【摘要】：本文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外抗震研究成果及相關(guān)規(guī)范的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)多層立交結(jié)構(gòu)建設(shè)實(shí)踐，采用多級(jí)設(shè)防思想和彈塑性纖維模型分析法，通過(guò)理論公式推導(dǎo)和有限元數(shù)值分析，對(duì)城市多層立交結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防水準(zhǔn)、抗震性能水平和目標(biāo)、塑性鉸、延性能力及抗震設(shè)計(jì)計(jì)算方法進(jìn)行研究，主要完成以下工作： 以國(guó)內(nèi)外抗震研究成果及相關(guān)規(guī)范為基礎(chǔ)，考慮我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)狀況及與現(xiàn)行規(guī)范的銜接，通過(guò)分析歸納等方法，對(duì)城市多層立交結(jié)構(gòu)提出5級(jí)抗震設(shè)防水準(zhǔn)，并給出每一等級(jí)下構(gòu)件災(zāi)害狀態(tài)；將城市多層立交橋梁按照重要性分類，提出不同類型結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo)矩陣及抗震設(shè)防水準(zhǔn)所對(duì)應(yīng)的性能目標(biāo)圖，方便在實(shí)際工程中參考應(yīng)用。 采用有限元非線性時(shí)程分析方法，研究多層立交橋梁上下部結(jié)構(gòu)14種連接形式、豎向4種地震波荷載分量及4種阻尼比大小等因素對(duì)結(jié)構(gòu)自振特性、順橋向及橫橋向地震響應(yīng)的影響，得出其地震力響應(yīng)特征規(guī)律；結(jié)合實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)公式及規(guī)范要求，從結(jié)構(gòu)振型取用、支座形式設(shè)置、伸縮量確定、墩柱彈性階段“雙控目標(biāo)”的確定、阻尼比及豎向分量選取等6個(gè)方面對(duì)多層立交結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行分析，并給出抗震設(shè)計(jì)建議。 采用彈塑性纖維模型分析法，考慮動(dòng)軸壓、主梁剛度及高階振型耦合效應(yīng)的影響，研究多層立交橋梁主要構(gòu)件的塑性鉸出鉸順序、隨時(shí)間的發(fā)展變化、結(jié)構(gòu)耗能能力、塑性鉸轉(zhuǎn)角大小及時(shí)程變化、墩頂位移、截面實(shí)際破損狀態(tài)及破損狀態(tài)與其余指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系等。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)理論分析，提出利用截面曲率作為多層立交結(jié)構(gòu)墩柱延性性能指標(biāo)來(lái)定量描述截面破損狀態(tài)的方法。 基于常見(jiàn)的截面破損模型，結(jié)合多層立交結(jié)構(gòu)延性性能特征，根據(jù)平截面假定及力的平衡原理，推導(dǎo)了材料應(yīng)變與曲率系數(shù)的關(guān)系公式；通過(guò)建立結(jié)構(gòu)抗震性能水準(zhǔn)與曲率系數(shù)的聯(lián)系，推導(dǎo)了曲率系數(shù)與性能水準(zhǔn)的定量關(guān)系公式；并提出利用曲率系數(shù)定量表示截面破損指標(biāo)的方法；在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步建立基于曲率延性系數(shù)的截面破損指標(biāo)與性能水準(zhǔn)關(guān)系公式。 采用前文推導(dǎo)公式以及幾何加權(quán)分配思想，將構(gòu)件截面破損指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重分配，建立基于曲率延性系數(shù)的單個(gè)構(gòu)件及整體結(jié)構(gòu)損傷程度的模型，并利用此模型分析了多層立交結(jié)構(gòu)單個(gè)構(gòu)件及整體結(jié)構(gòu)延性性能。 在建立結(jié)構(gòu)整體破損指標(biāo)的基礎(chǔ)上，提出基于曲率延性系數(shù)的結(jié)構(gòu)彈塑性階段設(shè)計(jì)方法及詳細(xì)流程；結(jié)合現(xiàn)行城市橋梁抗震規(guī)范，系統(tǒng)地提出一套基于性能的多層立交結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)方法。
【圖文】：

地震造成的立交橋梁垮塌也導(dǎo)致了震后救災(zāi)生命線破壞，從而延長(zhǎng)了救援時(shí)間，并進(jìn)一步加重了損失。因此，必須針對(duì)立交結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，對(duì)其在地震作用下的動(dòng)力行為進(jìn)行有效的控制，使結(jié)構(gòu)在地震作用下具有良好的抗震性能和安全度。多層交通或多層橋面的城市橋梁近年來(lái)備受青睞，此種結(jié)構(gòu)能解決空間受限問(wèn)題，并能滿足與建筑結(jié)構(gòu)相互協(xié)調(diào)的特殊要求，更好地實(shí)現(xiàn)人、非、車的分流，并在有限的土地資源空間內(nèi)極大地提高城市交通的使用效率、改善橋梁通行條件。在美國(guó)，日本以及我國(guó)的北京、上海、重慶、西安、南昌和香港特區(qū)，均修建了雙層或多層高架橋。其中，我國(guó)已建成的多層立交橋梁主要有：上海修建的公鐵兩用雙層橋，頂層為公路橋，底層為鐵路橋，是我國(guó)最早的雙層立交橋，此橋采用連續(xù)結(jié)構(gòu)體系；重慶加氣站附近小半徑雙層立交，采用連續(xù)梁結(jié)構(gòu)體系，如圖 1.1；南京雨潤(rùn)集團(tuán)物流公司在西安草灘建成的三層立交橋梁，主要服務(wù)于物流廠區(qū)，采用固接結(jié)構(gòu)體系、簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)體系及簡(jiǎn)支與固接混合結(jié)構(gòu)體系三種類型，如圖 1.2 所示。對(duì)于城市多層立交橋梁而言，縱橋向大部分采用連續(xù)結(jié)構(gòu)體系，橫橋向?yàn)槎鄬涌蚣芙Y(jié)構(gòu)。

地震造成的立交橋梁垮塌也導(dǎo)致了震后救災(zāi)生命線破壞，從而延長(zhǎng)了救援時(shí)間，并進(jìn)一步加重了損失。因此，必須針對(duì)立交結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，對(duì)其在地震作用下的動(dòng)力行為進(jìn)行有效的控制，使結(jié)構(gòu)在地震作用下具有良好的抗震性能和安全度。多層交通或多層橋面的城市橋梁近年來(lái)備受青睞，此種結(jié)構(gòu)能解決空間受限問(wèn)題，并能滿足與建筑結(jié)構(gòu)相互協(xié)調(diào)的特殊要求，更好地實(shí)現(xiàn)人、非、車的分流，并在有限的土地資源空間內(nèi)極大地提高城市交通的使用效率、改善橋梁通行條件。在美國(guó)，日本以及我國(guó)的北京、上海、重慶、西安、南昌和香港特區(qū)，均修建了雙層或多層高架橋。其中，，我國(guó)已建成的多層立交橋梁主要有：上海修建的公鐵兩用雙層橋，頂層為公路橋，底層為鐵路橋，是我國(guó)最早的雙層立交橋，此橋采用連續(xù)結(jié)構(gòu)體系；重慶加氣站附近小半徑雙層立交，采用連續(xù)梁結(jié)構(gòu)體系，如圖 1.1；南京雨潤(rùn)集團(tuán)物流公司在西安草灘建成的三層立交橋梁，主要服務(wù)于物流廠區(qū)，采用固接結(jié)構(gòu)體系、簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)體系及簡(jiǎn)支與固接混合結(jié)構(gòu)體系三種類型，如圖 1.2 所示。對(duì)于城市多層立交橋梁而言，縱橋向大部分采用連續(xù)結(jié)構(gòu)體系，橫橋向?yàn)槎鄬涌蚣芙Y(jié)構(gòu)。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U448.17;U442.55

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 單德山,李喬;鐵路曲線梁橋抗震設(shè)計(jì)分析[J];重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào);2005年01期

2 馮云田,李明瑞,林春哲;復(fù)雜結(jié)構(gòu)的彈性地震反應(yīng)分析[J];地震工程與工程振動(dòng);1991年04期

3 陳波,呂西林,李培振,陳躍慶;均勻土-樁基-結(jié)構(gòu)相互作用體系的計(jì)算分析[J];地震工程與工程振動(dòng);2002年03期

4 聶利英,李建中,范立礎(chǔ);復(fù)雜結(jié)構(gòu)地震動(dòng)輸入方向的基本原理及其影響[J];地震工程與工程振動(dòng);2003年03期

5 翟長(zhǎng)海,公茂盛,張茂花,謝禮立,張敏政;工程結(jié)構(gòu)等延性地震抗力譜研究[J];地震工程與工程振動(dòng);2004年01期

6 李建中,宋曉東,范立礎(chǔ);橋梁高墩位移延性能力的探討[J];地震工程與工程振動(dòng);2005年01期

7 馬宏旺,趙國(guó)藩;鋼筋混凝土矩形柱截面曲率延性系數(shù)概率分析[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);2001年04期

8 王東升;孫治國(guó);李曉莉;霍q

本文編號(hào)：2548256