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棧橋式碼頭具有較好消波性,而且適合大水深,因此在國內碼頭型式中使用頻率甚高。由於棧橋式碼頭經常建築在軟弱的土質上,在地震時可能承受極大之地震力,因此常有耐震上之疑慮。現行之設計基範在進行地震分析時,以傳統之固定端或張有齡公式模擬結構與土壤之互制作用,而且忽略結構與水之互制作用,採用震度係數求得設計地震力後,均勻分配至各個部份,結構則以平面剛架模擬,依各樁勁度分配地震力進行靜力分析,此分析模式雖然簡單但與實際反應可能有很大的差異。
本研究以Morison公式推求作用於結構之流體力,並依Reese及Seed等人土壤理論與實驗資料,求得等值樁頭勁度矩陣及等值樁頭阻尼比,據此建立一包含水、土壤以及結構三相互制作用之分析模式,提出棧橋式碼頭地震靜力分析與動力分析方法。而後以台中港22號碼頭為實例,分別進行地震靜力分析與動力分析,以探討結構之動力特性,及在受震時之反應,並與傳統模式分析結果互為比較,由結果得知,固定端模式或張有齡模式均會高估結構反應,而空氣中模式會低估結構反應。
此外由分析結果發現,流體力中之曳力對棧橋式碼頭地震反應影響不大,在分析時若忽略曳力之作用,並不至於過度高估結構之反應,但可使得運動方程式簡化為線性,如此可將結構加上附加質量後以一般反應譜法進行分析即可,可使分析工作變得十分簡便。
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