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《樁-土相互作用海洋平臺動力響應(yīng)的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文樁-土相互作用的海洋平臺動力響應(yīng)研究姓名：姜琳申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計制造指導(dǎo)教師：趙德有20051201摘要隨著海洋技術(shù)的發(fā)展，各種用途的海洋平臺越來越多地出現(xiàn)在環(huán)境惡劣的深海中。無論是在正常海況還是在極限海況，即使強度足夠，在風(fēng)、浪、流等環(huán)境載荷的作用下，平臺都有可能產(chǎn)生過大的振動響應(yīng)。過大的振動將會危害人員身心健康、威脅結(jié)構(gòu)安全、降低平臺設(shè)備的精確性和可靠性、削弱平臺的適應(yīng)性和生存性能，因此有效地簡化平臺模型、預(yù)報平臺的動力響應(yīng)就顯得非常重要。由于自升式和導(dǎo)管架海洋平臺的樁腿是插入復(fù)雜的±體當(dāng)中的，因此樁一土動
2、力相互作用將會對海洋平臺動力特性產(chǎn)生不可忽視的影響。在以往的計算中，為了簡化計算常常將樁腿的下部模擬為剛性固定端。這樣的簡化過于簡單，在計算固有頻率和響應(yīng)時引起較大誤差。本文利用最小勢能原理討論了樁入土的深度對平臺結(jié)構(gòu)的固有頻率的影響，論證了固支模型的不合理性，有此進一步說明在對海洋平臺進行動力特性分析時，應(yīng)合理的考慮土的埋深及樁．土的相互作用，拋棄圓支模型。論文對考慮樁一土動力相互作用的海洋平臺簡化模型的動力響應(yīng)進行了深入的研究，通過將平臺樁腿模擬成Winlder彈性地基梁，將土層對平臺樁腿的耦合作用轉(zhuǎn)化為沿樁腿連續(xù)分布的線彈性彈簧和依賴頻率的阻尼器來表示。
3、利用等效抗彎剛度原則將整個導(dǎo)管架平臺等效為變截面的平面梁，建立了土中、水中和空氣中的控制微分方程；采用解析法計算了等效模型在簡諧激勵力作用下的位移響應(yīng)，分析了樁一土的剛度比對平臺動力特性的影響。結(jié)果表明隨著樁士剛度比的增大，平臺的位移響應(yīng)明顯增加；有此判斷土的性質(zhì)對平臺的動力特性起著至關(guān)重要的作用；平臺頂部的集中質(zhì)量對平臺動力特性的影響也較為突出。通過與三維有限元模型的比較可知。在平臺設(shè)計初期可以用等效模型來計算低階動力響應(yīng)。隨后在均勻土中解的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了成層土中的解，并計算了在瑞利波作用下簡化平臺樁的橫向遠場地震響應(yīng)，得到了一些有益的結(jié)論。關(guān)鍵詞：海洋平臺
4、；振動響應(yīng)；等效模型；樁一土相互作用姜琳：樁一土相互作用的海洋平臺振動響應(yīng)研究StudyonDynamicResponseofPile—SoilInteractionOffshorePlatformsAbstractWiththedevelopmentofoceantechnology,moreandmoreextremelylargeandlongflexibleoffshoreplatformsusedforvariouspurposesarebuiltinhostileoceanenvironments．OffshoreplatformsBreveryc
5、omplexandtheexternalwaveforceontheplatformisuncertain．Thus，theseplatformsarepronetoexcessivewave-induedoscillationsunderbothoperatingandextremeconditions．Itresultsininjuryofhumanhealth，structuralfatigueandfailure，reducingtheaccuracyandreliabilityoftheequipmentsontheplatforms，lowerin
6、gtheserviceabiliWandsurvivaloftheplatforms．Hence，thedurabilityoftheequipmentsandthesafetyforthestructal他s，itisessentialtopredigestplatformsandpredictthedynamicresponseeffectively．Pile—legsoffixedandjacketplatformareusuallyembeddedincomplicatedsoilsSOthatpile—soilinteractionwillstron
7、glyaffectthedynamiccharacteristicsoftheoffshoreplatforms．Inthepast，amodeloffixedsupportatadepthofsixlimesthepilelegdiameterhasbeencommonlyusedtoanalyzethedynamiccharacteristicsoftheplafformsthatmaybemakebigerrors．Inthispaper,aneffectcoefficientdeterminedbythedepthofpile—legembedding
8、iscalculatedbyusing
