【摘要】：本文從抗震設(shè)計基本要求、抗震設(shè)防分類和標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)分析方法、地震效應(yīng)計算、荷載組合與結(jié)構(gòu)承載力、岸坡穩(wěn)定驗算、抗震措施等方面對我國和美國港口結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范進(jìn)行了對比分析,剖析了美國港口結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的理念、方法及美國規(guī)范編寫的背景和理論支撐,最后通過一個算例說明了按我國與美國規(guī)范進(jìn)行高樁碼頭抗震設(shè)計的方法和過程。本文研究的主要結(jié)論如下:(1)在場地分類方面,我國主要以剪切波速為指標(biāo)進(jìn)行分類,美國除考慮剪切波速外,還考慮不排水抗剪強(qiáng)度和標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù);在結(jié)構(gòu)布置和形式方面,美國提倡使用直樁,限制斜樁的使用,同時區(qū)分抗震樁和重力樁,并劃分了碼頭的規(guī)則和不規(guī)則形式;在抗震設(shè)防方面,我國采用單水平的抗震設(shè)計方法,美國采用多個水平的抗震設(shè)計方法,每個地震水平對應(yīng)著不同的應(yīng)變限值;在結(jié)構(gòu)分析方法方面,我國采用的是基于力的抗震設(shè)計方法,美國采用的是基于位移的抗震設(shè)計方法;在結(jié)構(gòu)承載力計算方面,我國分別計算樁、梁等構(gòu)件的受彎或彎壓承載力,美國首先驗算樁的彈塑性變形,然后按能力保護(hù)構(gòu)件計算樁的受剪承載力和梁的受彎承載力;在抗震措施方面,我國規(guī)范規(guī)定的比較詳細(xì),美國特別強(qiáng)調(diào)樁的延性,著重于樁頂與面板連接處的構(gòu)造。(2)美國規(guī)范高樁碼頭的抗震設(shè)計內(nèi)容包括設(shè)計地震動及性能目標(biāo)、材料特性及樁的非線性性能、土彈簧和p-y曲線、結(jié)構(gòu)模型和抗震分析方法(需求分析)、結(jié)構(gòu)能力和能力保護(hù)、運(yùn)動作用、碼頭抗震設(shè)計流程。美國規(guī)范采用3個地震水平對高樁碼頭進(jìn)行抗震設(shè)計,3個地震水平下要求碼頭具有不同的破壞性能,破壞性能用樁頂和樁土內(nèi)塑性鉸區(qū)鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋或鋼管的應(yīng)變限值控制。對于預(yù)應(yīng)力混凝土樁,除對樁的塑性變形計算有詳細(xì)的規(guī)定外,明確規(guī)定樁的預(yù)應(yīng)力筋不能伸入面板作為塑性鉸區(qū)的鋼筋,而要求在樁頂與面板間制作鋼筋混凝土連接段。(3)地震的發(fā)生具有高度不確定性,所謂設(shè)防地震只是一定概率下的地震,實際中超過該強(qiáng)度地震的可能性依然存在,使碼頭能夠完全抵抗各種強(qiáng)度的地震是不現(xiàn)實的,也是不經(jīng)濟(jì)的。所以美國規(guī)范按照多設(shè)防目標(biāo)、通過控制不同強(qiáng)度地震下高樁碼頭變形的抗震設(shè)計理念是科學(xué)的。另外,高樁碼頭樁的彈塑性變形是通過使樁出現(xiàn)塑性鉸和對橫梁進(jìn)行能力保護(hù)實現(xiàn)的。對于預(yù)應(yīng)力混凝土樁,樁端出現(xiàn)塑性鉸后,抗剪能力降低,所以地震作用下樁可能未達(dá)到設(shè)計要求的彎曲變形而發(fā)生剪切破壞,稱為彎剪破壞。彎剪破壞是近年混凝土結(jié)構(gòu)樁、柱等構(gòu)件研究的熱點,美國碼頭抗震設(shè)計規(guī)范能夠及時將最新研究成果應(yīng)用到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中是非常值得我國借鑒的。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U656.113

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3 方t，

本文編號：2603587