發(fā)布時間：2018-12-29 10:46

【摘要】：近斷層地震動具有區(qū)別于遠場地震動的顯著地面運動特征,如震害集中性、破裂前方效應(yīng)、滑沖效應(yīng)、上/下盤效應(yīng)以及豎向效應(yīng)等。近斷層效應(yīng)使得位于斷層附近或者跨越斷層的長周期斜拉橋地震響應(yīng)更加強烈和復(fù)雜。本文基于國家自然科學基金資助項目“斜拉橋近場地震‘活斷層-土-結(jié)構(gòu)’一體化分析理論與試驗研究”(No.51378110),研究近斷層地震動空間分布特征、脈沖效應(yīng)地震動所含破裂前方效應(yīng)和滑沖效應(yīng)、上/下盤效應(yīng)以及豎向效應(yīng)對大跨斜拉橋結(jié)構(gòu)的不利響應(yīng)。主要研究內(nèi)容及結(jié)論包括：(1)近斷層地震動空間分布特征對斜拉橋的不利響應(yīng)研究臺灣Chi-Chi地震整體空間分布、局部空間分布對斜拉橋地震響應(yīng)影響,以及地震動參數(shù)與結(jié)構(gòu)響應(yīng)相關(guān)性。頻譜分析表明,斷層破裂區(qū)域(Middle District, MD)地震波低頻成分顯著、斷層法向譜值均高于平行向。以某主跨為406m的斜拉橋為研究對象,計算表明MD區(qū)斜拉橋響應(yīng)顯著,塔頂縱向位移、塔底內(nèi)力分別是BD區(qū)的4.03倍和2.0倍,該區(qū)域抗震設(shè)計時可采用PGV及PGA作為結(jié)構(gòu)響應(yīng)參數(shù)的評估指標；FD區(qū)域塔頂縱向位移是BD區(qū)域的2.06倍,而其塔底內(nèi)力較BD區(qū)域下降了30%以上,FD區(qū)抗震設(shè)計重點關(guān)注結(jié)構(gòu)位移設(shè)計,該區(qū)域采用輸入能和PGV作為地震動強度指標；BD區(qū)須提高結(jié)構(gòu)的強度需求,該區(qū)域采用斷層距及PGV作為地震動強弱指標。MD區(qū)斷層法向分量對結(jié)構(gòu)響應(yīng)顯著。參數(shù)PGVP/N介于0.2～0.6時,建議選擇斷層法向分量地震動輸入結(jié)構(gòu)中進行響應(yīng)分析。(2)近斷層脈沖地震動所含破裂前方效應(yīng)和滑沖效應(yīng)對斜拉橋的不利響應(yīng)考慮近斷層兩種脈沖型地震動對結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響時,首先應(yīng)關(guān)注滑沖效應(yīng)地震動對斜拉橋主塔部分的不利響應(yīng)�；瑳_效應(yīng)塔頂縱向位移分別是破裂前方效應(yīng)、近場無速度脈沖、遠場三組地震動的1.61、2.92、17.27；塔底彎矩值比值為1.04、1.15、2.88；剪力比值為1.22,1.26和2.38。采用Mavroeidis模型合成的近斷層脈沖地震動與原波頻譜特性吻合更好,合成波和原波對主塔位移、內(nèi)力響應(yīng)的分布規(guī)律具有較好的吻合。(3)近斷層上/下盤效應(yīng)及豎向效應(yīng)對斜拉橋地震的不利響應(yīng)考慮近斷層上/下盤效應(yīng)對斜拉橋動力響應(yīng)影響時,主要應(yīng)滿足上盤區(qū)域地震動對結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移響應(yīng)的要求,尤其是結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)影響。上盤區(qū)域地震動作用下結(jié)構(gòu)響應(yīng)顯著,塔頂縱向位移峰值、塔底彎矩峰值和剪力峰值均值分別是下盤區(qū)域的2.61、1.41和1.30倍。上盤區(qū)域豎向效應(yīng)顯著時,對結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)影響顯著；豎向地震動對結(jié)構(gòu)剪力計算值具有不同程度的增加；豎向效應(yīng)對結(jié)構(gòu)彎矩計算值影響較小。本文主要研究近場地震動空間分布特征、脈沖地震動所含破裂方向性效應(yīng)和滑沖效應(yīng)、上／下盤效應(yīng)及豎向效應(yīng)對斜拉橋結(jié)構(gòu)的不利響應(yīng)規(guī)律,研究可進一步揭示近斷層效應(yīng)對長周期結(jié)構(gòu)抗震性能的影響,上述結(jié)果可為今后近斷層地震動作用下斜拉橋的抗震設(shè)計提供一定的借鑒和參考。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U442.55;U448.27

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本文編號：2394739