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地面运动强度参数对连续梁桥地震反应的影响

凌泽民  
【摘要】:进入21世纪,我国的桥梁取得了迅猛的发展,而在量大面广的中小跨径及一般大跨径桥梁中,各种形式的预应力混凝土桥梁一直占主导地位,而且有着广阔的发展前景。与此同时,全球范围内的地震频率逐渐上升,所带来的破坏也逐步加大。随着基于性能的地震工程学(PBEE)和抗震设计(PBSD)理论的出现以及不断发展,使地震学与结构抗震两者得以联系。基于性能的地震工程学和抗震设计理论的第一个重要阶段就是地震危险性分析,而选择合理地震动特性的地面运动,符合实际地震灾害环境,使计算结果如概率地震需求等更加真实、可信,从而作为结构设计、分析和加固等的重要依据。基于以上背景,本文从梁桥结构特点入手,系统地研究了地面运动特性对其地震反应的影响,提出了对选择合理的地面运动强度参数(IM)提出建议。该建议可以使计算结果更加符合实际地震灾害环境,能够显著提高概率地震需求模型、工程需求参数(EDP)危险性曲线等的精确性以及计算效率。综合起来,本文主要做了以下几部分工作: (1)通过大量材料试验以及Push-over试验,根据实际图纸,研究如何选择合理的材料本构关系、结构单元等,针对不同的桥梁结构特性,建立更加合理的有限元模型,更加真实、准确地模拟桥梁结构在地震作用下的各种弹性和非线性行为。 (2)研究地面运动强度参数对于梁桥结构地震反应的影响,揭示出具有不同动力特性的梁桥结构对于不同地面运动强度参数的敏感度。 (3)根据梁桥动力特性方面的特殊性和复杂性如高模态效应等,分析地面运动特性与结构动力特性对于梁桥结构地震需求的影响,确定地面运动强度参数对于不同构件、不同地震反应参数的影响程度。 (4)对桥梁抗震设计中合理地选择地面运动强度参数,量化地面运动强度水平提出建议。


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