基于性能的桥梁结构概率地震需求分析

论文摘要

近几次地震中,许多结构及结构构件都遭受到了严重的破坏,而这些严重的破坏的出现主要是由于位移和变形过大造成的。在过去基于强度的抗震设计中低估了这些过大的位移和变形,因此,现行的基于强度的抗震设计方法主要是防止结构倒塌来保护人的生命安全但还是无法满足抗震设计要求。为了克服现行的设计方法的缺点,本文提出了基于性能的概率地震需求分析。该方法可以把地面运动的随机性和结构本身的不确定都考虑进去。以该方法为基础,研究了普通混凝土梁式桥的抗震性能。计算结构NO、IO、LS、CP各性能极限状态的易损性曲线,给出了地震作用下50年设计基准期内结构的抗震性能的概率评估。研究结果表明:采用不同工程需求参数作为量化指标对易损性结果影响较大,该桥梁结构满足多重抗震设防水准。利用该方法,本文还对减震桥梁进行了研究。给出了结构的易损性曲线,并对无阻尼器和有阻尼器结构的易损性曲线进行了比较,结合地震危险性曲线,得到结构在五十年内的地震需求危险性曲线。研究结果表明:不加阻尼器时五十年内发生碰撞的超越概率接近极限超越概率,加阻尼器后能很好的满足性能水准要求;在小震中阻尼器对结构的抗震性能提高不是很明显,而在大震中能够对结构的抗震性能提高很多。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题背景及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文主要内容
• 2 概率地震需求分析的基本原理
• 2.1 引言
• 2.2 基本概念
• 2.3 地震需求危险性曲线的推导
• δIM ] 的计算'>2.4 易损性P[EDP >δIM ] 的计算
• 2.5 本章小结
• 3 普通桥梁结构的有限元建模
• 3.1 引言
• 3.2 结构模型
• 3.3 结构动力特性
• 3.4 本章小结
• 4 普通桥梁结构的概率地震需求分析
• 4.1 引言
• 4.2 地震动及地震动强度指标的选取
• 4.3 易损性曲线的形成
• 4.4 抗震性能概率评价
• 4.5 本章小结
• 5 减震桥梁的概率地震需求分析
• 5.1 引言
• 5.2 结构模型
• 5.3 参数选择
• 5.4 性能评价
• 5.5 简化方法讨论
• 5.6 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录Ⅰ攻读学位期间发表的学术论文