空间有限元模型和平面模型在高桩码头结构计算中的比较分析

本文结合南通港如皋港区通用码头工程,对其高桩梁板式码头结构分别采用平面模型(易工水运工程设计软件)和空间有限元模型(ANSYS空间有限元分析软件)进行结构计算。本文提出的空间有限元计算思路及前、后处理方法对未来高桩梁板码头的设计有一定借鉴作用。

基于优化设计理论的高桩码头结构振动有限元模型修正

高桩码头是码头建筑物中应用最广泛的结构形式,利用高桩码头物理模型振动测试结果对码头结构有限元模型的修正进行研究。以结构特征灵敏度分析为基础进行了基于优化理论的有限元模型修正。修正后的有限元模型动力特性更趋近于实测值,同时为高桩码头结构的动力响应分析、损伤诊断和整体性评估提供基准。

高桩码头横梁弯矩在空间和平面模型中差异的探讨

基于码头上部结构刚度分析和多个工程实例,给出在不同类型的荷载作用下,空间模型计算的横梁弯矩值与平面模型计算结果之间的比例关系。结果表明,一般在垂直方向的均布荷载作用下,空间模型的横梁弯矩值是平面模型的75%左右;在门机荷载作用下这一比例为60%左右。

桩基-重力式复合结构码头的有限元分析

通过大型有限元计算软件ANSYS,对荷载作用下的某桩基-重力式复合结构码头内力进行三维空间有限元分析。选择两种不同地基模型来模拟沉箱与地基的相互作用,结果表明,文克勒地基模型与半无限空间地基模型,除沉箱地板内力有一定差别外,码头结构其它部位内力基本相同,且两种模型中桩基与底部沉箱的连接处的节点应力较大,设计时有必要对此处进行加强。

高桩梁板式码头计算模型的选取

为了解平面模型及空间模型的差异,通过工程实例,分别采用易工水运工程平面分析软件和Robot空间有限元分析软件进行计算,分析比较不同荷载、不同模型对各构件内力的影响,为未来高桩梁板式码头计算模型的选取提供参考。

门机水平力在高桩梁板码头计算中的取值分析

门机水平力产生的原因比较复杂,其取值在现行设计规范中尚不明确,通过工程实例,分别建立空间模型和平面模型进行计算,分析比较不同方向、不同大小的门机水平力在不同模型中对码头结构内力的影响,为今后高桩梁板码头的设计提供参考,并建议提出相关课题进行深入研究。

高桩码头在水平集中力作用下桩力计算方法探讨

在水平集中力作用下的高桩码头,分别采用平面排架与三维空间模型对桩基进行分析。从桩基内力结果看出,两种方法计算结果相近。但从技术发展、计算的直观、概念清晰以及业主的需求角度,建议工程设计人员更多的使用三维空间模型计算方法。