木樁繞流力的計算及水流對樁模態的影響
算例：一根打入海底的圓形木樁，長度l=20.0m，直徑d=0.4m，水深d=16.0m，海流速度v=1.0m/s。
1.計算海流作用在木樁上的拖拽力。
2.分析水流對樁模態的影響。
計算所用資料：
木樁的彈性模量：e=1.0×108mpa.
木材的密度：ρ木=0.8×103kg/m3.
海水的密度：ρ水=1.025×103kg/m3.
拖拽力係數：cd=1.0.
1.海流作用在樁上的拖拽力
海流作用在木樁上的拖拽力公式為：
fd=0.5cdρ木dv2d =3.075kn
2.水流對樁模態的影響
利用附加質量法考慮水流對模態的影響：
海水在木樁上單位長度的附加質量為：
m水=0.25ρ水πd2=128.8kg
利用midas civil有限元軟體分別建立不考慮附加質量和考慮附加質量的有限元模型進行模態分析，見下表。
表1 不考慮附加水質量下樁的前10階頻率與週期
表2 考慮附加水質量下樁的前10階頻率與週期
在考慮附加質量與不考慮附加質量的情況下週期的比較,不難發現在考慮附加質量的情況下，由於樁的質量的增加週期相應增大。
週期的增大率（%）=[週期（考慮附加質量）-週期（不考慮附加質量）]÷週期（不考慮附加質量）×100%
表3考慮與不考慮附加質量樁結構的週期之比較
從表3中發現：當考慮附加質量時，對基本週期的影響為23.29%；對前10階週期的最大影響達到38.9%，因此水流對結構模態的影響不能忽略。
1. 不同水深對基本週期的影響
由於樁在水中淹沒深度的不同會引起附加質量的不同，下面討論不同的水深對基本週期的影響，見表4，圖1。
考慮附加質量時基本週期的變化率=[週期（考慮附加質量）-週期（不考慮附加質量）]÷週期（不考慮附加質量）×100%
表4 不同水深對基本週期的影響
從以上分析可以看出：隨水深的增加，對此樁基本週期影響越大。
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