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水平荷载下高桩码头结构易损性曲线研究
| 论文题名： | 水平荷载下高桩码头结构易损性曲线研究 |
| 关键词： | 高桩码头;结构易损性;水平荷载;位移延性比 |
| 摘要： | 高桩码头是一种广泛应用于软土地区的重要码头结构型式。船舶靠泊撞击荷载往往是高桩码头设计时考虑的控制性水平荷载。已发生的多起高桩码头船撞事故造成了巨大损失，评估码头受撞危险性需要评定码头结构的易损性。本文选用位移延性比作为桩基结构损伤指标，并以此判别高桩码头结构的损伤状态。以某高桩码头为原型，运用ANSYS有限元软件进行仿真模拟，分析高桩码头空间结构的模态，研究高桩码头单榀排架结构和空间结构在水平力作用下的理论易损性曲线。对比采用“受弯嵌固点法”和采用“接触单元法”考虑桩土作用时高桩码头单榀排架结构和空间结构的易损性曲线。本文得出的易损性曲线对于判断高桩码头结构在不同质量船舶对应的水平撞击力作用下的损伤概率具有重要作用，可以为高桩码头结构设计和安全监测提供参考。 (1)对高桩码头空间结构进行模态分析，得出结构前六阶模态对应的自振频率，可以避免结构受到特定频率的外部激励而发生共振。 (2)选用桩顶的位移延性比为高桩码头桩基的损伤指标，研究各个损伤状态与损伤指标之间的关系。根据串联模型理论，用高桩码头桩基的损伤状态来评定高桩码头整体结构的损伤状态。 (3)对水平撞击荷载作用下高桩码头进行结构易损性分析。将船舶靠泊撞击荷载简化为作用在码头上的均布力，分别建立高桩单榀排架结构和空间结构的有限元模型，研究靠泊撞击荷载作用下结构的易损性，得到对应不同质量船舶的结构损伤概率。 (4)使用“接触单元法”考虑桩土作用而建立的高桩码头单榀排架结构和空间结构模型，经仿真计算，桩身水平位移零点出现在距离桩顶约13m处，即泥面以下约3m(5倍桩宽)处。 (5)对船舶撞击荷载作用下高桩码头结构易损性进行参数分析，建立了船舶撞击荷载作用下高桩码头结构易损性曲线。对应于高桩码头单榀排架结构和空间结构的有限元模型，比较使用“受弯嵌固点法”和使用“接触单元法”考虑桩土作用得到的结构易损性曲线，对应于相同的船舶质量，“受弯嵌固点法”得到的易损性较大。 |
| 作者： | 高苏洋 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 谢耀峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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