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基于OpenSees的高墩大跨混凝土连续刚构桥地震易损性研究
| 论文题名： | 基于OpenSees的高墩大跨混凝土连续刚构桥地震易损性研究 |
| 关键词： | 预应力混凝土连续刚构桥;抗震设计;地震强度;易损性 |
| 摘要： | 桥梁结构在整个交通系统中有着举足轻重的地位，常常牵一发而动全身。本文以西部山区某铁路高墩大跨预应力混凝土连续刚构桥为研究背景，运用分析软件OpenSees建立了非线性有限元模型，采用非线性动力时程分析方法对其进行了地震易损性分析，主要内容如下: 1、通过国内外的文献资料系统地介绍了高墩连续刚构桥的发展和受力特点，阐释了基于性能的抗震设计思想，列举了桥梁地震易损性的分析方法和研究现状。 2、梳理了利用分析软件OpenSees建立桥梁非线性有限元模型的整个流程，介绍了材料的本构关系与纤维截面，对所建模型进行了特征值分析，并与利用Midas所建的模型进行了简单的对比。 3、介绍了结构的破坏准则和结构损伤评定的方法，依据混凝土连续刚构桥的力学特性，分析了桥梁结构的易损位置。选取曲率延性比为损伤指标，对易损位置的关键截面进行了弯矩曲率分析，确定了各损伤状态下的损伤指标界限值，并讨论了轴压比和纵筋配筋率对易损指标的影响。发现随着轴压比的增大，各损伤状态界限值在轴压比为0.05-0.3范围内呈下降趋势，且下降幅度随轴压比增大有所降低，而随着配筋率不断增加，各损伤状态的临界曲率延性比的值趋于稳定。 4、结合抗震设计规范的水平加速度反应谱和桥位具体场地条件，将反应谱转变为功率谱，对形成的互功率谱进行分解并计算了幅值和相位，合成了更具有适用性的多维多点地震动时程。 5、对桥梁进行了横桥向和纵桥向地震易损性分析，选取峰值地震加速度(PGA)为地震动强度指标，绘制出了地震易损性曲线。对其分析后发现此背景桥梁主墩的抗震性能十分优越。在纵桥向的地震作用下，桥墩墩顶相对于墩底更容易发生损伤。在横桥向的地震作用下，桥墩墩底相对于墩顶更容易发生损伤，且桥墩在纵桥向的地震作用下发生损伤的概率要远大于在横桥向的地震作用下发生损伤的概率。同时，探讨了场地类型对地震易损性曲线的影响，发现在同一峰值地震加速度下，结构的地震易损性随着场地由硬变软而不断增大。 |
| 作者： | 白越 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 郑史雄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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