全直樁碼頭作為離岸深水海域廣泛應(yīng)用的一種高樁碼頭結(jié)構(gòu)形式,其抗震性能和地震損傷破壞機(jī)理尚未被掌握。采用集中參數(shù)模型和附加質(zhì)量法分別考慮樁-土相互作用和地震動(dòng)水壓力作用,應(yīng)用纖維單元模型進(jìn)行全直樁碼頭結(jié)構(gòu)的地震損傷分析,并定義了基樁構(gòu)件損傷準(zhǔn)則和結(jié)構(gòu)整體損傷準(zhǔn)則。對(duì)一榀全直樁碼頭進(jìn)行了強(qiáng)震作用下的損傷分析,結(jié)果表明全直樁碼頭結(jié)構(gòu)在不同土層間和土與水間的交界處以及基樁頂部位置的基樁損傷較大,達(dá)到嚴(yán)重?fù)p傷程度;隨著土層剪切波速的減小,結(jié)構(gòu)的地震損傷指數(shù)明顯增大,并且改變土層剪切波速會(huì)明顯影響基樁的損傷分布模式;當(dāng)剪切波速為100m/s時(shí),水深變化對(duì)碼頭地震損傷影響基本可以忽略;當(dāng)剪切波速為400m/s時(shí),隨著水深增加,結(jié)構(gòu)地震損傷指數(shù)明顯增大。 

【文章來(lái)源】：振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2020,33(01)北大核心EICSCD

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樁-土相互作用模型

所分析結(jié)構(gòu)為某港一榀離岸深水全直樁梁板式碼頭，碼頭排架首尾樁中心距為36 m,4根基樁均采用壁厚為20mm，Φ1800mm的Q345鋼管樁，樁基自由高度為32.5m，入土深度為44.5m，碼頭面板由鋼筋混凝土板制成，板厚為500mm，碼頭結(jié)構(gòu)排架尺寸如圖3所示。碼頭面設(shè)計(jì)均布面荷載為30kPa。碼頭所處水域設(shè)計(jì)高水位為3.82m，所處地質(zhì)參數(shù)如表2所示。采用LS-DYNA有限元程序[18]中的纖維單元模型模擬碼頭結(jié)構(gòu)排架的基樁構(gòu)件，基樁沿軸向離散成154個(gè)梁?jiǎn)卧�，每個(gè)梁?jiǎn)卧L(zhǎng)度為0.5m，梁?jiǎn)卧獧M截面離散成36個(gè)鋼纖維，每個(gè)鋼纖維的材料模型采用1.1節(jié)所述的鋼材損傷本構(gòu)模型。碼頭結(jié)構(gòu)橫梁采用梁?jiǎn)卧M，其材料采用彈性模型模擬，面板按等效質(zhì)量分布在橫梁上，面板設(shè)計(jì)荷載按線荷載作用在橫梁上。采用2.1節(jié)的樁-土相互作用模型模擬1-4層土與樁相互作用，由于第五層土為非常密實(shí)粉砂，可作為持力層，因此在第五層土頂部樁基位置設(shè)置固定端，其考慮樁-土相互作用的碼頭結(jié)構(gòu)有限元模型如圖4所示。樁-土相互作用模型參數(shù)可通過(guò)式（4)-(7）和表2計(jì)算得到。根據(jù)式（11）可計(jì)算得到每根基樁每米動(dòng)水壓力附加質(zhì)量為2606kg。

采用LS-DYNA有限元程序[18]中的纖維單元模型模擬碼頭結(jié)構(gòu)排架的基樁構(gòu)件，基樁沿軸向離散成154個(gè)梁?jiǎn)卧�，每個(gè)梁?jiǎn)卧L(zhǎng)度為0.5m，梁?jiǎn)卧獧M截面離散成36個(gè)鋼纖維，每個(gè)鋼纖維的材料模型采用1.1節(jié)所述的鋼材損傷本構(gòu)模型。碼頭結(jié)構(gòu)橫梁采用梁?jiǎn)卧M，其材料采用彈性模型模擬，面板按等效質(zhì)量分布在橫梁上，面板設(shè)計(jì)荷載按線荷載作用在橫梁上。采用2.1節(jié)的樁-土相互作用模型模擬1-4層土與樁相互作用，由于第五層土為非常密實(shí)粉砂，可作為持力層，因此在第五層土頂部樁基位置設(shè)置固定端，其考慮樁-土相互作用的碼頭結(jié)構(gòu)有限元模型如圖4所示。樁-土相互作用模型參數(shù)可通過(guò)式（4)-(7）和表2計(jì)算得到。根據(jù)式（11）可計(jì)算得到每根基樁每米動(dòng)水壓力附加質(zhì)量為2606kg。3 全直樁碼頭的地震損傷分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]高層建筑結(jié)構(gòu)地震失效模式優(yōu)化及損傷控制研究[D]. 呂楊.天津大學(xué) 2012
[3]水—橋墩動(dòng)力相互作用機(jī)理及深水橋梁非線性地震響應(yīng)研究[D]. 黃信.天津大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3425119