離岸深水全直樁碼頭的地震損傷分析
發(fā)布時間：2021-10-08 22:49
全直樁碼頭作為離岸深水海域廣泛應用的一種高樁碼頭結構形式,其抗震性能和地震損傷破壞機理尚未被掌握。采用集中參數模型和附加質量法分別考慮樁-土相互作用和地震動水壓力作用,應用纖維單元模型進行全直樁碼頭結構的地震損傷分析,并定義了基樁構件損傷準則和結構整體損傷準則。對一榀全直樁碼頭進行了強震作用下的損傷分析,結果表明全直樁碼頭結構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,達到嚴重損傷程度;隨著土層剪切波速的減小,結構的地震損傷指數明顯增大,并且改變土層剪切波速會明顯影響基樁的損傷分布模式;當剪切波速為100m/s時,水深變化對碼頭地震損傷影響基本可以忽略;當剪切波速為400m/s時,隨著水深增加,結構地震損傷指數明顯增大。
【文章來源】：振動工程學報. 2020,33(01)北大核心EICSCD
【文章頁數】：9 頁
【部分圖文】：
樁-土相互作用模型
所分析結構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，碼頭結構排架尺寸如圖3所示。碼頭面設計均布面荷載為30kPa。碼頭所處水域設計高水位為3.82m，所處地質參數如表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構排架的基樁構件，基樁沿軸向離散成154個梁單元，每個梁單元長度為0.5m，梁單元橫截面離散成36個鋼纖維，每個鋼纖維的材料模型采用1.1節(jié)所述的鋼材損傷本構模型。碼頭結構橫梁采用梁單元模擬，其材料采用彈性模型模擬，面板按等效質量分布在橫梁上，面板設計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粉砂，可作為持力層，因此在第五層土頂部樁基位置設置固定端，其考慮樁-土相互作用的碼頭結構有限元模型如圖4所示。樁-土相互作用模型參數可通過式（4)-(7）和表2計算得到。根據式（11）可計算得到每根基樁每米動水壓力附加質量為2606kg。
采用LS-DYNA有限元程序[18]中的纖維單元模型模擬碼頭結構排架的基樁構件，基樁沿軸向離散成154個梁單元，每個梁單元長度為0.5m，梁單元橫截面離散成36個鋼纖維，每個鋼纖維的材料模型采用1.1節(jié)所述的鋼材損傷本構模型。碼頭結構橫梁采用梁單元模擬，其材料采用彈性模型模擬，面板按等效質量分布在橫梁上，面板設計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粉砂，可作為持力層，因此在第五層土頂部樁基位置設置固定端，其考慮樁-土相互作用的碼頭結構有限元模型如圖4所示。樁-土相互作用模型參數可通過式（4)-(7）和表2計算得到。根據式（11）可計算得到每根基樁每米動水壓力附加質量為2606kg。3 全直樁碼頭的地震損傷分析
【參考文獻】：
期刊論文
[1]多介質體作用下近海橋梁的地震損傷分析[J]. 陳宇,李忠獻,李寧. 土木工程學報. 2015(10)
[2]離岸深水全直樁碼頭動力簡化計算方法研究[J]. 王元戰(zhàn),賀林林,王朝陽. 巖土力學. 2014(10)
[3]基于材料損傷的鋼筋混凝土構件損傷模型[J]. 李忠獻,陳宇,李寧. 工程力學. 2014(06)
[4]考慮土-結構相互作用的大跨度連續(xù)剛構橋振動臺陣試驗研究[J]. 閆曉宇,李忠獻,韓強,杜修力. 工程力學. 2014(02)
[5]豎向荷載下群樁-土-承臺相互作用數值分析[J]. 杜家慶,杜守繼,趙丹蕾,唐文勇. 巖土力學. 2013(08)
[6]基于瑞雷波法的都江堰市區(qū)場地剪切波速結構[J]. 盧建旗,李山有,李偉. 地震工程與工程振動. 2012(06)
[7]鋼-混凝土混合結構振動臺試驗的彈塑性損傷分析[J]. 李忠獻,呂楊,徐龍河,丁陽. 建筑結構學報. 2012(10)
[8]地震作用下飽和土-樁-上部結構動力相互作用研究[J]. 劉林超,楊驍. 巖土力學. 2012(01)
[9]應用纖維單元模型的鋼筋混凝土框架結構損傷與失效分析[J]. 呂楊,徐龍河,李忠獻,丁陽. 天津大學學報. 2011(10)
[10]樁基礎承臺水平附加質量分析[J]. 賴偉,王君杰,胡世德. 同濟大學學報(自然科學版). 2004(10)
博士論文
[1]多點激勵下大跨度鋼筋混凝土橋梁地震響應振動臺陣試驗研究[D]. 閆曉宇.天津大學 2013
[2]高層建筑結構地震失效模式優(yōu)化及損傷控制研究[D]. 呂楊.天津大學 2012
[3]水—橋墩動力相互作用機理及深水橋梁非線性地震響應研究[D]. 黃信.天津大學 2012
本文編號：3425119
【文章來源】：振動工程學報. 2020,33(01)北大核心EICSCD
【文章頁數】：9 頁
【部分圖文】：
樁-土相互作用模型
所分析結構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，碼頭結構排架尺寸如圖3所示。碼頭面設計均布面荷載為30kPa。碼頭所處水域設計高水位為3.82m，所處地質參數如表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構排架的基樁構件，基樁沿軸向離散成154個梁單元，每個梁單元長度為0.5m，梁單元橫截面離散成36個鋼纖維，每個鋼纖維的材料模型采用1.1節(jié)所述的鋼材損傷本構模型。碼頭結構橫梁采用梁單元模擬，其材料采用彈性模型模擬，面板按等效質量分布在橫梁上，面板設計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粉砂，可作為持力層，因此在第五層土頂部樁基位置設置固定端，其考慮樁-土相互作用的碼頭結構有限元模型如圖4所示。樁-土相互作用模型參數可通過式（4)-(7）和表2計算得到。根據式（11）可計算得到每根基樁每米動水壓力附加質量為2606kg。
采用LS-DYNA有限元程序[18]中的纖維單元模型模擬碼頭結構排架的基樁構件，基樁沿軸向離散成154個梁單元，每個梁單元長度為0.5m，梁單元橫截面離散成36個鋼纖維，每個鋼纖維的材料模型采用1.1節(jié)所述的鋼材損傷本構模型。碼頭結構橫梁采用梁單元模擬，其材料采用彈性模型模擬，面板按等效質量分布在橫梁上，面板設計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粉砂，可作為持力層，因此在第五層土頂部樁基位置設置固定端，其考慮樁-土相互作用的碼頭結構有限元模型如圖4所示。樁-土相互作用模型參數可通過式（4)-(7）和表2計算得到。根據式（11）可計算得到每根基樁每米動水壓力附加質量為2606kg。3 全直樁碼頭的地震損傷分析
【參考文獻】：
期刊論文
[1]多介質體作用下近海橋梁的地震損傷分析[J]. 陳宇,李忠獻,李寧. 土木工程學報. 2015(10)
[2]離岸深水全直樁碼頭動力簡化計算方法研究[J]. 王元戰(zhàn),賀林林,王朝陽. 巖土力學. 2014(10)
[3]基于材料損傷的鋼筋混凝土構件損傷模型[J]. 李忠獻,陳宇,李寧. 工程力學. 2014(06)
[4]考慮土-結構相互作用的大跨度連續(xù)剛構橋振動臺陣試驗研究[J]. 閆曉宇,李忠獻,韓強,杜修力. 工程力學. 2014(02)
[5]豎向荷載下群樁-土-承臺相互作用數值分析[J]. 杜家慶,杜守繼,趙丹蕾,唐文勇. 巖土力學. 2013(08)
[6]基于瑞雷波法的都江堰市區(qū)場地剪切波速結構[J]. 盧建旗,李山有,李偉. 地震工程與工程振動. 2012(06)
[7]鋼-混凝土混合結構振動臺試驗的彈塑性損傷分析[J]. 李忠獻,呂楊,徐龍河,丁陽. 建筑結構學報. 2012(10)
[8]地震作用下飽和土-樁-上部結構動力相互作用研究[J]. 劉林超,楊驍. 巖土力學. 2012(01)
[9]應用纖維單元模型的鋼筋混凝土框架結構損傷與失效分析[J]. 呂楊,徐龍河,李忠獻,丁陽. 天津大學學報. 2011(10)
[10]樁基礎承臺水平附加質量分析[J]. 賴偉,王君杰,胡世德. 同濟大學學報(自然科學版). 2004(10)
博士論文
[1]多點激勵下大跨度鋼筋混凝土橋梁地震響應振動臺陣試驗研究[D]. 閆曉宇.天津大學 2013
[2]高層建筑結構地震失效模式優(yōu)化及損傷控制研究[D]. 呂楊.天津大學 2012
[3]水—橋墩動力相互作用機理及深水橋梁非線性地震響應研究[D]. 黃信.天津大學 2012
本文編號：3425119
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