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基于PUSH-OVER分析方法的混凝土曲线梁桥抗震性能分析

作　者: 王振宇
导　师: 徐岳
学　校: 长安大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 混凝土曲线梁桥 Push-over分析 侧向力 半径 能力谱 需求谱 抗震性能
分类号: U442.55
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


混凝土曲线梁桥在地震中一般破坏较为严重,本文结合混凝土曲线梁桥的特点,以实际工程中的混凝土曲线梁桥为背景,选用相对简单又较为准确的Push-over分析方法,对混凝土曲线梁桥的动力特性及地震响应规律进行系统的分析研究。本文研究内容如下：(1)借鉴现有国内外研究成果及相关文献,系统的整理Push-over分析方法,总结归纳该方法的基本原理、基本假定、实施过程及侧向力分布模式；应用结构抗震能力评价的能力谱方法,总结其分析研究过程,为本文后续研究工作提供理论支撑。(2)选取混凝土曲线梁桥的工程实例,通过有限元软件建立混凝土曲线梁桥的空间有限元动力模型,并对结构有限元模型进行静力校核,验证有限元模型的合理性；对有限元模型进行结构动力分析,得到结构动力特性,即结构的固有频率及振型,对结构动力特性进行分析并总结规律,验证结构动力特性合理性,同时分析结构模型参数变化对结构动力特性的影响,为混凝土曲线梁桥的推覆分析奠定基础。(3)建立不同高度的独立桥墩有限元模型,基于push-over分析方法,对独立桥墩进行侧向推覆分析,得到独立桥墩基底剪力和墩顶位移的V-D关系曲线,对V—D曲线进行分析并总结结构剪力、位移变化规律,分析桥墩高度对结构侧向推覆分析的影响。(4)建立不同半径的混凝土曲线梁桥全桥有限元模型,基于push-over分析方法,对混凝土曲线梁桥进行侧向推覆分析,得到结构全桥在纵桥向及横桥向的基底剪力和墩顶位移的V—D关系曲线,对V—D曲线进行分析并总结结构剪力、位移变化规律,分析半径对混凝土曲线梁桥全桥抗震性能的影响。(5)运用能力谱法折减规范规定的弹性反应谱,得到混凝土曲线梁桥的需求谱曲线,同时将混凝土曲线梁桥的V—D曲线转换为能力谱曲线,结合能力谱及需求谱,对混凝土曲线梁桥的抗震能力进行评价；结合混凝土曲线梁桥的动力特性和推覆分析得出的规律,对混凝土曲线梁桥提出减震建议。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-19
  1.1 研究背景及意义  10-11
  1.2 PUSH-OVER分析方法的发展及研究现状  11-13
  1.3 混凝土曲线梁桥的构造及受力特点  13-15
    1.3.1 混凝土曲线梁桥的构造特点  13-14
    1.3.2 混凝土曲线梁桥的受力特点  14-15
  1.4 混凝土曲线梁桥地震动响应研究现状  15-17
  1.5 本文研究主要内容与方法  17-19
第二章 PUSH-OVER分析方法  19-33
  2.1 基本原理与实施步骤  19-22
    2.1.1 基本原理  19-21
    2.1.2 实施步骤  21-22
  2.2 侧向力分布模式  22-25
    2.2.1 独立桥墩模型  23-24
    2.2.2 全桥模型  24-25
  2.3 能力谱方法  25-32
    2.3.1 基本原理  26-27
    2.3.2 结构能力谱曲线的简化  27-28
    2.3.3 等效线性体系  28-30
    2.3.4 计算步骤  30-32
  2.4 章小结  32-33
第三章 混凝土曲线梁桥动力特性分析  33-48
  3.1 算例描述  33-34
  3.2 混凝土曲线梁桥动力分析模型  34-37
    3.2.1 混凝土曲线箱梁的模拟  34-35
    3.2.2 结构墩、台及基础的模拟  35-36
    3.2.3 边界条件的模拟  36-37
  3.3 结构有限元模型静力校核  37-38
  3.4 动力特性分析方法及内容  38-45
    3.4.1 分析方法  39-41
    3.4.2 结构自振频率和振型  41-45
  3.5 结构参数变化对动力特性的影响  45-47
    3.5.1 基础不同约束方式对结构动力特性的影响  46
    3.5.2 支座模拟方式对结构动力特性的影响  46-47
  3.6 本章小结  47-48
第四章 混凝土曲线梁桥PUSH-OVER分析  48-90
  4.1 混凝土曲线梁桥地震动损伤分析与设防标准  48-50
    4.1.1 地震动损伤分析  48-49
    4.1.2 设防标准  49-50
  4.2 混凝土曲线梁桥Push-over分析  50-85
    4.2.1 基于设计反应谱的需求谱的建立  50-53
    4.2.2 独立桥墩Push-over分析  53-66
    4.2.3 混凝土曲线梁桥全桥Push-over分析  66-85
  4.3 混凝土曲线梁桥抗震能力评估  85-88
  4.4 小节  88-90
结论与展望  90-93
  1. 结论  90-91
  2. 建议与展望  91-93
参考文献  93-96
攻读硕士学位期间参与的项目  96
攻读硕士学位期间发表的学术论文  96-97
致谢  97

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 勘测、设计与计算 > 桥涵设计 > 震害分析与抗震设计
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