基于响应面法的隔震连续梁桥地震易损性分析

摘要

近年来，随着我国交通建设事业的迅速发展以及隔震技术的逐渐成熟，隔震桥梁已经成为社会重要的基础设施，但是，有关隔震桥梁在地震作用下的易损性研究尚缺乏，且传统的分析方法计算工作量较大，不易应用到工程实际当中。基于此，本文以一典型的RC隔震连续梁桥为研究对象，结合基于性能的概率地震分析思想，采用典型的响应面法对该桥梁的各主要构件和整个结构体系进行地震易损性分析，进一步为此类桥梁的设计与优化提供参考，减小地震作用下的损害，提高经济与社会效益。本文的主要研究内容包括以下几个方面：
　　1、采用OpenSees分析程序建立此RC隔震连续梁桥的三维有限元分析模型，考虑了材料的非线性，对所建模型进行模态分析，并与SAP2000分析结果进行对比，结果表明采用OpenSees软件分析可靠。
　　2、综合考虑结构本身以及地震动的变异性，选取对结构响应有重要影响的因素，结合各因素的不同水平，进行试验设计；依据该RC隔震连续梁桥的目标反应谱来选取用于分析的地震波。
　　3、在标准响应面法的基础上，基于正态分布假设，建立结构响应的双响应面模型，并对建立的响应面模型进行拟合精度检验，以及对各因素进行敏感性分析，检验结果表明建立的模型有效，并得到了对结构地震响应影响最大的变量；在此基础上结合拉丁超立方抽样与MC法得到该桥梁各构件及结构体系的地震易损性曲线，通过地震易损性曲线对比分析得出：隔震支座的应用大大减小了桥墩的地震易损性。
　　4、采用含有随机因子的响应面法，选取谱加速度Sa作为结构能力指标，对结构能力进行函数拟合，并检验响应面模型拟合的精度与显著性，进而得到该桥梁各主要构件及结构体系的地震易损性曲线；通过对地震易损性曲线分析得出相关的结论，并进一步分析影响响应面模型精度的原因；综合得出：此方法为结构地震易损性分析提供了一种新思路。

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1 绪论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要内容

2 响应面法基本理论

2.1 引言

2.2 响应面法类型选取

2.3 试验设计方法

2.4响应面模型检验评估

2.5 本章小结

3 RC隔震连续梁桥有限元建模及损伤指标确定

3.1 引言

3.2 工程概况

3.3 有限元建模及动力特性分析

3.4 结构损伤指标确定

3.5 本章小结

4 地震易损性分析的双响应面法

4.1 引言

4.2 随机变量的确定

4.3 地震波选取

4.4 损伤状态定义

4.5 地震易损性分析

4.6 本章小结

5 地震易损性分析的含有随机因子的响应面法

5.1 引言

5.2 试验设计与分组

5.3 寻找结构的能力

5.4 响应面模型的建立与检验

5.5 参数敏感性分析与地震易损性曲线

5.6 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录 作者攻读学位期间发表的学术论文等