绪{仑????????????????????????????????“???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????·lO2地震碰撞反应分析方法????????????????·??????????????????????·????????????????????????“????????????????????????·???????????????????????????????????????????????????????????????????????-damp碰撞单元???????????????????????????????????????????·????????????~????????????????????183渡槽结构三维地震碰撞分析模型???