同济博士论丛 地震作用下桥梁深水基础流固耦合效应及抗震方法研究
作者：魏凯
出版时间：2013年版
丛编项： 同济博士论丛
内容简介
《地震作用下桥梁深水基础流固耦合效应及抗震方法研究/同济博士论丛》以深水桥墩和深水桩群基础为研究对象，针对深水基础桥梁地震灾害过程中流固耦合效应的模拟、作用机理、结构地震响应计算及设计开展了以下四方面的工作：①建立深水基础灾变过程的数值分析方法；②推导深水桥墩流固耦合频域、时域地震响应的闭合解析解：③研究深水桩群基础模型的模态流固耦合效应；④提出深水高桩承台基础地震响应实用分析方法。《地震作用下桥梁深水基础流固耦合效应及抗震方法研究/同济博士论丛》可供从事土建工程的科研与设计人员以及有关专业的师生参考。
目录
总序
论丛前言
前言
第1章 引言
1．1 研究背景
1．1．1 深水桥梁基础的分类及发展
1．1．2 深水桥梁震害
1．2 研究现状
1．2．1 结构流固耦合振动理论研究
1．2．2 深水基础-水-土多介质耦合作用研究
1．2．3 地震下深水桥墩、群桩基础流固耦合试验研究
1．2．4 存在的问题
1．3 本书的研究内容
1．3．1 研究目的
1．3．2 章节安排
第2章 基于势流体有限元的三维流固耦合分析理论
2．1 研究对象
2．2 ∮-U格式势流体流固耦合分析理论
2．2．1 势流体单元基本方程
2．2．2 流固耦合动力方程
2．2．3 边界单元定义
2．3 软件平台简介
2．4 方法讨论与验证
2．4．1 单墩试验概况
2．4．2 三维有限元建模及讨论
2．4．3 结果对比
2．5 深水桥梁流固耦合地震响应算例
2．5．1 地震动输入
2．5．2 深水桥墩地震响应分析
2．5．3 深水连续梁桥地震响应分析
2．6 本章小节
第3章 深水桥墩考虑多介质耦合的解析计算
3．1 研究对象和基本假设
3．2 地震动水压力与桥墩耦合方程
3．2．1 包含高阶效应水中桥墩动力响应方程
3．2．2 公式简化
3．3 弹性地基的模拟
3．4 基于不同振型解法的动力方程求解
3．4．1 基于Euler-Bernoulli解析振型的改进算法
3．4．2 基于振型有限元解的改进算法
3．5 水下圆截面桥墩地震响应求解
3．5．1 结构频域响应
3．5．2 地震时域响应
3．5．3 计算分析流程
3．6 桥墩-水-土耦合自振周期快速计算方法
3．6．1 已有方法的缺陷
3．6．2 算法的数学推导
3．6．3 算法流程图
3．7 本章小结
第4章 深水桥墩-水-土耦合地震响应分析
4．1 算例1实心圆截面桥墩
4．1．1 不考虑地基土体刚度
4．1．2 考虑地基土体刚度
4．2 算例2含上部结构空心圆截面桥墩
4．2．1 不考虑地基土刚度
4．2．2 考虑地基土刚度
4．2．3 误差讨论
4．3 算例3含上部结构复杂变截面桥墩
4．3．1 分析工况
4．3．2 计算结果比较
4．4 桥墩自振周期算例
4．5 本章小结
第5章 深水群桩基础流固耦合模态试验与数值研究
5．1 研究对象与目标
5．2 深水群桩基础水池模态试验
5．2．1 试验目的和内容
5．2．2 试验设计
5．2．3 模态实验原理及方法
5．2．4 模态测试装置与工况
5．2．5 试验数据采样与处理
5．3 势流体有限元数值模拟
5．3．1 数值建模参数
5．3．2 数值模型图例
5．4 试验、数值结果对比与分析
5．4．1 结构自振周期
5．4．2 动水压力分布
5．5 本章小结
第6章 深水高桩承台基础地震响应实用分析方法
6．1 高桩承台简化分析模型
6．1．1 简化模型的选择
6．1．2 桩-土相互作用模拟
6．2 桩身动水附加质量解析求解
6．2．1 Morison方程
6．2．2 Chopra公式
6．2．3 基于水下桩基尺度的动水附加质量计算
6．3 承台动水附加质量数值求解
6．3．1 数值求解模型
6．3．2 建模方法
6．3．3 数值求解步骤
6．3．4 模型合理性验证
6．4 模态试验验证
6．5 数值时程分析验证
6．6 承台动水效应参数化研究
6．6．1 振动频率的影响
6．6．2 承台尺寸的影响
6．6．3 承台入水深度
6．7 本章小结
第7章 深水群桩-桁架组合基础抗震体系研究
7．1 群桩效应对结构模态动水效应的影响
7．1．1 桩顶自由的相邻桩
7．1．2 桩顶固结的相邻桩
7．2 斜桩基础构造方案评价
7．3 群桩-桁架组合基础结构方案
7．3．1 方案的提出
7．3．2 试验验证
7．4 组合基础抗震性能分析
7．4．1 工程背景
7．4．2 地震反应分析
7．4．3 计算结果与讨论
7．5 本章小结
第8章 结论
8．1 本书的主要工作
8．2 本书的主要结论
8．3 未来研究展望
参考文献
后记
