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整浇装配式高桩码头有限元分析及设计方法研究
| 论文题名： | 整浇装配式高桩码头有限元分析及设计方法研究 |
| 关键词： | 高桩码头;有限元分析;等代框架法;整浇装配式结构 |
| 摘要： | 港口码头在国家经济和社会发展中占有重要地位,而地震作用下桩基码头很容易破坏。本文针对桩基码头存在的问题,根据龙炳煌教授的设计思路,提出一种整浇装配式高桩码头结构,并通过理论计算探索这种整浇装配式高桩码头的设计方法。 这种高桩码头采用无梁板码头结构形式,最大特点采用了整浇装配式直桩和叉桩节点、双向预应力叠合板。直桩桩帽节点由刚接变为铰接,叉桩使用钢管桩,甲板采用双向预应力叠合板,上层为现浇板,下层为预应力的预制板。本文将运用有限元ANSYS软件,对高桩码头进行有限元分析,深入探讨高桩码头的受力特点和设计方法。 本文的研究工作如下:(1)根据假想嵌固点法来模拟桩土相互作用,用ANSYS来建立无梁板码头的空间整体模型。(2)取固接直桩节点无梁板码头的一榀模型,在各种竖向荷载布置下对弯矩系数法,等代框架法以及有限元分析法三种方法计算得到的内力进行对比分析。(3)根据规范地震反应谱,用规范反应谱法和有限元反应谱法计算直桩铰接高桩码头在各烈度下地震作用,用ANSYS对码头进行时程分析,提取桩顶地震作用及水平位移,与规范计算结果相对比。(4)在总结前人研究成果的基础上,绘制各构件详图。 通过研究得到以下结论:(1)在堆货荷载满跨,靠岸侧,靠海侧布置时,等代框架法和有限元法计算提取的支座和跨中处的总弯矩相近,经规范规定分配到桩上板带和跨中板带后,与有限元法提取的桩上板带和跨中板带的支座和跨中弯矩值相比,最大差值为13％。验证了规范规定的设计无梁板码头的等代框架法。(2)在各烈度地震作用下,规范反应谱法计算的水平位移和水平地震作用分别为有限元反应谱法计算结果的84.6%和96.4%。(3)EI centro、Taft、人工波时程分析近似侧移刚度分别为64.22 kN/mm、65.12 kN/mm、65.27 kN/mm,与规范方法计算得到的67.86 kN/mm相近。可以用规范方法进行该码头的水平地震作用下的计算与设计。 本文的研究受到湖北省自然科学基金《武汉新港码头新型结构体系及设计方法研究》项目资助。 |
| 作者： | 刘硕 |
| 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： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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