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大型渡槽结构抗震及隔震研究

作　者: 彭利华
导　师: 魏建国
学　校: 河北农业大学
专　业: 水利水电工程
关键词: 大型渡槽有限元动力反应隔震效果 ANSYS程序
分类号: TV672.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 258次
引　用: 8次
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内容摘要

南水北调水利工程是为缓解我国西北及华北地区水资源缺乏而将兴建的大型水利工程，现已列入我国“十五”发展计划，其中大型渡槽作为跨越河流等的输水建筑物在南水北调水利工程中占有重要地位。确保大型渡槽在地震作用下的抗震安全性，有着重要意义。根据设计部门提供的设计方案，本文采用空间梁单元、板壳单元建立渡槽结构的有限元模型，利用ANSYS程序，对南水北调中线工程的洺河渡槽进行分析研究。本文分4种工况(槽内无水、中槽过水、边槽过水和三槽都过水)对该大型渡槽结构的动态特性进行分析，所得结果可为大型渡槽结构抗震设计提供依据；并在EL-Centro地震波激振下进行渡槽结构在这四种工况下的地震动力时程分析，计算给出了大型渡槽结构的地震反应规律；为了避免较大应力的出现对渡槽结构造成破坏，本文采取隔震措施来减小该结构的动力反应，并分析其隔震效果，提供设计参数，为工程设计提供依据。结果表明：隔震体系具有明显的减震效果，它大大降低了地震作用下结构的峰值反应，有效地消耗了地震能量。最后，提出了大型渡槽结构的一些设计建议及有待进一步解决的问题。

全文目录

1 文献综述  7-10
  1．1 本课题研究的意义  7-8
  1．2 国内外研究现状  8-9
  1．3 本文研究目的和内容  9-10
2 渡槽结构有限元分析的基本理论  10-16
  2．1 建模的依据  10
  2．2 单元类型  10-11
    2．2．1 梁元  10-11
    2．2．2 板壳元  11
  2．3 非线性方程数值解法—Newton-Raphson方法  11-13
  2．4 结构动力分析的Newmark方法  13-15
  2．5 ANSYS程序简介  15-16
3 渡槽结构的数学模型  16-19
  3．1 有限元网格划分  16
  3．2 材料参数  16-17
  3．3 渡槽内水体及相邻跨的影响  17-19
4 渡槽结构的振动特性分析  19-22
  4．1 渡槽结构特性方程  19
  4．2 大型渡槽结构模态计算结果  19-22
5 渡槽结构的地震反应分析  22-43
  5．1 槽内无水  23-27
    5．1．1 结构动位移的计算与分析  23-26
    5．1．2 结构动应力的计算与分析  26-27
  5．2 中槽过水  27-32
    5．2．1 结构动位移的计算与分析  27-31
    5．2．2 结构动应力的计算与分析  31-32
  5．3 边槽过水  32-37
    5．3．1 结构动位移的计算与分析  32-36
    5．3．2 结构动应力的计算与分析  36-37
  5．4 三槽过水  37-42
    5．4．1 结构动位移的计算与分析  37-41
    5．4．2 结构动应力的计算与分析  41-42
  5．5 小结  42-43
6 渡槽结构的隔震效果分析  43-48
  6．1 渡槽结构隔震分析  43-44
  6．2 渡槽结构随隔震层竖向刚度的变化  44-46
  6．3 渡槽结构随隔震层横向刚度的变化  46-48
7 结语  48-50
参考文献  50-58
英文摘要  58-59
致谢  59

大型渡槽结构抗震及隔震研究

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