地震荷載作用下板樁碼頭抗震性能與殘余位移研究.pdf

1、板樁碼頭具有結(jié)構(gòu)簡單，材料用量小，造價(jià)便宜，主要構(gòu)件可在工廠預(yù)制等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在沿海和內(nèi)河地區(qū)。但由于板樁碼頭結(jié)構(gòu)自身的受力特點(diǎn)，水深的變化對其強(qiáng)度和穩(wěn)定性影響十分敏感，限制了板樁結(jié)構(gòu)向深水化的發(fā)展，行業(yè)內(nèi)新近提出了一種新型的遮簾式板樁碼頭結(jié)構(gòu)，使得板樁碼頭結(jié)構(gòu)得以向深水化發(fā)展。它們在使用過程中除承受一般設(shè)計(jì)中的作用外，還會(huì)受到地震的作用，設(shè)計(jì)不當(dāng)在地震中會(huì)發(fā)生破壞，如日本神戶Hyogo-ken地震中板樁碼頭遭到嚴(yán)重破壞，鋼板樁斷裂

2、。從結(jié)構(gòu)抗震安全角度而言，真正對結(jié)構(gòu)物安全性起控制作用的是變形問題而非強(qiáng)度問題。目前關(guān)于這兩種板樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力設(shè)計(jì)與抗震設(shè)計(jì)研究甚少，而關(guān)于前墻位移及地震殘余位移的研究未見報(bào)道。
　　本文借助有限元分析方法及現(xiàn)有土壓力理論，對傳統(tǒng)板樁碼頭及遮簾式板樁碼頭結(jié)構(gòu)靜力設(shè)計(jì)和抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，推導(dǎo)了板樁碼頭結(jié)構(gòu)前墻地震殘余位移的計(jì)算方法，全文的主要內(nèi)容如下：
　　（1）通過查閱國內(nèi)外關(guān)于板樁碼頭及遮簾式板樁碼頭的研究成果及設(shè)計(jì)規(guī)范

3、，并結(jié)合有關(guān)板樁碼頭地震破壞案例，例證了研究板樁碼頭結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)參數(shù)及前墻殘余位移的重要性。
　?。?）基于大型有限元軟件 ADINA，分別研究了靜力荷載作用下板樁碼頭及遮簾式板樁碼頭的設(shè)計(jì)參數(shù)對結(jié)構(gòu)受力及前墻位移的影響，分別給出了靜力荷載作用下兩種板樁碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的合理選取范圍。
　?。?）通過導(dǎo)入kobe波，研究了地震荷載作用下板樁碼頭及遮簾式板樁碼頭的設(shè)計(jì)參數(shù)對兩種板樁碼頭結(jié)構(gòu)受力及前墻位移的影響，討論了地震加速度

4、幅值對板樁碼頭前墻受力及殘余位移的影響，給出了地震荷載作用下板樁碼頭及遮簾式板樁碼頭設(shè)計(jì)參數(shù)的合理取值范圍。
　?。?）利用目前較為成熟的靜土壓力理論及土拱效應(yīng)理論，推導(dǎo)出了靜力荷載作用下板樁碼頭及遮簾式板樁碼頭前墻位移計(jì)算公式，并分別與京唐港10＃泊位碼頭及京唐港32﹟碼頭的原位觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比，驗(yàn)證了理論推導(dǎo)的正確性。
　?。?）借鑒中南大學(xué)林宇亮關(guān)于圖解法求解粘性土動(dòng)土壓力研究成果，結(jié)合板樁碼頭結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及材料力學(xué)撓曲