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地震荷载作用下板桩码头抗震性能与残余位移研究
| 论文题名： | 地震荷载作用下板桩码头抗震性能与残余位移研究 |
| 关键词： | 板桩码头;残余位移;等效应力;地震荷载;抗震性能 |
| 摘要： | 板桩码头具有结构简单，材料用量小，造价便宜，主要构件可在工厂预制等优点，被广泛应用在沿海和内河地区。但由于板桩码头结构自身的受力特点，水深的变化对其强度和稳定性影响十分敏感，限制了板桩结构向深水化的发展，行业内新近提出了一种新型的遮帘式板桩码头结构，使得板桩码头结构得以向深水化发展。它们在使用过程中除承受一般设计中的作用外，还会受到地震的作用，设计不当在地震中会发生破坏，如日本神户Hyogo-ken地震中板桩码头遭到严重破坏，钢板桩断裂。从结构抗震安全角度而言，真正对结构物安全性起控制作用的是变形问题而非强度问题。目前关于这两种板桩码头结构静力设计与抗震设计研究甚少，而关于前墙位移及地震残余位移的研究未见报道。 本文借助有限元分析方法及现有土压力理论，对传统板桩码头及遮帘式板桩码头结构静力设计和抗震设计进行了研究，推导了板桩码头结构前墙地震残余位移的计算方法，全文的主要内容如下： （1）通过查阅国内外关于板桩码头及遮帘式板桩码头的研究成果及设计规范，并结合有关板桩码头地震破坏案例，例证了研究板桩码头结构抗震设计参数及前墙残余位移的重要性。 （2）基于大型有限元软件 ADINA，分别研究了静力荷载作用下板桩码头及遮帘式板桩码头的设计参数对结构受力及前墙位移的影响，分别给出了静力荷载作用下两种板桩码头结构设计参数的合理选取范围。 （3）通过导入kobe波，研究了地震荷载作用下板桩码头及遮帘式板桩码头的设计参数对两种板桩码头结构受力及前墙位移的影响，讨论了地震加速度幅值对板桩码头前墙受力及残余位移的影响，给出了地震荷载作用下板桩码头及遮帘式板桩码头设计参数的合理取值范围。 （4）利用目前较为成熟的静土压力理论及土拱效应理论，推导出了静力荷载作用下板桩码头及遮帘式板桩码头前墙位移计算公式，并分别与京唐港10＃泊位码头及京唐港32﹟码头的原位观测数据进行了对比，验证了理论推导的正确性。 （5）借鉴中南大学林宇亮关于图解法求解粘性土动土压力研究成果，结合板桩码头结构特点及材料力学挠曲线微分方程，推导出了地震荷载作用下板桩码头前墙残余位移的计算公式，并与有限元软件模拟结果进行了对比，验证了理论推导的正确性。 |
| 作者： | 高鹏 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 王丽艳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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