學(xué)科專(zhuān)業(yè)：結(jié)構(gòu)工程
授予學(xué)位：工學(xué)碩士
學(xué)位授予單位：xxx大學(xué)
學(xué)位年度： 2010年
隨著世界經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，為了建立更加便捷的交通網(wǎng)絡(luò)，大型的越江跨海橋梁工程不斷涌現(xiàn)。世界范圍內(nèi)跨越大江大洞、海峽和海灣深水橋梁的規(guī)劃與建設(shè)，給橋梁工程界帶來(lái)巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。通常這些大跨度橋梁的橋墩往往處于深水之中，在地震作用下，橋墩與周?chē)w的耦合振動(dòng)是一個(gè)非常復(fù)雜的動(dòng)力相互作用問(wèn)題。目前在橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力分析領(lǐng)域，考慮地震動(dòng)水壓力的研究還比較少，特別是對(duì)于非線性流體力作用下的深水結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析基本沒(méi)有研究。
在這種背景下，本文對(duì)地震作用下深水橋梁與水動(dòng)力相互作用問(wèn)題進(jìn)行了研究。本文主要進(jìn)行的研究工作包括：
(1)在查閱大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的理論、深水結(jié)構(gòu)地震動(dòng)水壓力計(jì)算方法和非線性振動(dòng)分析方法及相關(guān)的研究成果。
(2)建立了深水橋墩考慮流固耦合作用的有限元模型，以某大橋深水橋墩為算例，對(duì)其進(jìn)行在地震作用下動(dòng)力響應(yīng)分析。研究表明：(a)地震動(dòng)水壓力對(duì)橋墩的地震響應(yīng)有顯著影響；(b)水位對(duì)深水橋墩地震反應(yīng)具有不可忽視的影響，總體上，隨著水位的升高，動(dòng)水壓力效應(yīng)對(duì)橋墩的影響有增大的趨勢(shì)。因此，在地震作用下，對(duì)于位于深水當(dāng)中的大跨橋梁來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)考慮動(dòng)水壓力的作用是非常必要的。
(3)進(jìn)行了深水結(jié)構(gòu)的非線性動(dòng)力學(xué)分析。本文依據(jù)地震作用下深水結(jié)構(gòu)的非線性振動(dòng)微分方程，利用非線性振動(dòng)的多尺度法，求得了系統(tǒng)的主共振，1／3次亞諧共振，3次超諧共振，1／2次亞諧共振和2次超諧共振的近似解以及相應(yīng)的定常運(yùn)動(dòng)，并應(yīng)用Matlab語(yǔ)言編制程序進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。分析了阻尼比，地震影響系數(shù)，水流流速，小參數(shù)等對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)曲線的影響。
