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基于模态分析Pushover方法的城市轨道交通桥梁抗震性能评估

作　者: 李慧杰
导　师: 倪永军
学　校: 北京交通大学
专　业: 城市轨道工程
关键词: 基于模态分析的pushover方法 城市轨道交通桥梁 抗震性能评估 能力谱法
分类号: U448.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 224次
引　用: 1次
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内容摘要


城市轨道交通是城市交通系统中非常重要的组成部分。高架线路在城市轨道交通线路中占有很大比例,城市轨道交通桥梁一旦受到地震破坏,将会造成巨大的人员伤亡和财产损失。目前我国的城市轨道交通结构没有专用的抗震设防标准,因此城市轨道交通桥梁结构的抗震性能评估成为一项非常重要的课题。早期修建的城市轨道交通桥梁参考《铁路工程抗震设计规范》(GBJ111-87)进行设计,该规范在06年进行了修订,抗震设防等各项要求有了很大提高,因此有必要对按照《铁路工程抗震设计规范》(GBJ111-87)设计的城市轨道交通桥梁进行校验。本文首先详细阐述了静力弹塑性分析方法的研究现状,总结了能力谱法和Pushover分析方法的基本原理和实施步骤,对能力谱法中如何确定适合的需求曲线与能力曲线进行了深入研究。本文分析了不同的R-μ-T关系,在此基础上,使用按照我国场地类别和设计分组调整后的Krawinkler-Nassar的R-μ-T关系建立了基于《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)设计谱的弹塑性需求谱。本文引入了考虑高阶模态影响的基于模态分析的Pushover方法,建议了对应基于模态分析的Pushover方法的水平侧向力分布形式。使用三种水平侧向力加载方式对具体的城市轨道交通桥梁单墩模型进行抗震性能评估并与规范算法及时程分析结果进行对比,研究不同水平侧向力加载方式的适用性。研究结果表明基于模态分析的pushover方法在弹性范围内比较接近规范算法,可以适用于城市轨道交通桥梁的抗震性能评价。本文对《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)和《铁路工程抗震设计规范》(GBJ111-87)进行了对比研究,并且使用四种水平侧向力加载方式评估一座实际的城市轨道交通连续梁桥在《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)规定的设计地震和罕遇地震下的抗震性能。评估结果表明该城市轨道交通连续梁桥在设计时留有足够的抵抗罕遇地震的能力。综合考虑结构构造设施对位移的限制,结构在罕遇地震下虽然进入塑性状态但能够满足《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)的要求。

全文目录


致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 绪论  10-18
  1.1 引言  10-11
  1.2 结构抗震性能评估方法  11-15
    1.2.1 静力法  12
    1.2.2 反应谱法  12-13
    1.2.3 动力时程分析方法  13
    1.2.4 增量动力分析方法  13-14
    1.2.5 静力弹塑性分析方法  14-15
  1.3 本文研究内容  15-16
  1.4 技术路线  16-18
2 静力弹塑性分析方法  18-36
  2.1 能力谱方法  22-30
    2.1.1 等效单自由度体系  22-23
    2.1.2 等效线性体系  23-25
    2.1.3 能力谱方法基本步骤  25-28
    2.1.4 地震响应求解方法  28-30
  2.2 Pushover分析方法  30-36
    2.2.1 Pushover分析方法的基本假定  30
    2.2.2 pushover分析方法的原理  30-31
    2.2.3 pushover分析步骤  31-32
    2.2.4 侧向水平荷载的选取  32-36
3 弹塑性需求谱的建立  36-48
  3.1 等价原则及R-μ-T关系  36-40
  3.2 基于铁路工程抗震设计规范弹性设计谱的地震需求谱  40-45
  3.3 本章小结  45-48
4 基于模态分析的Pushover方法的适用性检验  48-62
  4.1 基于模态分析的pushover方法基本原理  48
  4.2 基于模态分析的pushover方法实施步骤  48-49
  4.3 基于模态分析的pushover方法的侧向力分布形式  49
  4.4 基于模态分析的pushover方法在城市轨道交通高架桥梁抗震分析中的适用性检验  49-61
    4.4.1 模型的建立  49-53
    4.4.2 基于模态分析的pushover方法  53-55
    4.4.3 结果分析  55-61
  4.5 本章小结  61-62
5 城市轨道交通连续梁桥抗震性能评估  62-82
  5.1 《城市轨道交通结构抗震设计规范》(2008年讨论稿)  62-63
  5.2 87版与06版《铁路工程抗震设计规范》对比分析  63-70
    5.2.1 抗震设防性能要求  63-64
    5.2.2 场地条件分类  64-65
    5.2.3 设防烈度的规定  65-66
    5.2.4 设计谱  66-69
    5.2.5 延性设计  69-70
  5.3 连续梁桥的抗震性能评估  70-80
    5.3.1 模型的建立  70-73
    5.3.2 连续梁桥的Pushover分析  73-76
    5.3.3 结果分析  76-80
  5.4 本章小结  80-82
6 结论与展望  82-84
  6.1 结论  82-83
  6.2 工作展望  83-84
参考文献  84-88
作者简历  88-92
学位论文数据集  92

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 各种桥梁 > 桥梁：按用途分 > 铁路桥
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