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处于深水中的圆柱形桥墩结构,人们对于地震作用下考虑表面重力波和水体压缩性时结构产生动水力的分析一直没有得到较为一致的结论。而一些重大水利工程的建设也更进一步要求对结构计算的准确性和精度,将处于深水中的桥墩假设为刚体显然不能满足工程精度要求,而且也无法进一步考虑结构非线性、水体底部吸收条件、桥墩与海床的相互作用等因素。本文基于以上国内外对结构动水压力的研究背景,详细分析了在同时考虑水体压缩性和表面重力波条件下,深水圆柱形桥墩结构动水力的变化规律,并基于时域有限元理论给出了小直径深水柔性结构的有限元分析。具体研究工作如下: 1、基于辐射波浪理论,给出了考虑水体压缩性和表面重力波条件下结构在水平荷载作用下所受动水力解析解的详细推导过程。可压缩流体在考虑表面重力波和不考虑表面重力波两种情况下,模态动力刚度系数都是与荷载频率相关的。不可压缩流体动水压力解析解中的质量系数与荷载频率无关,可以简化为作用在结构上的附加质量。 2、详细讨论了不同情况下水体压缩性和表面重力波对深水圆柱形桥墩所受动水力的影响。表面重力波主要对直径较大的深水桥墩在荷载频率较低时水面附近的动水力影响较大,而水体压缩性则主要对直径较大的深水桥墩在荷载频率较高时水底附近的动水力影响较大;在地震作用主要频段内,小直径深水桥墩可以忽略表面重力波和水体压缩性对结构动水力的影响;大直径深水桥墩需要考虑水体压缩性而可以忽略表面重力波对结构动水力的影响。 3、实现了小直径圆柱柔性悬臂结构在不可压缩水体中动水力的时域有限元计算程序。给出了地震烈度的不同,结构位移的变化趋势。结果表明,地震烈度增加1度,结构顶部位移最大幅值相应增大2倍左右。此程序可作为今后编写对于可压缩流体柔性结构动力反应分析程序的参考,也可以作为研究柔性结构是否应该考虑水体压缩性的对比程序。