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近年来钢质桶体结构在港口工程应用广泛,由于半径大厚度小,再外加的荷载无论是轴压还是围压作用下都易发生屈曲失稳。本文采用有限元数值模拟的方法,对钢质桶体稳定性问题进行了研究,开展的主要工作如下:
⑴应用有限元分析软件,对单个钢桶下沉过程中不同埋深的受力情况进行数值模拟,检验有限元模型的可行性,并对钢桶负压下沉时桶体的内力分布特性进行研究。
⑵为了能够更好的指导桶型基础施工及下沉过程,对钢质桶体基础在轴压或负压作用下的屈曲稳定性进行研究。采用现行标准和有限元方法求解了钢桶屈曲荷载。通过分析,得到了线性屈曲分析的临界荷载与数值计算值基本一致;在后屈曲分析中,初始缺陷明显降低临界荷载的数值,甚至会低于钢材的屈服荷载,也就是说在钢桶未发生屈服时,已经发生了屈曲,这也是极大的安全隐患,也说明对桶体加筋是及其必要的。
⑶为提高钢质桶体的承载力,对其进行加筋是很有必要的。经验来看,加筋可以在一定程度上提高钢质桶体的屈曲承载力,而且随加筋数量的增加,其屈曲承载力也会增加。但是,除了加筋数量以外,还会有很多参数对结构承载力产生影响。本章采用有限元数值分析,研究不同参数如环向加劲和纵向加劲对钢桶临界荷载的影响。
⑷组合桶式基础一般由多个桶体组成,共同承载,其稳定性不但与地基土的性质有很大关系,而且也受到桶的排列组合状态的影响。为了研究不同外部荷载的变化对桶式组合基础承载力的影响,有必要对不同荷载作用下组合桶式基础的承载力进行计算分析。
⑴应用有限元分析软件,对单个钢桶下沉过程中不同埋深的受力情况进行数值模拟,检验有限元模型的可行性,并对钢桶负压下沉时桶体的内力分布特性进行研究。
⑵为了能够更好的指导桶型基础施工及下沉过程,对钢质桶体基础在轴压或负压作用下的屈曲稳定性进行研究。采用现行标准和有限元方法求解了钢桶屈曲荷载。通过分析,得到了线性屈曲分析的临界荷载与数值计算值基本一致;在后屈曲分析中,初始缺陷明显降低临界荷载的数值,甚至会低于钢材的屈服荷载,也就是说在钢桶未发生屈服时,已经发生了屈曲,这也是极大的安全隐患,也说明对桶体加筋是及其必要的。
⑶为提高钢质桶体的承载力,对其进行加筋是很有必要的。经验来看,加筋可以在一定程度上提高钢质桶体的屈曲承载力,而且随加筋数量的增加,其屈曲承载力也会增加。但是,除了加筋数量以外,还会有很多参数对结构承载力产生影响。本章采用有限元数值分析,研究不同参数如环向加劲和纵向加劲对钢桶临界荷载的影响。
⑷组合桶式基础一般由多个桶体组成,共同承载,其稳定性不但与地基土的性质有很大关系,而且也受到桶的排列组合状态的影响。为了研究不同外部荷载的变化对桶式组合基础承载力的影响,有必要对不同荷载作用下组合桶式基础的承载力进行计算分析。