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    188宝金博页面版: 桩基码头空间结构的内力计算与分析

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    内容提示： 第 24 卷第 3 期 水 利 水 电 科 技 进 展 2004 年 6 月 桩基码头空 间结构的内力计算与分析 武清玺 ， 张旭 明 ， 李建 国2 (1． 河海 大 学 土木 工程 学 院 ， 江 苏 南 京210098； 2． 南 京 市港 务局 ， 江苏 南 京210000) 摘要 ： 根 据桩基码 头的结构特 点 ， 采 用空间刚架单元 、 板 单元和桩 基单 元及 其组合 模拟 码 头结构 空 间受力状态 ， 用研 制的 空间结构 内力分析计 算程序 ， 对 南京 港某码 头进行 结 构计 算 ， 并将 空间结构 的计 算结果与平 面情 况的计 算结果进行 比较 ． 分析 结果表 明： 用空 间刚 架单元 、 板 单元 和桩基 单元 模拟码 头...

    文档格式：PDF | 页数：3 | 浏览次数：345 | 上传日期：2013-10-13 15:46:27 | 文档星级：
    第 24 卷第 3 期 水 利 水 电 科 技 进 展 2004 年 6 月 桩基码头空 间结构的内力计算与分析 武清玺 ， 张旭 明 ， 李建 国2 (1． 河海 大 学 土木 工程 学 院 ， 江 苏 南 京210098； 2． 南 京 市港 务局 ， 江苏 南 京210000) 摘要 ： 根 据桩基码 头的结构特 点 ， 采 用空间刚架单元 、 板 单元和桩 基单 元及 其组合 模拟 码 头结构 空 间受力状态 ， 用研 制的 空间结构 内力分析计 算程序 ， 对 南京 港某码 头进行 结 构计 算 ， 并将 空间结构 的计 算结果与平 面情 况的计 算结果进行 比较 ． 分析 结果表 明： 用空 间刚 架单元 、 板 单元 和桩基 单元 模拟码 头各构件 ， 对码 头进行 空 间结构分析是适 宜的 ； 空间结构的计 算结果较平 面结构计算结果 能 更好地反 映桩基码 头的空 间效应和 简化计 算带来的误差 ． 关键词 ： 桩基码 头 ； 空间结构 ； 有限元法 ； 内力计算 中图分 类号 ： rU3l l 文献标 识码 ： B 文章编号 ： 1006— 7647( 2004)03一 o021-03 桩 基码头上 部结 构 主要 由梁 、 柱 和 面板等 构 件 组成 ， 下部结构主要 由直桩 、 叉 桩 和斜 桩等 组成 ． 桩 基码头 的受力特点 是 ： 上部 结构 的竖 向荷 载通过梁 、 柱传至桩基 ， 水平荷 载则主要 由叉桩 、 斜桩 承受 ． 在桩 基码 头设计 中 ， 结 构分 析是 根据 实际承 受 的水平荷载 和竖 向荷载 ， 将 空 间结 构简 化 为板 、 桩 、 平面排 架和弹性 支座 连续 梁进 行计 算 ． 理论分 析 和 实验研究证 明 ， 简化计算产 生 的误差 ， 一方面使平 面 结构设计 比较保守 ， 另一 方 面也 可能 使整 体结 构 的 设 计不尽合理 ， 而带来一些 结构安全方 面的缺陷 ． 本 文根据南京港某 码头在使用 过程 中出现 的问 题 ， 分别用平 面结构 和空 间结 构 两种模 型进 行 分析 计算 ， 并将计算 结果进行 比较 ， 分析码 头结构 出现损 坏 的原 因 ， 得 出的计算 结果 对 码 头结 构 的设 计 和使 用具有 参考价值 ． 1空 间结构 的内力计算 桩 基码 头是 由空 间刚架 单元 、 板 单元 和桩基 单 元组成 的空 间结构 ． 本 文在 对各 类 单元 进行 力学 分 析 的基 础上 ， 构成 整体计算 的劲度矩 阵、 荷载列阵和 结点位 移列阵 ， 然后 应用 自编 的电算程序进行计算 ． 码 头结构整体计算 的有 限元平衡方程 为 K6 = F 式 中 ： 为结构整体劲度矩 阵 ； 阵 ； F 为 整体 结 点荷 载 列 阵 ． 结 构 整 体劲 度 矩 阵 由 各类单元劲度 矩阵组装而成 ． ( 1) 为整体结点位 移列 1． 1空间刚架单元 空间刚架单元 承受轴 向力 、 剪力 、 扭矩 和弯矩作 用 ， 每一 端有 6 个位 移分量 ， 如图 1所 示 ． 在 局部 坐 标系 中， 单 元的劲度矩 阵及转换 矩阵见文献 [ 1] ． ， 2 4 l l ／ f 图 1 空 间刚架 单元 示意 图 通 过转换矩阵 L r ， 可将局 部坐标下 的单 元劲 度 矩 阵转换 为整体坐标 中的单元 劲度矩 阵 ， 即 ki = L TTk L ri (2) 由有 限元整体平 衡方 程求 出结 点 位移 后 ， 即可 由式 (3) 求得各 杆件 的杆端 内力 F i = k i { } + F L ( 3) 式 中： F 元杆端在 局部坐标系下 的结点位 移 ； F 为第 i 单元 固端力列 阵 ． 1。 2板 单元 考虑基 于薄 板理 论 的非协 调矩 形板 单 元l2 J ， 如 图 2 所 示 ， 单元 的结点位移列 阵为 为第 i 单元杆 端内力 列阵 ； { } 为第 i 单 。= [ T oT f TnTl = [ 埘 埘 O mwpO ,p O 印] ， 0“ 分别 为第 i 点绕 式 中： 埘 ； 为第 i 点 的挠度 ； 作者简介： 武清玺( 1951一 ) ， 男 ， 山东巨野人 ， 教授 ， 博士， 从事结构可靠度分析 、 结构安全性评价和随机有限元计算研究 ·2 1 · 维普资讯 http://www.cqvip.com

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