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近场地震作用下钢筋混凝土桥梁的地震易损性分析
| 论文题名： | 近场地震作用下钢筋混凝土桥梁的地震易损性分析 |
| 关键词： | 钢筋混凝土桥梁;近场地震动;地震易损性;向量强度测量 |
| 摘要： | 近场地震动是近些年来地震工程研究领域的热点问题之一。由于受到近场地震动高能量速度脉冲的影响,使得近场区桥梁结构的地震风险要比其它地段高很多。地震易损性分析是桥梁结构地震风险评估的一种有效方法,它能够从概率意义上定量结构的抗震性能,并且可以从宏观的角度把握地震动强度和结构损伤状态之间的关联性。本文从地震易损性分析的角度出发,场地震动对于钢筋混凝土桥梁损研究一般场地地震动和近伤水平的不同影响。主要研究工作与成果如下: (1)在以往采用标量强度测量(简称标量IM)形成地震易损性曲线的方法的基础上,提出了一种基于向量强度测量(文中简称向量IM)的桥梁结构地震易损性分析方法。在该方法中,首先建立了桥梁各组成部件的地震易损性函数,然后在考虑桥梁各组成部件之间相关性影响的基础上,建立了桥梁系统的地震易损性函数。 (2)采用基于Mander混凝土本构模型和Chang-Mander等向强化非线性钢筋模型的纤维截面塑性铰模型,模拟了钢筋混凝土桥墩在地震作用下的非线性行为。通过Penzien模型考虑了桩—土—桥梁结构的相互作用,并采用Mackie-Stojadinovic弹簧模型模拟了桥台。结合损伤状态与损伤指标的研究成果,确定了不同损伤状态下桥梁各组成部件的损伤指标。 (3)在考虑桥梁结构本身不确定性的基础上,建立了桥梁结构的三维非线性分析模型,并从PEER强震数据库中选取了符合我国桥梁抗震规范Ⅱ类场地类别的地震记录(包括一般场地和近场)进行非线性动力时程分析。通过对常用的地震动强度度量参数在评估桥梁结构地震响应时的有效性进行比较,选取了向量IM的两个参数。 (4)分别对一般场地和近场地震作用下的钢筋混凝土桥梁进行了地震易损性分析。研究表明,向量IM能够显著降低对于桥梁结构损伤水平预测的离散性,并且基于向量IM形成的地震易损性曲面可以有效地反映第二个地震动强度度量参数引起的桥梁结构地震易损性失效概率的变化。桥梁系统比任何一个桥梁组成部件都更容易受到损伤,从系统的层次对桥梁结构进行地震动易损性分析尤其重要。桥梁结构在近场地震作用下更具有地震易损性,从地震易损性分析的角度研究桥梁结构的抗震性能,能够从概率意义上把握近场地震作用下桥梁结构的地震响应规律,这对于研究近场区桥梁的抗震问题具有重要意义。 |
| 作者： | 李杨 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 李忠献 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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