考虑地形效应和非一致激励影响的大跨桥梁地震响应

摘要

大跨度桥梁的地震响应分析一直是桥梁工程行业内关注的问题,传统的结构抗震设计假定地面运动在整个基础范围内是一致的,这种假设显然与实际的地震情况相差很大.由于行波效应、不相干效应等,结构在地面各支点的运动应该是不同的,不考虑这些效应,会引起很大的误差.而对于跨度比较大而又处于复杂地形中的结构来说,理论研究和实际观测均表明,地震动的非一致激励效应和地形效应的影响都不容忽视.该论文针对这两种因素对大跨度桥梁结构地震响应的影响,主要就以下两个方面进行了研究:1.首先建立非一致激励下大跨结构的动力响应计算公式.介绍了时程分析法的基本概念,以及求解结构动力响应方程时常用的线性加速度法及Wilson-θ法等几种常用的数值积分方法.比较各种时程积分方法的优缺点,确定了采用Wilson-θ法作为运动方程的时域解法.随后介绍了结构简化时采用的杆模型和结构的质量矩阵、刚度矩阵、阻尼矩阵的具体计算方法.2.结合西部山区典型地形场地,分别将以SH、SV和P波在各种角度斜入射下场地桥台及桥墩基础处地表点的地震加速度响应时程作为大跨桥梁的支承点的地震输入加速度时程,应用有限元法编制程序计算600米和1000米大跨连续钢构桥在非一致激励与一致激励两种情况下桥梁各点的地震加速度时程响应.对比分析和讨论了各种类型的地震波入射角和山峰高宽比对桥梁各点加速度时程响应的影响,得出在各种类型地震波输入下,考虑地形效应影响时桥梁结构的非一致激励动力响应.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明

第一章绪论

1.1研究的目的和意义

1.2.大跨度桥梁地震响应分析理论概述及研究现状

1.2.1反应谱法

1.2.2时程分析法

1.2.3随机振动法

1.2.4影响大跨度桥梁地震响应的几个主要因素

1.3本论文的研究内容

参考文献

第二章确定性地震响应分析—时程分析法

2.1引言

2.2线性运动方程的建立

2.3地震响应方程的数值积分方法

2.3.1线性加速度法

2.3.2 Wilson-θ 法

2.3.3时间步长的选取

2.4结构时程分析的计算模型及刚度矩阵

2.4.1.结构时程分析的计算模型

2.4.2结构刚度矩阵

2.4.2单元质量矩阵

2.4.3结构阻尼矩阵

2.5本章小结

参考文献

第三章SH波入射非一致激励下桥梁地震响应分析

3.1引言

3.2采用不规则地形局部场地模型说明

3.3 1000米跨度连续钢构桥算例分析

3.4 600米跨度连续钢构桥算例分析

第四章SV波入射非一致激励下桥梁地震响应分析

4.1引言

4.2.1000米跨度连续钢构桥算例分析

4.3 600米跨度连续钢构桥算例分析

第五章P波入射非一致激励下桥梁地震响应分析

5.1引言

5.2 1000米跨度连续钢构桥算例分析

5.3 600米跨度连续钢构桥算例分析

结束语

致谢