大型管道悬索跨越工程地震动响应分析

发布时间：2017-06-18 13:09

  本文关键词：大型管道悬索跨越工程地震动响应分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：21世纪以来,我国已经进入了输油气管道工程全速发展的时期,预计2020年输油气管道总里程数将突破15万公里。在大型管道跨越工程中,悬索跨越的形式受到了越来越多管道设计者的青睐。而我国是一个地震多发的国家,几乎一半的城市都是位于7度及以上的地震区,给人们的生命财产安全构成了巨大的威胁。大型管道悬索跨越结构地震动响应分析的研究己成为管道工程设计中的重要课题。基于以上背景,本文主要做了以下工作：1.采用有限元软件对野三河悬索跨越工程实例建立有限元空间模型,探讨桥面系、主缆系、以及管道与桥面系的连接等简化方式。进行悬索桥初始平衡状态分析,确定缆索系的初始单元内力。2.通过进行非线性静力分析、模态分析等计算得到了本结构的振型和频率等动力特性。3.分别采用振型分解反应谱法、动态时程一致激励法对其进行地震响应分析。分析研究本悬索跨越结构在一维地震动作用下和在多维地震动作用下的不同响应规律。4.研究悬索跨越结构在极端地震作用下的响应规律。并将考虑几何非线性的计算结果与线性时程结果对比。根据野三河悬索跨越的相关计算和现行规范的研究,提出了几点现行规范不完善和需要深入探讨的地方。目前关于管道悬索跨越结构的地震响应分析的研究并不多,而且可以依据的相关规范也有不完善之处,本文针对野三河管道工程所进行的有关计算希望会对该类似工程的设计、安全运行、和相应规范的编写与修订提供一些参考。
【关键词】：悬索跨越结构 有限元分析 几何非线性 反应谱分析 时程分析
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE973.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-24
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 悬索跨越结构简介10-12
• 1.3 悬索跨越结构国内外研究现状12-15
• 1.3.1 管道悬索跨越结构的发展12-13
• 1.3.2 管道跨越的研究现状13-15
• 1.4 悬索跨越结构的分析理论15-17
• 1.4.1 弹性理论15-16
• 1.4.2 挠度理论16-17
• 1.4.3 有限位移理论17
• 1.5 悬索跨越结构地震响应分析17-21
• 1.5.1 地震响应分析的方法17-19
• 1.5.2 阻尼问题19-20
• 1.5.3 非线性问题20-21
• 1.6 主要研究内容和技术路线21-24
• 第二章 悬索跨越结构静动力特性分析24-42
• 2.1 野三河悬索跨越工程概况24-26
• 2.2 MIDAS/CIVIL有限元模型建立26-32
• 2.2.1 MIDAS软件悬索桥分析方法26-27
• 2.2.2 建模参数资料27-28
• 2.2.3 悬索跨越各构件模拟28-29
• 2.2.4 边界条件与荷载29-32
• 2.3 初始平衡状态分析32-34
• 2.4 静力特性分析34-35
• 2.5 动力特性分析35-41
• 2.5.1 动力特性分析方法36-37
• 2.5.2 模态分析结果37-41
• 2.6 本章小结41-42
• 第三章 悬索跨越结构反应谱分析42-53
• 3.1 反应谱分析步骤42
• 3.2 地震动输入42-45
• 3.2.1 水平设计加速度反应谱42-44
• 3.2.2 竖向设计加速度反应谱44-45
• 3.3 反应谱振型组合分析45-46
• 3.3.1 反应谱振型阶数45-46
• 3.3.2 反应谱振型组合46
• 3.4 反应谱分析计算结果46-52
• 3.4.1 关键位置响应结果表格47-48
• 3.4.2 主要的结果包络图48-51
• 3.4.3 反应谱结果分析51-52
• 3.5 本章小结52-53
• 第四章 悬索跨越结构时程分析53-83
• 4.1 时程分析概述53-55
• 4.1.1 悬索桥几何非线性特点53
• 4.1.2 地震动非线性时程分析53-54
• 4.1.3 时程分析方法54-55
• 4.2 地震动的输入55-62
• 4.2.1 地震波选取方法55-56
• 4.2.2 调整地震波的步骤56-59
• 4.2.3 地震波调整59-62
• 4.3 线性时程分析与设计反应谱结果对比62-64
• 4.4 非线性时程分析结果64-82
• 4.4.1 单向一致激励65-73
• 4.4.2 多向一致激励73-80
• 4.4.3 最大变形和受力分析80-82
• 4.5 本章小结82-83
• 第五章 极端地震下结构响应分析83-95
• 5.1 结构响应分析83-85
• 5.2 几何非线性因素分析85-92
• 5.3 对现行规范的建议92-93
• 5.4 本章小结93-95
• 第六章 总结与展望95-98
• 6.1 研究工作结论95-96
• 6.2 研究工作展望96-98
• 参考文献98-100
• 致谢100-101
• 个人简历101

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