装配式筑堤工程结构有限元分析

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随着科学技术的不断发展,港口工程的建造技术也发生着日新月异的变化。最近,一种装配式筑堤技术又应运而生,该技术采用岸上预制构件,海上组装的方法,极大的减少了施工的工程量,并有着造价低,速度快,质量好等优点,是一种极具应用价值的新兴技术。不过,到目前为止,对于该技术还未形成系统的理论,在各种工况下,其结构的稳定性和各构件的强度是否满足实际工程要求也还需进一步的理论研究。本文针对装配式筑堤这一新兴技术,利用有限元分析软件—ANSYS,考虑结构受到的各种荷载作用,对其结构变形和各构件的应力分布进行有限元分析,以此为该技术在以后的发展中提供必要的理论依据。ANSYS软件拥有强大的结构分析与问题处理功能,在本次论文中,着重应用了其结构静力分析,模态分析,反应谱理论,瞬态动力分析等分析模块;并应用三维8节点含钢筋单元SOLID65模拟钢筋混凝土,三维8节点单元SOLID45模拟岩土;应用Drucker-Prager准则定义其土体的各项参数。对混凝土与土体的接触面,应用Targel70单元和Contal73单元定义其接触面参数,以满足变形协调条件。本文应用有限元分析软件—ANSYS,综合考虑了装配式筑堤结构在波浪荷载、土压力的作用下,对其整体结构的变形,以及各个构件的应力分布进行了系统的分析,得到了装配式筑堤结构在各个水位下的结构变形图和构件的应力分布图,找到其结构的薄弱环节并加以完善,为装配式筑堤的发展提供了理论依据。同时,本文亦对装配式筑堤进行了抗震分析,通过施加不同烈度的地震谱和地震波,对结构进行了地震动态响应分析,得到了装配式筑堤结构在地震谱和地震波的作用下,其结构的位移时程曲线和各个构件的应力变化时程曲线,为装配式筑堤的抗震设计提供了依据。分析结果表明,装配式筑堤工程技术具有造价低、速度快、质量好等优点外,其结构的可靠性和构件的安全性同样可以令人满意,说明了装配式筑堤工程技术是一极具应用前景的新型港口工程建造技术。
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