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高桩码头整浇装配式叉桩节点抗震性能及设计方法研究

汤苗  
【摘要】: 港口城市已成为连接中国与世界的重要纽带与载体。港口中断造成的经济损失和社会影响是十分巨大的。大量震害表明,桩基码头(pile-wharf structures)很容易遭受地震破坏,而桩基码头中节点破坏尤为严重。为了提高桩基码头结构的抗震性能,本文提出了一种整浇装配式叉桩节点。拟通过理论分析,探讨这种叉桩节点的抗震性能和破坏机理,以寻求改善高桩码头抗震性能的新途径,同时为试验研究提供参考。 为了研究整浇装配式叉桩节点的力学性能,本文采用ansys软件对这种节点进行有限元分析,通过对节点进行单调加载和低周反复加载有限元分析,探讨节点的抗震性能和破坏机理。 本文的内容主要有: (1)根据桩帽施工及钢管桩的特点,设计出一种整浇装配式钢管叉桩节点,介绍该节点施工过程。 (2)采用ANSYS对节点进行有限元分析。通过对节点进行单调加载以及低周反复加载,分析桩芯钢筋和桩帽C钢筋的改变对节点力学性能的影响。 本文主要得到以下结论: 1.单调加载作用,在加载过程中,桩帽中部最先产生裂缝,裂缝随着荷载增加逐步发展直至整个桩帽都产生裂缝,随着桩芯钢筋和桩帽C钢筋的增加,桩帽裂缝减少;桩芯钢筋增加,桩芯钢筋应力减小,桩帽C钢筋的改变对桩芯钢筋应力没有明显影响。 2.低周反复作用下,随着桩心钢筋的增加,节点累积耗能能力有所提高,桩芯钢筋配筋率达到4.5%(S2)时,再增加桩芯钢筋对节点耗能能力没有明显改善,增加桩帽C钢筋,节点耗能能力略有改善,达到1.8%(S6)时,增加桩帽C钢筋节点耗能能力反而降低。 3.单调加载和低周加载作用下,节点桩芯钢筋应力比较大,桩帽钢筋应力都比较小,桩帽C钢筋的改变对节点耗能没有改善,建议在设计此类型的节点时应减小桩帽配筋,或按构造配筋。


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