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《大连理工大学》 2001年
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梳式沉箱翼缘板与码头面板的研究

张涛  
【摘要】: 梳式沉箱是一种新型的防波堤结构型式。它具有造价低、防浪、 透流等优点,有着广阔的开发潜力和应用前景。为了配合“九·五” 国家重点科技攻关项目“深水枢纽港建设关键技术及示范工程项目” 中“深水防波堤新型结构研究”专题的研究,依托国内首次采用梳式 沉箱为岛堤主体结构的重点工程—大连港大窑湾港区工程中迫切需要 解决的有关技术课题,论文对梳式沉箱翼缘板和码头面板的力学特性 进行了研究,主要研究内容为: 1.根据翼缘板的力学特性及模型试验,确定了翼缘板的力学模型及 波浪荷载对翼缘板的作用,在此基础上对梳式沉箱翼缘板进行了 线弹性结构分析,根据三种不同简化支座型式下的翼缘板在最不 利荷载下的内力分布,分别对翼缘板进行了配筋设计。 2.研究了翼缘板的疲劳问题,提出了简化考虑疲劳影响的建议。分 析了翼缘板的自振特性。利用有限元方法,确定了不同振型的频 率厚化系数,研究了频率厚化系数随长宽比、厚宽比、振型的变 化规律。通过修正薄板解,得到悬臂翼缘厚板周期的实用计算公 式。 3.探讨了梳式沉箱翼缘板非线性分析所需要解决的力学问题:翼缘 板单元模型,混凝土和钢筋材料的本构模型及破坏准则,混凝土 开裂及压碎后的模拟,非线性方程的数值求解方法。对集中荷载 下钢筋混凝土方板进行了算例分析,计算结果同实验结果吻合良 好。对不同简化支座型式的翼缘板进行了非线性分析,研究了板 的裂缝开展情况。 4.利用三维线弹性分析,以梳式沉箱作为整体模型,建立了翼缘板 与梳式沉箱及胸墙连接区域的子模型,降低了解题规模,提高了 计算效率。根据连接区域的线弹性和非线性分析的成果,研究了 连接区域内的应力集中现象、裂缝的开展过程及分布规律,对连 大连理工大学博士论文 接区域的配筋提出了合理的建议。 5.在试验研究的基础上,分析了集中荷载作用下简支板的双向作 用。分别运用功的互等定理法和有限元法分析了中置局部及集中 荷载作用下板的双向作用,得到了横纵向弯矩精确解析解的计算 表格和简化计算公式,对混凝上结构设计规范 GBJ七9单向板 的构造配筋数量提出了改进。 6.运用多种辅助工具控制有限元分析软件的命令流,对大批同种力 学性质的工程问题连续、自动化的有限元计算进行了有益地尝 试。实现了中置集中荷载下,132种长宽比、厚宽比、剪宽比的 码头面板连续自动化的有限元分析,为不同边界、不同受力形式 码头面板的力学问题提供了一种快捷有效的分析途径。
【学位授予单位】:

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