文档介绍：桩码头叉桩桩—土相互作用耗能分析龙炳煌,李向梅,明进文武汉理工大学土木工程与建筑学院,湖北武汉(430070)摘要:为了分析高桩码头在水平地震作用下叉桩与土相互作用消耗的能量,寻找抗震的新措施,本文以美国的某高桩码头为例,采用ANSYS分析了不同的叉桩入土深度和不同倾斜角度情况下结构的动力反应,得出了叉桩与土相互作用消耗的地震能量。关键词:高桩码头,叉桩,耗能,,现行的抗震设计规范是以反应谱理论为依据的,人们采用结构最大位移反应或位移延性反应的单一指标来对结构进行地震破坏评估,在结构抗震设计中采用弹性设计反应谱确定地震作用。实际上,按地震力进行结构抗震设计,只有在结构处于线弹性工作阶段才是合理的;在强震作用下,结构则处于非弹性工作状态,进行抗震设计必须考虑结构的变形问题。然而,单一的最大变形,还不足以反应结构的破坏,因为地震时结构承受多次反复作用,从而遭受更大的破坏,因此,更为合理的方法必须考虑结构的耗能特性,用能量法进行抗震设计。早在50年代,“能量分析”的概念,将能量的平衡关系应用于简单的结构抗震设计。结构地震反应的能量分析方法是一种能较好地反映结构在强震作用下的全过程和其自身弹塑性性能的方法。地震对结构的作用是一种能量的传递、转化与消耗过程,而减轻或控制地震反应的基本原则主要是以适当的方式耗散地震输入的能量,因此能量的输入、转化和吸收(耗散)成为结构地震反应的基本特征。为了改善高桩码头的抗震性能,本文主要研究在高桩码头的直桩与甲板之间采用铰接的情况下,整个结构在水平地震力作用下桩土相互作用耗能的情况。通过改变叉桩的倾斜角度和叉桩的入土深度对叉桩与土之间相互作用耗散的能量进行分析。以美国某高桩码头为例,采用有限元软件ANSYS分析了不同叉桩倾斜度和叉桩入土深度的高桩码头在唐山地震天津南北向地震波作用下的时程反应,通过提取叉桩上的土反力和位移绘制其滞回曲线,计算叉桩在地震过程中通过桩土相互作用消耗的地震能量。,为无梁板式结构。该码头整体结构主要由上部面板(甲板)、预制预应力钢筋混凝土直桩和钢管叉桩三部分组成。,。钢筋混凝土直桩均为外径为610mm的正八边形桩;叉桩为钢管桩:外径600mm,壁厚12mm。码头结构平面图和桩位图见图2所示[1]。从向海侧至直桩F,甲板厚度为600mm;从直桩F到向岸侧,甲板厚度为900mm。高桩码头的护坡斜率为1:。叉桩倾斜度分别为2:1、12:5和3:1。、。码头各构件的材料特性如表1。-1-1码头构件材料参数构件材料编号弹性模量(N/m2)泊松比密度(kg/m2)×××,桩侧土体也是码头结构的重要组成部分。参考天津港土体资料,本文选择软质粘性土,土体参数如表2。图2码头平面布置图表2土体参数表混凝土桩侧钢管桩侧剪切强度(kN/m2)×1031212摩擦强度(N/m2)×1031212土体重度(kN/m2