近断层地震动作用下桥梁地震响应研究

摘要

近年来，研究者对于近断层地震动的重视程度日渐提高，开展了大量的研究工作，并取得了一定的成果。然而，绝大部分的研究工作重点往往在脉冲型近断层地震动的特性，以及脉冲近断层地震波作用下结构的水平响应方面，对无脉冲近断层地震动，以及结构在近断层地震动作用下的竖向响应涉及较少。为此，本文开展了一定的研究，取得了一些成果，具体内容如下:
　　1，对板式橡胶支座竖向刚度取值问题进行探讨。研究表明:支座受压与受拉刚度应根据实际情况取为不同数值，否则，会低估远场地震作用下桥梁上部结构的竖向响应，为桥梁安全带来隐患;
　　2，利用有限元分析软件SAP2000，建立一三跨简支梁桥，分别输入三向脉冲型近断层地震波、无脉冲型近断层地震波、远场普通波进行时程分析，并对比分析三种类型地震波作用下桥梁结构竖向响应。研究表明:脉冲型近断层地震波作用下，桥梁结构竖向响应明显大于远场普通波，而无脉冲近断层地震波作用下的桥梁竖向响应小于远场普通波。
　　3，利用上述模型，改变输入的三向地震波中竖向与水平向加速度峰值比，探讨研究了桥梁结构响应对峰值比大小的敏感程度。研究表明:无脉冲近断层地震波作用，及远场普通波作用下，梁墩竖向相对位移敏感度较高，脉冲型近断层地震波作用下，梁墩竖向相对位移敏感度较低。
　　4，运用非线性有限元分析软件ABAQUS，建立一单墩模型，分别在水平向输入脉冲型近断层地震波及远场普通波，对比分析两种地震波作用下混凝土受力、破坏类型、钢筋应力分布及屈服状态。研究表明:两种类型地震波作用下，混凝土破坏部位、屈服钢筋分布部位、钢筋最大应力出现部位不尽相同。并且，脉冲型近断层地震波作用下，钢筋最大应力值，与普通地震波作用下的钢筋最大应力值相比有较大增加。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 近断层地震动含义及研究现状

1．2．1 近断层地震动含义

1．2．2 近断层水平地震动研究现状

1．2．3 近断层竖向地震动研究现状

1．3 地震输入机理

1．3．1 一致激励下的地震动输入机理

1．3．2 多点激励下地震动输入机理

1．4 本文研究目的与研究内容

1．4．1 研究目的

1．4．2 研究内容

第二章 近断层地震动特征及地震波选取

2．1 近断层效应

2．1．1 上盘效应

2．1．2 方向性效应

2．1．3 滑冲效应

2．1．4 竖向加速度效应

2．1．5 其他特征

2．2 脉冲型近断层地震动含义及产生机理

2．3 近断层地震波的特征

2．3．1 近断层地震波基本特征

2．3．2 近断层地震波反应谱

2．3．3 近断层地震波能量输入

2．3．4 近断层地震波功率谱

2．3．5 近断层地震波傅里叶谱

2．4 地震波选取

2．5 本章小结

第三章 多类型地震波作用下梁体竖向响应对比

3．1 引言

3．2 竖向地震分析方法

3．2．1 静力法

3．2．2 反应谱法

3．2．3 时程分析法

3．2．4 弹塑性静力分析方法

3．2．5 增量动力分析方法

3．3 全桥模型的建立

3．4 支座模拟

3．4．1 板式橡胶支座双线性的确定

3．4．2 竖向刚度二线性与单线性相应对比

3．5 研究内容及相关计算设定

3．5．1 研究内容

3．5．2 计算工况

3．5．3 地震波选取及调幅

3．5．4 计算及分析方法

3．6 计算结果与分析

3．6．1 墩高影响

3．6．2 梁长影响

3．6．3 支座刚度比影响分析

3．6．4 支座受压刚度影响

3．7 本章小结

第四章 梁墩竖向相对位移影响因素研究

4．1 引言

4．1．1 研究内容

4．1．2 摩擦摆支座介绍

4．2 计算模型及相关计算分析设定

4．2．1 摩擦摆支座的模拟

4．2．2 模型计算工况分析方法设定

4．3 桥梁支座采用板式橡胶支座

4．3．1 影响因素一：梁体跨径

4．3．2 影响因素二：墩高

4．3．3 影响因素三：支座受压刚度

4．3．4 影响因素四：支座受压受拉刚度比

4．4 桥梁支座采用摩擦摆支座

4．4．1 影响因素一：梁体跨径

4．4．2 影响因素二：墩高

4．5 本章小结

第五章 桥梁竖向响应对PGA比值敏感性研究

5．1 绪论

5．2 研究内容及相关计算分析方法

5．2．1 研究内容

5．2．2 计算模型

5．2．3 计算工况

5．2．4 计算分析方法

5．2．5 数据处理方法

5．3 计算结果分析

5．3．1 远场普通波

5．3．2 脉冲型近断层地震波

5．3．3 无脉冲型近断层地震波

5．3．4 横向比较不同类型地震波下敏感度系数

5．4 本章小结

第六章 单墩在地震波激励下的局部应力分析

6．1 引言

6．2 模型建立

6．2．1 外形尺寸

6．2．2 材料

6．2．3 上部质量块

6．3 计算分析方法

6．4 计算结果

6．4．1 混凝土结果对比

6．4．2 钢筋结果对比

6．5 本章小结

第七章 结论及展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

作者简历

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