基于性能的混凝土斜拉桥地震易损性分析

发布时间：2017-09-12 10:25

  本文关键词：基于性能的混凝土斜拉桥地震易损性分析

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【摘要】：近年来由于地震灾害造成桥梁结构破坏甚至倒塌事件频发,这引起了社会人员极大的关注。桥梁作为交通生命线的枢纽和咽喉,尤其是对于那些非规则桥型的重要桥梁,已超出了现有抗震设计规范要求的范围。如何有效地提高斜拉桥的抗震能力,并规避和减轻地震作用造成的灾害,是桥梁抗震工程中主要的研究内容,也是抗震设计的追求目标。因此,对大跨径斜拉桥进行易损性分析具有十分重要的社会和经济意义。本文以马桑溪大桥为工程实例,采用SAP2000有限元软件对该斜拉桥进行纵向和横向的IDA分析和地震易损性分析。本文主要的研究内容如下:(1)详细介绍了桥梁结构地震易损性研究与发展的过程,归纳总结易损性曲线建立的方法。(2)具体陈述本文采用的两种动力分析法:时程分析法对于周期长达几秒的结构有着更好的适用性,同时产生的误差也较小。它能够计算结构各构件在地震作用下每时刻的地震反应(内力和变形),从而为结构损伤部位、损伤水平评估和维护加固提供重要的依据。而增量动力分析的计算量大,对计算机的要求高。它是通过设置一系列倍数乘以地面运动记录作为荷载输入,计算构件的IDA曲线并对其进行分析的一种方法。(3)基于结构的性能目标,探讨桥梁构件的损伤标定方法,并对斜拉桥的主塔关键截面进行曲率损伤标定。(4)通过时程分析法对该大桥进行IDA分析。利用IDA方法详细考察了在地震动强度逐渐增加时主塔及过渡墩各关键截面处曲率状态的变化。此后观察了这一过程中受不同地震波影响,主塔包络曲率从刚进入轻微损伤至完全损伤的全过程。最后绘制了各个截面的地震易损性曲线。研究表明,在纵向地震波作用下,斜拉桥主塔的塔底、中塔顶、墩底截面是易损截面。在横桥向地震作用下,墩顶、上塔底成为易损截面的概率增大,墩底截面、下塔底截面、中塔顶截面仍然是易损截面,与主梁连接的中塔底部发生完全损伤的概率增大。
【关键词】：斜拉桥 易损性分析 增量动力分析 损伤标定 超越概率
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442.55;U448.27
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 研究背景9-12
• 1.2 桥梁结构地震易损性的研究12-14
• 1.2.1 桥梁结构地震易损性的发展12-13
• 1.2.2 桥梁结构地震易损性研究现状13-14
• 1.3 本文研究的目的及意义14
• 1.4 本文主要研究内容14-16
• 第二章 桥梁地震反应动力分析方法16-21
• 2.1 动力时程分析16-18
• 2.1.1 概述16
• 2.1.2 动力时程分析的基本理论16-17
• 2.1.3 动力时程分析的计算方法17-18
• 2.2 增量动力分析18-20
• 2.2.1 概述18-19
• 2.2.2 单地震动记录增量动力分析19
• 2.2.3 多地震动记录增量动力分析19-20
• 2.3 本章小结20-21
• 第三章 桥梁地震易损性分析的理论方法21-33
• 3.1 概述21
• 3.2 理论易损性曲线的建立方法21-25
• 3.2.1 易损性曲线建立流程21-22
• 3.2.2 频数统计法22
• 3.2.3 直接回归概率需求模型法22-24
• 3.2.4 能力需求比模型法24-25
• 3.3 地面运动记录的选取25-26
• 3.3.1 地震动选取原则25-26
• 3.3.2 地震动参数的选取26
• 3.4 斜拉桥各构件的损伤指标26-32
• 3.4.1 著名大跨径桥梁的性能目标26-30
• 3.4.2 主塔的损伤指标30-31
• 3.4.3 过渡墩的损伤指标31-32
• 3.4.4 关于主梁和拉索的损伤假定32
• 3.4.5 构件损伤指标的标定方法32
• 3.5 本章小结32-33
• 第四章 斜拉桥纵向地震易损性分析33-63
• 4.1 斜拉桥概况33-35
• 4.2 斜拉桥计算模型35-39
• 4.2.1 斜拉桥有限元模型的建立35-36
• 4.2.2 斜拉桥的自振特性36-39
• 4.3 地震输入39-42
• 4.4 纵桥向IDA分析结果和IDA曲线42-53
• 4.4.1 各构件损伤指标标定42-45
• 4.4.2 关键截面的IDA分析45-50
• 4.4.3 纵桥向桥塔损伤破坏过程50-53
• 4.5 纵桥向地震易损性分析53-62
• 4.5.1 主塔各截面的易损性曲线53-60
• 4.5.2 过渡墩截面的易损性曲线60-62
• 4.6 本章小结62-63
• 第五章 斜拉桥横向地震易损性分析63-82
• 5.1 概述63
• 5.2 地震输入63-64
• 5.3 各构件损伤指标标定64-67
• 5.4 关键截面的IDA分析67-73
• 5.5 横桥向地震易损性分析73-81
• 5.6 本章小结81-82
• 结论与展望82-84
• 结论82-83
• 展望83-84
• 参考文献84-87
• 致谢87-88
• 攻读硕士期间取得的研究成果88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 朱健;谭平;周福霖;;土木工程动力易损性分析研究现状与展望[J];建筑科学;2011年05期

2 H.Hwang,刘晶波;地震作用下钢筋混凝土桥梁结构易损性分析[J];土木工程学报;2004年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 姚霄雯;基于性能的高拱坝地震易损性分析与抗震安全评估[D];浙江大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 于妍妍;强震作用下高架桥梁非线性损伤和抗震性能评估[D];哈尔滨工业大学;2012年

2 袁松林;大跨度混合梁斜拉桥地震响应分析[D];郑州大学;2011年

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本文编号：836669