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基于Pushover分析的桥梁抗震研究

作　者: 高依强
导　师: 李青宁
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 基于性能的抗震设计 Pushover分析能力谱方法非线性时程分析
分类号: U442.55
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 24次
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内容摘要

鉴于对桥梁结构震害严重性的认识和抗震设计方法的局限性，20世纪90年代初，美国学者提出了基于性能的抗震设计理论，受到各国工程界的广泛关注。基于性能的抗震设计理论是桥梁抗震设计发展的趋势。这种理论方法是否能够得到广泛的应用取决于能否提供一种简单而有效的地震响应分析方法，故此，Pushover（静力弹塑性推覆）分析方法逐步形成并得到不断发展。1.阐述了基于性能的抗震设计理论的发展过程，探讨了其基本框架与分析流程。对Pushover分析方法在国内外的研究与应用做了简要评述；对Pushover分析方法存在的问题进行了讨论。2.研究了Pushover分析方法的基本原理和具体实施步骤。研究了桥梁计算模型。对桥梁塑性变形的分布特点及塑性铰的位置、结构弹塑性性能的模拟，侧向力加载模式、能力谱法的细化和实现等进行了深入的探讨。3.对单柱式、双柱式桥墩采用不同的侧向力加载模式进行纵、横向Pushover分析，并将分析结果与反应谱分析方法进行比对。4.应用大型有限元分析软件，建立了一座简支转连续梁桥的计算模型，对其进行全桥纵、横向Pushover分析，得到了两个方向上的能力曲线，并将其转化为能力谱，求出在设计地震作用下结构的性能点，并将分析结果与反应谱分析方法得出的结果进行比对。5.对一座大跨连续刚构桥梁进行了Pushover分析，得出了全桥纵、横两个方向上的能力曲线以及能力谱曲线，并将控制点的位移分析结果与时程分析的结果相比对。6.基于国内外研究成果，比较系统地研究提出了桥梁结构Pushover分析的具体应用方法、计算步骤和分析过程；为桥梁结构基于性能的抗震设计提供了可操作性方法。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-22
  1.1 引言  10-12
  1.2 基于性能抗震设计理论的简述  12-16
    1.2.1 基于性能抗震设计理论的发展过程  12-13
    1.2.2 基于性能抗震设计理论的主要内容  13-16
  1.3 Pushover 分析研究概况  16-20
    1.3.1 Pushover 分析在国外研究概况  16-17
    1.3.2 Pushover 分析在国内研究概况  17-20
    1.3.3 Pushover 分析存在的问题  20
  1.4 本文主要研究内容  20-22
2 Pushover 分析方法  22-42
  2.1 Pushover 分析方法的基本原理及实施过程  22-23
    2.1.1 Pushover 分析方法的基本原理  22-23
    2.1.2 Pushover 分析方法的实施过程  23
  2.2 桥梁结构弹塑性有限元模型  23-31
    2.2.1 材料的本构关系  24-26
    2.2.2 弯矩—曲率关系  26-28
    2.2.3 塑性铰  28-31
  2.3 pushover 分析方法的侧向力荷载模式  31-33
    2.3.1 均布加载模式  31-32
    2.3.2 倒三角加载模式  32
    2.3.3 抛物线加载模式  32
    2.3.4 适应性加载模式  32-33
  2.4 能力谱法  33-42
    2.4.1 多自由度体系等效为单自由度体系  33-35
    2.4.2 结构能力曲线的简化  35-37
    2.4.3 能力谱曲线的建立  37-38
    2.4.4 需求谱曲线的建立  38
    2.4.5 性能点的确定  38-42
3 桥墩 Pushover 分析  42-62
  3.1 单柱式桥墩 Pushover 分析  42-51
    3.1.1 模型的建立  42-44
    3.1.2 结构自振特性分析  44
    3.1.3 桥墩截面弯矩—曲率曲线  44-45
    3.1.4 结构的能力曲线  45-46
    3.1.5 结构的能力谱曲线  46
    3.1.6 结构的性能点  46-50
    3.1.7 反应谱分析及结果对比  50-51
  3.2 双柱式桥墩 Pushover 分析  51-62
    3.2.1 模型的建立  51-52
    3.2.2 结构自振特性分析  52-53
    3.2.3 桥墩截面弯矩—曲率曲线  53-54
    3.2.4 结构的能力曲线  54-55
    3.2.5 结构的能力谱曲线  55
    3.2.6 结构的性能点  55-59
    3.2.7 反应谱分析及结果对比  59-62
4 全桥 Pushover 分析  62-84
  4.1 简支转连续梁桥 Pushover 分析  62-72
    4.1.1 全桥模型的建立  62-64
    4.1.2 简支转连续梁桥的振特性分析  64-65
    4.1.3 简支转连续梁桥纵向 Pushover 分析  65-68
    4.1.4 简支转连续梁桥横向 Pushover 分析  68-71
    4.1.5 反应谱分析及结果对比  71-72
  4.2 连续刚构桥 Pushover 分析  72-84
    4.2.1 全桥模型的建立  72-73
    4.2.2 连续刚构桥的振特性分析  73-76
    4.2.3 连续刚构桥纵向 Pushover 分析  76-79
    4.2.4 连续刚构桥横向 Pushover 分析  79-81
    4.2.5 时程分析及结果对比  81-84
5 结论与展望  84-88
  5.1 结论  84-85
  5.2 展望  85-88
致谢  88-90
参考文献  90-94
附录  94

基于Pushover分析的桥梁抗震研究

内容摘要

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