地震作用下木—混凝土组合梁桥易损性分析

发布时间：2020-11-08 07:56

　　 桥梁是公路或铁路等生命线中重要组成部分,是关键性枢纽。在地震发生时桥梁往往最易损坏,例如2010年中国青海玉树7.9级地震,2011年日本福岛9.0级地震等,桥梁破坏倒塌的案例随处可见。为减轻地震发生后次生灾害,桥梁在抗震救灾中具有至关重要的作用。桥梁抗震设计和地震风险评估基于桥梁地震易损性分析,对桥梁地震易损性分析有助于预测桥梁结构在地震发生时产生的破坏,也有利于桥梁抗震设计。木-混凝土组合结构属于一种新型结构,相对于钢筋混凝土结构具有能耗低、质量轻、抗震性能好等特点。国内未对木-混凝土组合桥梁地震作用下的易损性进行研究分析,所以开展对其的研究十分必要且有意义。易损性曲线是地震易损性分析中的有效工具,在各国得到广泛应用。本文以一座实际木-混凝土组合梁桥为例,主要做了以下几个方面的研究:(1)选取螺栓连接件与墩柱两种桥梁构件进行易损性分析,确定螺栓连接件与墩柱损伤等级与损伤指标的关系。地震动强度采用地面峰值加速度(PGA)作为分析参数。根据桥梁结构的场地条件选取了 100条地震波,采用Midas Civil建立桥梁有限元模型,并对桥梁结构进行地震作用下的非线性动力时程分析,得到每一条地震波对应的最大滑移量与墩顶最大位移。(2)对地震作用下木-混凝土组合梁桥进行了易损性分析,结合桥梁结构的损伤指标分析了桥梁结构的地震易损性,得到对应不同地震动强度下结构的破坏概率。并分析了同结构尺寸的钢筋混凝土梁桥易损性,比较其抗震性能。(3)对地震作用下木-混凝土组合梁桥的易损性进行了参数分析。在其他条件不变的基础上,对桥梁结构的易损性进行参数分析,研究螺栓连接件间距布置,墩柱高度与上部结构质量变化对结构易损性的影响。(4)结合木-混凝土组合梁桥易损性参数分析的结果,表明减小螺栓间距能够较好地增加桥梁的抗震性能;在合理尺寸下,墩柱高度越高和上部质量越小,桥梁的抗震性能很好。
【学位单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U442.55
【部分图文】：

式（２．３）中怂结构抗震能力的对数正态分布的标准差；凡为地震需求的对??数正态分布的标准差；式为结构或构件的不确定性因素标准差。??地震易损性曲线的主要步骤见图２．１：??１０??

图２．２直接积分法??Ｆｉｇ?２．２?Ｉｍｍｅｄｉａｔｅ?ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ??字计算技术的发展，实际结构中使用最普遍的一种重要々积分法。为了执行数字分析，需要将体系的响应和外力方程离工程技术人员的外来作用力，如地震、风荷载本身就是基于时此在数字分析中主要关注的是对结构体系响应的离散化。??ｋ时己知结构体系的响应和力，需要求得￣＋１时刻体系的位移、，基本的结构动力学方式为：??ｍｘ?－＼－ｃｘ?＋?ｋｘ?＝?Ｆｅ?（ｍ为结构质量，ｃ为阻尼常数，ｋ为弹簧刚度，尺为外力。（２步写为：??ｘ（／）＋?２＾（〇？ｘ（ｔ）＋?＜ｙ＾ｘ（／）＝?（ｍ??

？?ｆ??礙／??／／?？轻微破坏??Ｉ?■中等破坏??／?／?Ａ严重破坏??Ｉ?？倒塌??Ｉ????Ｉ??Ｉ??截面曲率０??图３．１截面弯矩－曲率关系??Ｆｉｇ?３．１?Ｃｒｏｓｓ?ｓｅｃｔｉｏｎ?ｂｅｎｄｉｎｇ?ｍｏｍｅｎｔ－?ｃｕｒｖａｔｕｒｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ??使用Ｍｉｄａｓ?Ｃｉｖｉｌ进行弯矩－曲率分析时，软件采用与实际抗震分析相同模型，截面屈服后刚度为０，如图３．２所示。将原点和受拉钢筋首次屈、Ｍｐ连成一条直线，通常将这条直线定义为初始弹性阶段。再将水下调整位置，让下图中的两块阴影面积相等，在这前提下双折线的交点屈服点（＜、从，），相应的曲率即为等效屈服曲率［８４１。??
【参考文献】

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7 冯清海;袁万城;;基于IDA的钢筋混凝土桥墩随机地震响应概率特征分析[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2009年05期

8 邹伟;段琴;;桥梁地震易损性分析研究概述[J];浙江交通职业技术学院学报;2008年03期

9 申选召;林均岐;李谊瑞;胡明袆;;桥梁易损性研究述评[J];世界地震工程;2006年02期

10 张菊辉;胡世德;;桥梁地震易损性分析的研究现状[J];结构工程师;2005年06期

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本文编号：2874498