地震作用下高樁碼頭結構動力響應分析.pdf

1、高樁碼頭是修建在軟弱地基上的一種主要碼頭結構形式,能承受較大的荷載,且挖方量較少,回填砂石用量亦較少,在沿海深水港口中應用較廣泛。從上個世紀至今,高樁碼頭發(fā)生嚴重震害的現(xiàn)象較多,因此高樁碼頭的抗震研究日益受到重視。高樁碼頭的地震反應取決于碼頭面板結構-樁-土的動力相互作用特性,相關研究涉及不同的材料特性以及不同的結構形式,分析難度大,已有成果相對較少。目前,我國高樁碼頭抗震設計主要基于擬靜力計算分析,對于高樁碼頭面板結構-樁-土的動力相

2、互作用分析相對較薄弱。
　　 本文以不同結構型式的高樁碼頭為研究對象,考慮碼頭面板結構-樁-土相互作用,研究在各種情況下高樁碼頭結構的變形和受力特征,以地震動力響應分析為主,研究不同結構型式高樁碼頭結構的抗震性能,并在此基礎上給出設計建議。本文完成的主要工作和取得的研究成果如下:
　　 (1)對國內(nèi)外的高樁碼頭震害損失現(xiàn)象以及抗震研究現(xiàn)狀進行了歸納總結,主要與高樁碼頭抗震研究較成熟的美國相比較,指出我國目前抗震研究現(xiàn)狀的

3、不足以及有待發(fā)展的方面。
　　 (2)采用有限元程序ANSYS建立某高樁碼頭的二維模型和三維模型,考慮碼頭面板結構-樁-土相互作用,分別對碼頭進行了不考慮堆貨荷載的重力分析、考慮堆貨荷載的靜力分析、模態(tài)分析、加速度動力響應分析這四種情況的計算,尋找兩種數(shù)值模擬方式計算結果的不同之處和相同之處,為下文進行高樁碼頭地震動力響應分析選取模型方式做鋪墊;研究發(fā)現(xiàn),在固結邊界條件下,三維模型能較真實地模擬豎向靜力載荷作用下的位移變形情況和

4、受力情況;而二維模型較容易實現(xiàn)擴大模型的計算區(qū)域以增加地基的輻射阻尼作用,所以二維模型更適合運用于高樁碼頭的動力響應計算中。
　　 (3)為了解叉樁的布置對高樁碼頭抗震性能的影響,以1989年美國LomaPrieta地震為研究背景,采用有限元程序.ANSYS分別建立了奧克蘭港的第七街高樁碼頭和霍華德高樁碼頭,對模型施加LomaPrieta地震原波以進行地震動力時程反應計算分析,研究叉樁承臺碼頭結構、直樁承臺碼頭結構、獨立叉樁結構