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地震作用下桥梁深水基础流固耦合效应及抗震方法研究PDF电子书下载

交通运输

• 作 者：魏凯
• 出 版 社：上海：同济大学出版社
• 出版年份：2013
• ISBN：
• 页数：177 页

图书介绍： 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：智能车辆理论与应用下一篇：岩溶高原湖盆区城市快速路施工新技术 哨关路工程施工实践 《地震作用下桥梁深水基础流固耦合效应及抗震方法研究》目录 标签：方法研究 耦合 抗震 深水 桥梁

第1章 引言1

1.1 研究背景1

1.1.1 深水桥梁基础的分类及发展1

1.1.2 深水桥梁震害5

1.2 研究现状7

1.2.1 结构流固耦合振动理论研究7

1.2.2 深水基础—水—土多介质耦合作用研究12

1.2.3 地震下深水桥墩、群桩基础流固耦合试验研究15

1.2.4 存在的问题16

1.3 本文的研究内容17

1.3.1 研究目的17

1.3.2 章节安排17

第2章 基于势流体有限元的三维流固耦合分析理论20

2.1 研究对象20

2.2 φ—U格式势流体流固耦合分析理论21

2.2.1 势流体单元基本方程21

2.2.2 流固耦合动力方程22

2.2.3 边界单元定义24

2.3 软件平台简介25

2.4 方法讨论与验证26

2.4.1 单墩试验概况26

2.4.2 三维有限元建模及讨论26

2.4.3 结果对比30

2.5 深水桥梁流固耦合地震响应算例31

2.5.1 地震动输入31

2.5.2 深水桥墩地震响应分析31

2.5.3 深水连续梁桥地震响应分析34

2.6 本章小节40

第3章 深水桥墩考虑多介质耦合的解析计算41

3.1 研究对象和基本假设41

3.2 地震动水压力与桥墩耦合方程42

3.2.1 包含高阶效应水中桥墩动力响应方程45

3.2.2 公式简化46

3.3 弹性地基的模拟47

3.4 基于不同振型解法的动力方程求解48

3.4.1 基于Euler-Bernoulli解析振型的改进算法48

3.4.2 基于振型有限元解的改进算法52

3.5 水下圆截面桥墩地震响应求解56

3.5.1 结构频域响应56

3.5.2 地震时域响应56

3.5.3 计算分析流程57

3.6 桥墩—水—土耦合自振周期快速计算方法57

3.6.1 已有方法的缺陷57

3.6.2 算法的数学推导60

3.6.3 算法流程图62

3.7 本章小结62

第4章 深水桥墩—水—土耦合地震响应分析65

4.1 算例1：实心圆截面桥墩65

4.1.1 不考虑地基土体刚度66

4.1.2 考虑地基土体刚度69

4.2 算例2：含上部结构空心圆截面桥墩72

4.2.1 不考虑地基土刚度72

4.2.2 考虑地基土刚度74

4.2.3 误差讨论76

4.3 算例3：含上部结构复杂变截面桥墩77

4.3.1 分析工况78

4.3.2 计算结果比较80

4.4 桥墩自振周期算例82

4.5 本章小结84

第5章 深水群桩基础流固耦合模态试验与数值研究86

5.1 研究对象与目标86

5.2 深水群桩基础水池模态试验87

5.2.1 试验目的和内容87

5.2.2 试验设计88

5.2.3 模态实验原理及方法92

5.2.4 模态测试装置与工况95

5.2.5 试验数据采样与处理97

5.3 势流体有限元数值模拟99

5.3.1 数值建模参数99

5.3.2 数值模型图例101

5.4 试验、数值结果对比与分析103

5.4.1 结构自振周期103

5.4.2 动水压力分布109

5.5 本章小结117

第6章 深水高桩承台基础地震响应实用分析方法119

6.1 高桩承台简化分析模型119

6.1.1 简化模型的选择120

6.1.2 桩—土相互作用模拟121

6.2 桩身动水附加质量解析求解121

6.2.1 Morison方程121

6.2.2 Chopra公式122

6.2.3 基于水下桩基尺度的动水附加质量计算123

6.3 承台动水附加质量数值求解124

6.3.1 数值求解模型124

6.3.2 建模方法125

6.3.3 数值求解步骤127

6.3.4 模型合理性验证129

6.4 模态试验验证131

6.5 数值时程分析验证132

6.6 承台动水效应参数化研究133

6.6.1 振动频率的影响134

6.6.2 承台尺寸的影响136

6.6.3 承台入水深度141

6.7 本章小结143

第7章 深水群桩—桁架组合基础抗震体系研究144

7.1 群桩效应对结构模态动水效应的影响144

7.1.1 桩顶自由的相邻桩144

7.1.2 桩顶固结的相邻桩147

7.2 斜桩基础构造方案评价149

7.3 群桩—桁架组合基础结构方案150

7.3.1 方案的提出150

7.3.2 试验验证151

7.4 组合基础抗震性能分析153

7.4.1 工程背景153

7.4.2 地震反应分析154

7.4.3 计算结果与讨论154

7.5 本章小结158

第8章 结论159

8.1 本文的主要工作159

8.2 本文的主要结论161

8.3 未来研究展望161

致谢163

参考文献165

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果176

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摘要：本文以“地震作用下桥梁深水基础流固耦合效应及抗震方法研究.pdf电子书版文档下载”为研究对象，详细探讨了地震作用下桥梁深水基础的流固耦合效应及其抗震方法。通过对该文档的深入分析，本文旨在为桥梁深水基础的抗震设计提供理论依据和实践指导。

1、流固耦合效应分析

地震作用下，桥梁深水基础受到地震波的影响，会产生复杂的流固耦合效应。首先，地震波会引起基础周围水体的流动，进而影响基础的稳定性。其次，基础与周围水体之间的相互作用会导致基础产生振动和变形。本文详细分析了地震作用下桥梁深水基础的流固耦合效应，为后续抗震方法的研究奠定了基础。

通过对地震作用下桥梁深水基础流固耦合效应的数值模拟，本文揭示了基础在地震波作用下的动力响应规律。研究发现，地震波作用下，基础的最大位移和应力主要集中在基础底部和侧面，且随着地震波频率的增加，基础的动力响应逐渐增强。

此外，本文还分析了不同地震波强度和频率对桥梁深水基础流固耦合效应的影响。结果表明，地震波强度和频率的增加会加剧基础的振动和变形，从而降低基础的抗震性能。

2、抗震方法研究

针对地震作用下桥梁深水基础的流固耦合效应，本文提出了相应的抗震方法。首先，通过优化基础设计，提高基础的抗震性能。具体措施包括：增大基础尺寸、采用高强材料、设置减震装置等。

其次，本文提出了基于流固耦合效应的抗震设计方法。该方法通过考虑地震波作用下基础与周围水体之间的相互作用，对基础进行优化设计，以提高基础的抗震性能。

此外，本文还研究了地震作用下桥梁深水基础的抗震加固方法。通过加固基础底部和侧面，可以有效提高基础的抗震性能，降低地震对桥梁的影响。

3、数值模拟与实验验证

为了验证本文提出的抗震方法的有效性，本文进行了数值模拟和实验验证。数值模拟结果表明，采用本文提出的抗震方法可以有效提高桥梁深水基础的抗震性能。实验验证结果表明，加固后的基础在地震波作用下的振动和变形明显减小，抗震性能得到显著提高。

通过对比不同抗震方法的效果，本文发现，优化基础设计和基于流固耦合效应的抗震设计方法在提高桥梁深水基础抗震性能方面具有显著优势。

此外，本文还对实验结果进行了误差分析，验证了数值模拟和实验结果的可靠性。

4、结论与展望

本文通过对“地震作用下桥梁深水基础流固耦合效应及抗震方法研究.pdf电子书版文档下载”的深入分析，揭示了地震作用下桥梁深水基础的流固耦合效应及其抗震方法。研究结果表明，优化基础设计、基于流固耦合效应的抗震设计方法和抗震加固方法可以有效提高桥梁深水基础的抗震性能。

然而，本文的研究还存在一定的局限性，如地震波参数的选择、基础材料性能的考虑等。未来研究可以进一步探讨这些因素对桥梁深水基础抗震性能的影响，为桥梁深水基础的抗震设计提供更全面的理论依据和实践指导。

总结：

本文通过对“地震作用下桥梁深水基础流固耦合效应及抗震方法研究.pdf电子书版文档下载”的深入分析，揭示了地震作用下桥梁深水基础的流固耦合效应及其抗震方法。研究结果表明，优化基础设计、基于流固耦合效应的抗震设计方法和抗震加固方法可以有效提高桥梁深水基础的抗震性能。

本文的研究为桥梁深水基础的抗震设计提供了理论依据和实践指导，对提高桥梁的抗震性能具有重要意义。

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