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《浙江海洋大学》 2017年
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外荷载对高桩码头结构数值模拟及可靠度分析

余王宇  
【摘要】:随着国际贸易往来越发频繁,海洋经济得到迅速发展,港口已成为不可或缺的角色,码头更是其中重要的交通枢纽。当码头被过度使用同时又无法及时维修时,将导致码头出现不同程度的损伤,故分析码头结构稳定性对其正常运营具有重大意义。本文对高桩码头的破坏形式和损害原因进行详细阐述,根据码头为钢筋混凝土结构,故通过对钢筋混凝土结构的检测,研究码头变形及失稳,分析钢筋混凝土破坏的主要因素,研究其破坏机理,并从混凝土碳化、钢筋锈蚀等分析码头结构的耐久性和稳定性。通过有限元软件ABAQUS分别模拟船舶撞击力、门机荷载、自重荷载和门机荷载、自重荷载两种方式对码头结构的稳定性,根据模拟结果对比分析两者间的差异。同时,分析码头可靠度,对有限元软件模拟的码头稳定性与经验公式计算可靠度结果进行比较,得出如下结论:(1)从第四章可知,码头结构在船舶撞击力作用下,结构应力与位移会明显增大,码头结构更容易失稳,使码头处于危险状态。(2)通过经验公式计算外力作用下码头结构可靠度,得出可靠度与船舶撞击力成反比,船舶撞击力越大可靠度越小,而可靠度与码头稳定性呈正向变化,可靠度越大码头越稳定。(3)采用有限元模型模拟码头结构受力,其稳定性与计算得到的结果一致,说明利用有限元方法预测码头结构稳定性可取。总之,本文通过分析高桩码头结构的损害原因,采用有限元和经验公式计算两种方法预测码头结构稳定性和结构耐久性,为码头正常运营奠定了基础。
【关键词】:稳定性 高桩码头 钢筋混凝土 耐久性 可靠度
【学位授予单位】:浙江海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U656.113
【目录】:
  • 摘要8-9
  • ABSTRACT9-13
  • 第一章 绪论13-18
  • 1.1 选题背景及研究意义13-15
  • 1.1.1 选题背景13-14
  • 1.1.2 研究意义14-15
  • 1.2 国内外研究现状15-16
  • 1.2.1 国内研究现状15
  • 1.2.2 国外研究现状15-16
  • 1.3 本文研究主要内容16
  • 1.4 本文研究思路16-18
  • 第二章 高桩码头结构损害及安全检测分析18-24
  • 2.1 高桩码头损害分析18-20
  • 2.1.1 码头损害的定义及分类18
  • 2.1.2 损害的主要形式18-20
  • 2.2 高桩码头结构安全检测分析20-24
  • 2.2.1 码头环境检测20-21
  • 2.2.2 码头结构变形和位移检测21-22
  • 2.2.3 外观检测22-24
  • 第三章 混凝土结构的耐久性分析24-32
  • 3.1 高桩码头结构混凝土的使用情况及其强度检测方法24-26
  • 3.1.1 高桩码头结构混凝土的使用现状24
  • 3.1.2 码头结构混凝土强度的检测方法24-26
  • 3.2 影响高桩码头结构混凝土耐久性因素26-28
  • 3.2.1 荷载作用的影响26-27
  • 3.2.2 自然环境作用的影响27
  • 3.2.3 人为使用环境的影响27
  • 3.2.4 材料内部作用的影响27-28
  • 3.3 码头结构中的混凝土耐久性分析28-31
  • 3.3.1 混凝土的碳化28-30
  • 3.3.2 氯离子对结构构件的影响30-31
  • 3.4 本章小结31-32
  • 第四章 荷载对码头结构的影响研究32-44
  • 4.1 概述32-33
  • 4.1.1 有限元理论32
  • 4.1.2 有限元软件简介32-33
  • 4.2 高桩码头实例33-36
  • 4.2.1 工程概况33-35
  • 4.2.2 荷载状况35-36
  • 4.3 建立模型36
  • 4.4 荷载作用下高桩码头的受力情况分析36-42
  • 4.4.1 应力场云图分析36-40
  • 4.4.2 位移场云图分析40-42
  • 4.5 本章小结42-44
  • 第五章 高桩码头可靠度研究44-59
  • 5.1 概述44-46
  • 5.1.1 可靠度的发展状况及研究现状44-45
  • 5.1.2 可靠度定义及原理45-46
  • 5.2 可靠度的分析方法46-49
  • 5.2.1 一次二阶矩法46-48
  • 5.2.2 蒙特卡罗方法48-49
  • 5.3 码头结构的可靠度分析49-57
  • 5.4 本章小节57-59
  • 第六章 结论与展望59-61
  • 6.1 结论59
  • 6.2 展望59-61
  • 参考文献61-64
  • 致谢64-65
  • 在读期间发表的学术论文及研究成果65

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