本文關(guān)鍵詞：高墩大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋在長周期地震動(dòng)作用下的響應(yīng)分析

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【摘要】：相對于普通地震波,長周期地震波對高墩大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋等長周期結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響更大,此類大柔度結(jié)構(gòu)的抗震問題也越來越嚴(yán)峻,已有較多長周期地震動(dòng)造成造成大跨度橋梁、高層建筑等大柔度結(jié)構(gòu)破壞的案例。樁土效應(yīng)、橋墩高度及行波效應(yīng)等因素都會(huì)對響應(yīng)產(chǎn)生影響。研究長周期地震動(dòng)對大跨橋梁、高層建筑等大柔度結(jié)構(gòu)的影響,有重要意義。本文借助有限元軟件ANSYS,著重研究了長周期地震動(dòng)對高墩大跨剛構(gòu)橋的影響,分析了樁土效應(yīng)、墩高因素及行波效應(yīng)對橋梁位移及內(nèi)力響應(yīng)的影響,得到以下結(jié)論：(1)長周期地震波具有持時(shí)長,加速度峰值較低的時(shí)域特性。通過傅里葉變換進(jìn)行頻域特性分析,發(fā)現(xiàn)長周期地震波的低頻成分比較豐富,傅里葉譜的卓越成分比較明顯,長周期地震波的加速度反應(yīng)譜長周期成分明顯比普通地震波譜值大。經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,得到具有一定適用范圍的挑選長周期地震波的擬合公式。(2)以普通地震波作為對比,在長周期地震波作用下,高墩大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)更大,墩頂?shù)奈灰祈憫?yīng)增幅達(dá)到4倍,而且內(nèi)力響應(yīng)也達(dá)到數(shù)倍,主梁的豎橋向彎矩平均增幅為4倍。(3)通過分析樁土相互作用效應(yīng)對高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋響應(yīng)的影響,發(fā)現(xiàn)考慮樁-土-結(jié)構(gòu)相互作用效應(yīng)時(shí),橋梁的位移響應(yīng)增大,同時(shí)橋梁的橫橋向彎矩和橫橋向剪力響應(yīng)會(huì)有所減小。(4)不同墩高的大跨連續(xù)剛構(gòu)橋在長周期地震作用下的響應(yīng)有較大差別,墩高越高,橋墩位移響應(yīng)越大,同時(shí)橋墩剪力響應(yīng)越小。(5)考慮行波效應(yīng),采用相對位移輸入地震波激勵(lì)時(shí),位移響應(yīng)減小,內(nèi)力響應(yīng)比較復(fù)雜。內(nèi)力響應(yīng)在一些位置疊加得到加強(qiáng),在另外一些位置削弱,沒有一致的變化規(guī)律。(6)本文分析了Lock-up裝置的減震效果。Lock-up裝置,不僅使主梁和橋墩的縱向位移得到控制,而且使橫橋向的位移小幅度減小。
【關(guān)鍵詞】：長周期 地震 高墩 大跨 剛構(gòu)橋 響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U442.55;U448.23
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 緒論12-24
• 1.1 地震及災(zāi)害12-15
• 1.1.1 長周期地震動(dòng)簡述12
• 1.1.2 長周期地震震害分析12-15
• 1.2 連續(xù)剛構(gòu)橋的發(fā)展15-17
• 1.3 長周期地震動(dòng)發(fā)生條件17-20
• 1.3.1 震級和震源對長周期地震波的影響17-18
• 1.3.2 震中距的影響18
• 1.3.3 局部場地的影響18-19
• 1.3.4 長周期地震動(dòng)特性研究19-20
• 1.4 長周期地震響應(yīng)分析及大跨度橋梁抗震研究進(jìn)展20-23
• 1.4.1 長周期地震動(dòng)響應(yīng)分析及大跨度橋梁抗震研究20-21
• 1.4.2 國內(nèi)外橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范21-23
• 1.5 本文研究意義和主要內(nèi)容23-24
• 1.5.1 本文研究意義23
• 1.5.2 本文研究內(nèi)容23-24
• 2 橋梁抗震基本理論24-34
• 2.1 橋梁抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)24-25
• 2.2 橋梁抗震計(jì)算理論25-30
• 2.2.1 靜力法25-26
• 2.2.2 反應(yīng)譜法26-28
• 2.2.3 動(dòng)力時(shí)程法28-29
• 2.2.4 隨機(jī)過程分析法29-30
• 2.3 抗震設(shè)計(jì)破壞準(zhǔn)則30-32
• 2.3.1 強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則30
• 2.3.2 延性破壞準(zhǔn)則30-31
• 2.3.3 能量破壞準(zhǔn)則31
• 2.3.4 雙參數(shù)破壞準(zhǔn)則31
• 2.3.5 低周疲勞破壞準(zhǔn)則31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-34
• 3 連續(xù)剛構(gòu)橋模型建立及地震波的選取34-48
• 3.1 橋梁模型的建立34-36
• 3.1.1 有限元軟件介紹34
• 3.1.2 工程背景介紹34-36
• 3.1.3 模型的建立36
• 3.2 高墩大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋自振特性分析36-41
• 3.3 長周期地震波選取及特性分析41-46
• 3.3.1 地震波的選取41-44
• 3.3.2 地震波的時(shí)域特性比較44-45
• 3.3.3 地震波的頻域特性比較45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-48
• 4 高墩大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋動(dòng)力時(shí)程響應(yīng)分析48-94
• 4.1 地震動(dòng)輸入方式的選擇48-49
• 4.2 高墩大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋在長周期地震動(dòng)作用下的響應(yīng)49-56
• 4.2.1 結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)分析49-56
• 4.3 樁土作用效應(yīng)分析56-69
• 4.3.1 樁土作用的研究理論及方法56-58
• 4.3.2 結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)分析58-69
• 4.4 橋梁墩高對連續(xù)剛構(gòu)橋動(dòng)力響應(yīng)的影響69-81
• 4.5 行波效應(yīng)對連續(xù)剛構(gòu)橋動(dòng)力響應(yīng)的影響81-92
• 4.5.1 多點(diǎn)激勵(lì)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)方程81-83
• 4.5.2 多點(diǎn)激勵(lì)的方法83
• 4.5.3 考慮行波效應(yīng)的響應(yīng)分析83-92
• 4.6 本章小結(jié)92-94
• 5 高墩大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋減震措施94-106
• 5.1 引言94-95
• 5.2 LOCK-UP裝置95-103
• 5.3 本章小結(jié)103-106
• 6 總結(jié)與展望106-108
• 6.1 總結(jié)106-107
• 6.2 展望107-108
• 參考文獻(xiàn)108-112
• 作者簡歷112-116
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集116

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