تحمل بار جانبی اسکله دریایی پایه بلند با استفاده از ستون های مایل
چکیده
درک چگونگی تحمل بار جانبی اسکله پایه بلند، دارای ارزش کاربردی جهت طراحی ساختمانی می باشد، و تحمل بار جانبی افقی انحنا برای آنالیز رفتار یک اسکله پایه بلند اهمیت دارد. در این مقاله، نمونه های محدود المان های اسکله پایه بلند در نرم افزار های المان محدود ساخته شده است تا رفتار نیروی جانبی وارده بررسی شود. آنالیز های پارامتری بر طرز کار ستون های منفرد توسط شیب ها و مقاطع مختلف تحت میزان متفاوتی از بار انجام گرفته است. رفتار خمش با ستون های مایل تحت نیروهای جانبی متفاوت بحث شده است. در این مقاله فرمول های نیروی جانبی در مقایسه با جابجایی افقی برای ستون منفرد و اسکله پایه بلند محاسبه و ارائه شده اند. شبیه سازی عددی که حاصل جابجایی راس ستون هستند، به فرمول های تئوری ارائه شده در این مقاله نزدیک می باشد. این فرمول ها که شرح دهنده رابطه بین جابجایی بالایی و سختی، و شیب و نیرو می باشند، جهت تعیین ظرفیت تحمل بار افقی اسکله پایه بلند با ستون های مایل مفید می باشند و نظارت ایمنی به موقع اسکله ستون بلند در کاربرد عملی تحقق می بخشند.
1-مقدمه
ساختارهای اسکله پایه بلند بطور گسترده در مهندسی اقیانوس و بندر بکار می روند، که سازه های اسکله ای پایه بلند در 3 دهه گذشته گواه آن می باشد. نیروی اصلی بر ساختمان اسکله پایه بلند بصورت افقی است که توسط نیروی موج، نیروی جریان، نیروی باد و نیروی ضربه کشتی ایجاد می شود. درحالیکه در میان این نیروها، نیروی کشتی بعلت بزرگترین اندازه بیشتر از بقیه موارد بخصوص در اسکله های دریای آزاد مورد تاکید قرار دارد. با در نظر گرفتن اینکه ظرفیت نیروی جانبی ستون عمودی محدود است، اسکله های پایه بلند با ستون های خمیری به طور گسترده در سازه های دریایی استفاده می شوند تا به حداکثر تقویت در ظرفیت نیروی جانبی دست یابند. هرچند با توسعه کشتی های بزرگتر و افزایش تقاضا برای امنیت، انتظار می رود که اسکله های ستون بلند، مقدار بیشتری از نیروی افقی را تحمل کنند. تغییر شکل ساختار اسکله به دلیل نیروهای افقی بعنوان یک نگرانی اصلی در عملکرد ایمن آن و یک مشکل پراهمیت مهندسی توسط مهندسان بشمار می آید.
ABSTRACT
Understanding the lateral load behavior of high-piled wharf is of practical value to structural design, and the horizontal load bearing capacity of the bent is essential to analyzing the behavior of the high-piled wharf. In this paper, finite element models of high-piled wharf are built in a general finite element software–ANSYS to investigate the lateral loading behavior. Parametric analyses have been performed on the working behavior of single pile with varying slopes and section sizes under different load levels. The behavior of bent with batter piles under different lateral loads is discussed. The formulas of lateral load vs. horizontal displacement for single pile and high-piled wharf are formulated and presented in this paper. The numerical simulation results of pile top displacement are found to be in good agreement with those predicted using the theoretical formula presented in this paper. These formulas, which describe the relationship between top displacement and stiffness, inclination and loads, can be useful to determine the horizontal load bearing capacity of the high-piled wharf with batter piles and can realize the real-time safety monitoring of the high-piled wharf for practical application.
1. Introduction
The high-piled wharf structures have been widely applied in ocean engineering and port engineering, evidenced by the many high-piled wharves constructed in the past three decades. The main loads on the high-piled wharf structures are horizontal loads caused by wave load, flow load, wind load and ship impact load (Zhu and Xie, 2015; Xie et al., 2015). While among these loads, the ship load should be the most emphasized for its largest magnitude, especially for the high-piled wharf located in the open sea. Considering the fact that the lateral load capacity of plumb pile is limited, high-piled wharves with batter piles have been widely used in offshore structures in order to achieve improved lateral load capacity. However, with the development of larger size ships and increasing demand for safety, high-piled wharf is expected to sustain horizontal loads of greater magnitude. The deformation of the wharf structure subjected to horizontal loads has been a main concern to its safe operation and thus considered as an important engineering problem by engineers.
چکیده
1 مقدمه
2. مدل های عددی اسکله پایه بلند: تعریف
2.1 نمونه اولیه خمش
2.2 فرضیه بنیادی در مدل
2.3 پارامترهای مهندسی
2.4 تنظیم سطح تماس
3 مدل سازی عنصر محدود برای یک ستون منفرد
3.1 جزئیات مدل
3.2 آنالیز مدل المان محدود
3.3 تجزیه و تحلیل رفتاری ستون منفرد
4-آنالیز المان محدود در خمش ستونی با ستون های مایل
4.1. مدل FE و نتایج FEA در خمش با ستون عمودی
4.2. نتایج مدل FE و FEAدر خمش با یک جفت ستون خمیری
4.3. نتایج مدل FE و FEA در خمش با دو جفت شمع مایل
4.3 ضریب گروهی ستون در اسکله ستون بلند
5 رابطه بار و جابجایی در اسکله ستون بلند در ستون های مایل
6 نتیجه گیری
ABSTRACT
1. Introduction
2. Numerical model of high-piled wharf: description
2.1. Prototype of bent
2.2. Basic assumption in the model
2.3. Engineering parameters
2.4. Contact surface setting
3. Finite element modeling of single pile
3.1. Model details
3.2. Finite element model analyses
3.3. Behavior analysis of single pile
4. Finite element analysis of pile-supported bent with batter piles
4.1. FE model and FEA results of bent with plumb piles
4.2. FE model and FEA results of bent with a pair of batter piles
4.3. FE model and FEA results of bent with two pairs of batter piles
4.4. Pile group coefficients of high-piled wharf
5. Load vs. displacement relationship of high-piled wharf with batter piles
6. Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه