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桥梁结构弹塑性地震反应分析及延性抗震设计方法的研究.pdf

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桥梁结构弹塑性地震反应分析及延性抗震设计方法的研究.pdf

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桥梁结构弹塑性地震反应分析及延性抗震设计方法的研究.pdf

文档介绍

文档介绍:学位论文学位授予单位——一马麟望墨叁鲎垒垫娜核柯畚拇鸨缛掌整叠占鲎答辩委员会主任塑垫勇塾塑堕垦堕查主指导教师姓名型焦盘申请学位级别论文提交日期教年硕士评阅人胡兆目绶..
摘要本论文主要论述桥梁结构弹塑性地震反应分析的各种方法,以及延性抗震设计的方法上来考虑弹塑性,计算量小,且可以考虑截面屈服后卸载和反向加载时刚度的变化,应用析时需要截面的屈服点和极限点,这些都需要求解截面在一定轴力作用下弯矩——曲率曲线,本论文自编了求解弯矩——曲率曲线的程序,程序有良好的界面,使用方便。关键词:弹塑性地震反应延性抗震唤砬和过程。对于规则桥梁,可用简化的弹塑一卣鸱从Ψ治龇椒ń醒有钥拐鸬纳杓坪脱樗恪U种方法首先用反应谱法求出弹性地震力,然后对弹性地震力折减,并用折减后的地震力进行延性抗震的设计和验算。折减系数和结构的延性系数之间存在定量关系。对于复杂桥梁应用弹塑性时程分析的方法进行延性抗震的设计和验算。在通用有限元软件和地震反应分析专用程序中有不同的弹塑性分析单元,通用软件都是从材料层面上来处理弹塑性,计算量大,而专用程序是从截面层面上来考虑弹塑性。每种单元都有各自的优缺点,也都有各自考虑和忽略的问题,笔者一一做了分析和评价,可为弹塑性地震反应分析时软件和单元的选用作参考。在分析和研究这些单元的基础上,笔者提出了一种弹塑性单元,这种方法从截面层面于纵向水平地震反应分析非常方便,适当处理也可用于二维地震反应分析,但对三维地震反应分析束手无策。在简化的弹塑性地震反应分析方法中需要延性系数,在用专用程序进行弹塑性时程分
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第一章绪论论文的内容和意义这个简单的概念来概括弹性阶段的抗震能力,延性大小是结构物抗震能力强弱的重要标志。他们认为在抗震设计中,除了强度与剐度之外,还必须重视加强延性,并提出了按延性系数将弹性反应谱修改成延性谱的具体方法和数据。延性抗震概念的提出,也与观察到的结构震害现象有关。在年代,人们发现,虽么结构就能在地震中幸存,而且震后常只需花少量的费用即可修复。但是,如果非弹性变形导致强度急剧降低,则结构的严重破坏甚至倒塌现象是经常可见的,,抗震设计是以弹性理论为基础的。世纪年代,关于结构非线性反应的研究盛行,这种思潮在抗震理论上反映是结构非线性地震反应的研究。以纽马克为首的研究者们取得了有意义的成果,他们提出用“延性”然结构在很多情况下并不具备能够抵抗强震的足够强度,尽管如此,从实际地震中观察到的结构反应性能显示,强度不足不~定总是导致结构倒塌,甚至不一定严重破坏;实际上,只要结构的初始强度能够基本维持,不出现因非弹性变形的加剧而导致强度过度下降,那土或砌体构件的剪切破坏同时出现。尽管较早就已有了延性抗震的认识,但世界上大多数地震国家并没有把延性抗震内容列入结构抗震设计规范,直到年美国圣·费尔南多地震发生之后,延性抗震才真正被摆到~个十分突出的位置。.芯肯肿近年来国内雏对延性抗震做了大量的试验和理论的研究,获得了很多对设计有参考价值的结论、公式和图表:随着计算机技术和结构分析软件的发展,用弹塑性时程分析的方法来解决桥梁的弹塑性地震反应的问题已具备了条件;但是这些要用于实际工程问题都还存在不完善的地方,需要进一步研究。滞回延性定义为初始强度没有明显退化情况下的菲弹性变形的能力,它包括两个方商:惺芙洗蟮姆锤捶堑员湫危鼻慷让挥忻飨韵陆档哪芰Γ弥突靥匦晕漳芰康哪芰Α这样定义的滞回延性概念,对强震【×的抗震结构而言具有苇爱的意义。但这两个指标婚
“一ィ约束混凝土各自在拉、压反复作用下的应力⋯应变模型,即单向应力状态下的弹塑性模但用折减系数的办法仅对单自由度延性系统是可行的,所以用折减系数的对地震力进现有通用有限元软件进行弹性的地震反应分析已经相当成熟。特别是韩国的迈达斯软件,程序中有多种地震波可供选择,只需乘以适当系数以调整加速度峰值,使用起来相当用软件计算存在如何处理钢筋的问题,对于弹性的静力分析,可以采用换算截面的方应力一应变曲线,混凝土存在开裂的问题,另外在塑性铰区约束混凝土和保护层混凝土还以通过计算来评价,只能通过实验来评价这两个指标的好坏,实际工程中往往通过延性系数来评价结构的延性性能。如最大曲率延性系数6ㄒ逦#.ú康闹突匮有阅涵。在罕遇地震作用下,由于桥墩进入塑性阶段,所以按反应谱法得到的地震力要迸行折减,折减系数与桥墩的延性性能之间有密切关系。同济大学桥梁抗震科研组在范立础教授领导下,对单自由度振动系统的在不同地震波作用下,不同场地土条件时,地震反应进行了分析,经过统计平均得到三类场地的强度折减系数谱