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高桩码头整浇装配式叉桩节点有限元分析及设计方法研究
| 论文题名： | 高桩码头整浇装配式叉桩节点有限元分析及设计方法研究 |
| 关键词： | 高桩码头;整浇装配;叉桩节点;有限元分析;抗震性能 |
| 摘要： | 港口码头在国民经济和社会发展中占有十分重要的地位。港口中断造成的经济损失和社会影响十分巨大，港口码头修复和重建的代价也非常高昂。大量震害表明，土体液化、码头结构性能和节点抗震性能不恰当是造成高桩码头(pile-wharfstructures)破坏的主要原因。然而，到目前为止，很少有人研究这个问题。因此，开展港口码头的抗震研究工作，对于提高港口码头的抗震能力，减轻港口码头的地震灾害是十分必要的。 针对中、美两国高桩码头存在的共性问题，提出一种整浇装配式钢管叉桩节点。拟通过理论分析，探讨这种叉桩节点的抗震性能和破坏机理，提出这种叉桩节点的抗震设计方法和抗震构造措施，以寻求改善高桩码头抗震性能的新途径，为这种节点的试验研究提供参考依据。 本文运用有限元Ansys软件，对叉桩节点进行弹性和非线性有限元分析，深入探讨叉桩节点的受力特点和抗震性能。本文的研究工作如下：(1)对高桩进行整体分析，在不同地震波峰值加速度和抗震设防烈度下，计算码头的最大侧移；(2)根据码头整体分析的最大侧移值、相关规范和叉桩内力分析，设计满足要求的叉桩节点；(3)通过对叉桩节点进行弹性有限元分析，分析节点相关截面的应力、应变分布情况；(4)通过对叉桩节点进行非线性有限元分析，分别进行单调和低周反复加载分析，讨论试验参数对节点抗震性能的影响。 本文通过研究可得到以下结论：(1)地震峰值加速度为200gal时，码头的最大侧移85.6mm；在抗震设防烈度为9度时，码头的最大侧移为74.45mm，叉桩承担的最大水平力为499.25kN；(2)在弹性状态下，力与位移成线性关系，叉桩节点的应力分布呈偏心拉压状态。按线弹性本构关系分析的钢筋混凝土应力进行设计，承载力安全度较高，偏于保守，适用与初步分析和设计；(3)在非线性状态下，桩帽配箍率、混凝土强度等级以及配置桩芯钢筋对叉桩节点的延性和耗能能力有较大影响，桩帽轴压比对叉桩节点的承载力、刚度、延性和耗能能力均有较大的影响，考虑钢筋与混凝土之间的粘结滑移对节点的延性、耗能能力有影响，但对承载力、刚度影响不大。 |
| 作者： | 李文贵 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 龙炳煌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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