大跨度刚构桥近断层脉冲型地震动非线性反应分析

论文摘要

近断层地震动是近年来地震工程和工程抗震领域共同关注的一个热门话题。近断层地震动由于其特殊的作用效应,会对工程结构造成极大破坏,给人类社会带来了巨大的财产损失和人员伤亡。目前虽然在近断层地震动研究方面取得了一定的进展,但要弄清楚近断层地震动的特性及近断层地震动作用下结构的反应,还有大量的工作要做。本文围绕近断层脉冲型地震动特征及其作用下桥梁的反应,进行了以下几个方面的研究工作:(1)用有限元软件MIDAS/CIVIL建立了大跨度刚构桥空间有限元模型,为了更准确的模拟桥梁在地震动作用下的反应,桥墩利用空间纤维梁单元建立,并考虑桥墩材料非线性,对此桥的动力特性做了分析。(2)利用台湾地区的四个台站在集集地震中得到的近断层脉冲型地震动记录和其它三次地震中得到的远断层记录,研究了桥梁在近断层脉冲型地震动与远断层地震动作用下的各自反应特点与相互间的异同。(3)搜集大量近断层脉冲型地震动记录和远断层地震动记录,研究了近断层脉冲型地震动参数和远断层地震动参数与桥梁非线性反应之间的相关性,并进行了比较分析,给出了可以较好表达近断层脉冲型地震动和远断层地震动对大跨度刚构桥破坏势的参数。(4)利用台湾地区的四个台站获得的近远断层地震动记录,研究了竖向地震动对桥梁结构的影响,并对近断层和远断层情况分别进行了对比分析,最后对桥梁抗震设计提出了建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 刚构桥的特点及可能产生的震害
• 1.2.1 刚构桥特点
• 1.2.2 刚构桥震害
• 1.3 近断层脉冲型地震动的研究
• 1.3.1 速度脉冲效应
• 1.3.2 近断层地震动破坏势的表征
• 1.4 近断层地震动对工程结构的影响
• 1.4.1 近断层地震动对建筑物影响的研究
• 1.4.2 近断层地震动对桥梁结构影响的研究
• 1.5 竖向地震动的研究
• 1.5.1 竖向地震动参数与反应谱的研究
• 1.5.2 竖向地震动对工程结构影响的研究
• 1.6 课题来源及本文的主要研究内容
• 1.6.1 课题来源
• 1.6.2 本文的主要研究内容
• 第2章 桥梁基本抗震理论概述
• 2.1 引言
• 2.1.1 静力理论
• 2.1.2 反应谱理论
• 2.1.3 动力时程分析理论
• 2.1.4 随机振动理论
• 2.2 非线性动力分析方法
• 2.2.1 概述
• 2.2.2 基本方法
• 2.2.3 恢复力模型
• 2.2.4 桥梁工程中的非线性问题
• 2.2.5 本文所涉及的非线性问题
• 2.3 本章小结
• 第3章 大跨度刚构桥近远断层地震动反应比较
• 3.1 引言
• 3.2 重庆广阳岛大桥有限元模型及模态分析
• 3.2.1 工程概况
• 3.2.2 刚构桥有限元模型
• 3.2.3 桥梁的模态分析
• 3.3 地震动记录的选取
• 3.4 桥梁近远断层地震动反应比较
• 3.4.1 地震动沿桥梁纵向输入时的结果分析
• 3.4.2 地震动沿桥梁横向输入时的结果分析
• 3.4.3 纵桥向输入和横桥向输入桥梁反应的比较
• 3.5 本章小结
• 第4章 地震动参数与桥梁地震反应的相关性
• 4.1 引言
• 4.2 地震动特征参数
• 4.3 地震动特征参数与桥梁结构反应的相关性
• 4.3.1 远断层地震动参数与桥梁反应的相关性
• 4.3.2 近断层地震动参数与桥梁反应的相关性
• 4.4 地震动参数与桥梁反应相关性的比较
• 4.5 本章小结
• 第5章 竖向地震动对桥梁的影响
• 5.1 引言
• 5.2 地震动记录的选取
• 5.3 竖向地震动对桥梁的影响
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢