本文關(guān)鍵詞：FPS支座雙軸耦合效應(yīng)及其對(duì)曲線橋抗震性能影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國(guó)是一個(gè)地震十分頻繁的國(guó)家。在歷次大地震中,諸多曲線橋梁發(fā)生了落梁、墩柱彎剪破壞、整體垮塌等震害。分析原因有以下兩點(diǎn):一、曲線橋地震反應(yīng)規(guī)律相比直線橋復(fù)雜,難以給出針對(duì)不同設(shè)計(jì)參數(shù)曲線橋的準(zhǔn)確高效建模分析方法。二、針對(duì)減隔震支座,缺乏理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的精細(xì)化分析。以上兩原因造成曲線橋?qū)嶋H地震反應(yīng)與模擬結(jié)果相距過大,在真實(shí)地震作用下橋梁發(fā)生預(yù)估之外的反應(yīng),導(dǎo)致震害的發(fā)生。針對(duì)以上問題,本文選取一典型曲線橋?yàn)檠芯繉?duì)象,針對(duì)不同參數(shù)曲線橋(圓心角67°~0°、跨寬比2.78~1.67、橋墩長(zhǎng)細(xì)比3.0~7.6)進(jìn)行建模方法分析。同時(shí)針對(duì)6個(gè)摩擦擺減隔震(FPS)支座,進(jìn)行雙軸耦合擬靜力試驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的研究。最后對(duì)一發(fā)生實(shí)際震害曲線橋進(jìn)行建模分析,主要內(nèi)容以下:(1)以某典型曲線橋?yàn)檠芯繉?duì)象,采用OpenSEES軟件,針對(duì)不同上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)曲線橋,分別采用三種不同建模方法建模。探究針對(duì)不同曲率半徑,橋?qū)?墩柱高度,墩柱形式曲線橋高效、準(zhǔn)確的抗震建模方法。為FPS隔震曲線橋抗震性能研究提供建模方法依據(jù)。(2)考慮到影響支座減隔震性能的主要因素為摩擦系數(shù),探討摩擦系數(shù)會(huì)受摩擦速度,軸壓力等的影響。雙軸耦合效應(yīng)對(duì)FPS支座減隔震性能影響較大,設(shè)計(jì)采用不同加載速度、軸壓力,雙軸耦合加載方式的試驗(yàn)加載方案。(3)通過FPS支座雙向擬靜力加載試驗(yàn),得到荷載—位移的滯回曲線。并通過滯回曲線得到支座的屈服力、回復(fù)力、摩擦系數(shù)、耗能能力等抗震特性。通過分析對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得到加載速度,軸力,雙軸耦合效應(yīng)對(duì)支座抗震性能的影響規(guī)律。最后通過合理選定模擬方法,針對(duì)以上影響規(guī)律實(shí)現(xiàn)精細(xì)化數(shù)值模擬的FPS支座模型。(4)對(duì)某一實(shí)際發(fā)生震害的曲線橋,依據(jù)上文研究結(jié)果建模并進(jìn)行地震反應(yīng)分析。分析得到橋梁的地震反應(yīng)規(guī)律,并將該結(jié)果與橋梁實(shí)際震害進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果證明采用適宜建模方法的OpenSEES模型可較好地模擬曲線橋?qū)崢虻卣鸱磻?yīng)。對(duì)該橋設(shè)計(jì)FPS支座,采用前述的FPS支座數(shù)值模擬方法,證明該支座能有效減小橋梁震害,降低震后橋梁修復(fù)難度。本文探究并提出了針對(duì)不同形式曲線橋梁的精細(xì)化數(shù)值模擬方法,并通過試驗(yàn)分析確定了FPS支座雙軸耦合效應(yīng)的精細(xì)化FPS支座模型。為橋梁設(shè)計(jì)者提供了曲線橋抗震分析模型建模依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：曲線梁橋 建模方法 FPS支座 雙軸耦合 減隔震
【學(xué)位授予單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U442.55
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 選題背景9-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 橋梁數(shù)值模擬方法研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 FPS隔震體系研究綜述14-15
• 1.3 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線15-17
• 1.3.1 本文研究?jī)?nèi)容15
• 1.3.2 技術(shù)路線15-17
• 第2章 曲線橋數(shù)值模擬方法研究17-62
• 2.1 引言17
• 2.2 建模軟件OPENSEES介紹17-18
• 2.3 本章主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 2.4 某橋梁工程概況19-22
• 2.4.1 主梁20-21
• 2.4.2 墩柱及基礎(chǔ)21-22
• 2.4.3 地質(zhì)情況22
• 2.5 橋梁上部結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬方法研究22-39
• 2.5.1 現(xiàn)階段研究成果概述22-23
• 2.5.2 上部結(jié)構(gòu)建模方法簡(jiǎn)介23-26
• 2.5.3 橋梁變參數(shù)確定依據(jù)26-27
• 2.5.4 地震動(dòng)輸入27-28
• 2.5.5 控制參數(shù)選取28-29
• 2.5.6 結(jié)果分析29-38
• 2.5.7 總結(jié)38-39
• 2.6 橋梁下部結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬方法研究39-53
• 2.6.1 概述39-40
• 2.6.2 墩柱建模方法簡(jiǎn)介40-43
• 2.6.3 橋梁變參數(shù)確定依據(jù)43-44
• 2.6.4 控制參數(shù)選取44
• 2.6.5 結(jié)果分析44-52
• 2.6.6 小結(jié)52-53
• 2.7 橋梁基礎(chǔ)數(shù)值模擬方法研究53-59
• 2.7.1 概述53-54
• 2.7.2 樁基礎(chǔ)建模方法簡(jiǎn)介54-56
• 2.7.3 橋梁變參數(shù)確定依據(jù)56
• 2.7.4 控制參數(shù)選取56-57
• 2.7.5 結(jié)果分析57-59
• 2.8 本章小結(jié)59-62
• 第3章 FPS支座雙軸耦合擬靜力試驗(yàn)設(shè)計(jì)62-83
• 3.1 引言62
• 3.2 FPS支座簡(jiǎn)介62-64
• 3.3 FPS支座減隔震性能及影響因素64-66
• 3.4 FPS支座雙軸耦合現(xiàn)象等非線性性質(zhì)簡(jiǎn)介66-67
• 3.4.1 FPS支座雙軸耦合現(xiàn)象66-67
• 3.4.2 動(dòng)軸力，大變形非線性效應(yīng)67
• 3.4.3 小結(jié)67
• 3.5 試驗(yàn)方法選定67-68
• 3.6 試驗(yàn)設(shè)計(jì)68-73
• 3.6.1 FPS支座設(shè)計(jì)68-70
• 3.6.2 作動(dòng)器布置70-71
• 3.6.3 支座布置及連接板設(shè)計(jì)71-73
• 3.7 試驗(yàn)準(zhǔn)備73-76
• 3.7.1 試驗(yàn)設(shè)備選定73
• 3.7.2 位移計(jì)布置73-75
• 3.7.3 試件安裝75-76
• 3.8 加載方案76-81
• 3.8.1 加載方案綜述76-77
• 3.8.2 支座豎向剛度試驗(yàn)方法77
• 3.8.3 支座單向水平力加載試驗(yàn)方法77-78
• 3.8.4 支座雙向水平力加載試驗(yàn)方法78-79
• 3.8.5 支座雙向水平力其他加載方式試驗(yàn)嘗試79-80
• 3.8.6 加載過程匯總80-81
• 3.9 卸載后支座情況81
• 3.10 本章小結(jié)81-83
• 第4章 FPS支座數(shù)值模擬方法研究及試驗(yàn)結(jié)果分析83-108
• 4.1 引言83
• 4.2 理論計(jì)算模型選取83-86
• 4.2.1 Bouc—Wen模型83-84
• 4.2.2 考慮動(dòng)軸力和雙方向耦合的摩擦擺隔震模型84-85
• 4.2.3 FPS支座兩種分析模型的比較85
• 4.2.4 OpenSEES中的支座單元模擬85-86
• 4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析86-104
• 4.3.1 豎向承載力試驗(yàn)結(jié)果86-87
• 4.3.2 支座單向加載試驗(yàn)結(jié)果分析87-90
• 4.3.3 支座雙向菱形加載試驗(yàn)結(jié)果分析90-95
• 4.3.4 支座單向，雙向加載結(jié)果對(duì)比分析95-96
• 4.3.5 支座單向加載數(shù)值模擬96-98
• 4.3.6 支座雙向加載數(shù)值模擬98-102
• 4.3.7 支座矩形加載，圓形加載試驗(yàn)數(shù)據(jù)及數(shù)值模擬102-104
• 4.4 雙向地震荷載作用下支座反應(yīng)模擬分析104-106
• 4.5 本章小結(jié)106-108
• 第5章 FPS隔震，非隔震曲線橋抗震性能對(duì)比研究108-123
• 5.1 引言108
• 5.2 回瀾立交橋資料及震害108-115
• 5.2.1 回瀾立交橋結(jié)構(gòu)布局108-110
• 5.2.2 汶川地震特征110-112
• 5.2.3 基本震害情況112-113
• 5.2.4 嚴(yán)重破壞橋墩介紹113-115
• 5.3 回瀾立交橋汶川地震反應(yīng)模擬分析115-122
• 5.3.1 建模方法簡(jiǎn)介115-116
• 5.3.2 橋梁非線性時(shí)程地震反應(yīng)分析116-118
• 5.3.3 采用FPS支座橋梁非線性時(shí)程地震反應(yīng)分析118-122
• 5.4 本章小結(jié)122-123
• 第6章 結(jié)論與展望123-125
• 6.1 結(jié)論123-124
• 6.2 展望124-125
• 參考文獻(xiàn)125-128
• 致謝128

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  本文關(guān)鍵詞：FPS支座雙軸耦合效應(yīng)及其對(duì)曲線橋抗震性能影響研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：336766